!""#

Acest Îndrumtor de laborator îi propune prezentarea principalelor echipamente electrice de comutaie, i proteciei a consumatorilor i instalaiilor electrice i unele dispozitive folosite în acionrile electrice. Deoarece transferul de energie electric de la locul de producere la locul de utilizare se realizeaz prin intermediul reelelor electrice sunt necesare aparate i echipamente electrice de comutaie i protecie atât la productorii de energie electric cât i în reelele de transport, dar mai ales la consumatorii industriali sau casnici.

Definind un echipament de comutaie ca un ansamblu de dispozitive electromecanice sau electrice cu ajutorul crora se stabilesc sau se întrerup circuitele electrice, rezult c din punct de vedere structural echipamentele de comutaie se împart în dou mari categorii: Echipamente de comutaiei mecanic, ce au cel puin un element mobil pe durata efecturii comutaiei. La rândul lor aceste aparate pot fi: a) neautomate, cum ar fi: întreruptoarele i comutatoarele cu pârghie, întreruptoarele i comutatoarele pachet, butoane de acionare, întreruptoare basculante, separatoare i controlere; b) automate din care amintim: contactoarele, întreruptoarele de joas i înalt tensiune i separatoare de scurtcircuitare; Echipamente cu comutaie static, ce nu au componente în micare iar conectarea sau deconectarea este comandat i realizat electronic. Aceast categorie de aparate de comutaie se realizeaz cu dispozitive semiconductoare de putere ca: diode, tiristoare, triacuri sau tranzistoare de putere. În afara echipamentelor de comutaie exist o categorie larg de echipamente electrice de protecie, cu rolul de a proteja generatoarele electrice, liniile electrice, transformatoarele i consumatorii împotriva suprasarcinilor, supracurenilor, scurtcircuitelor, supratensiunilor sau a oricror regimuri anormale de funcionare. Din categoria echipamentelor electrice de protecie fac parte: siguranele fuzibile, releele de protecie, declanatoarele, bobinele de reactan, eclatoarele i descrctoarele. Autorul

CUPRINS

1. ECHIPAMENTE DE PROTECIE ÎMPOTRIVA ELECTROCUTRII...................1

2. REPREZENTAREA SCHEMELOR ELECTRICE.....................................................11

3. APARATE ELECTRICE NEAUTOMATE.................................................................27

4. CONTACTOARE ELECTROMAGNETICE..............................................................35

5. CONTACTOARE STATICE.......................................................................................45

6. ÎNTRERUPTOARE AUTOMATE DE JOAS TENSIUNE. DISJUNCTOARE...51

7. SIGURANE FUZIBILE.............................................................................................61

8. RELEE TERMOBIMETALICE...................................................................................69

9. RELEE ELECTROMAGNETICE................................................................................77

10. COMANDA I PROTECIA MOTOARELOR..........................................................85

11. ÎNTRERUPTOARE DE MEDIE I ÎNALT TENSIUNE......................................93

12. PROTECIA LA SUPRATENSIUNI........................................................................103

BIBLIOGRAFIE.......................................................................................................111

1

Lucrarea nr. 1

ECHIPAMENTE DE PROTECIE ÎMPOTRIVA

ELECTROCUTRII 1.1. Scopul lucrrii

Din punct de vedere al pericolelor pe care le prezint, exploatarea

instalaiilor electrice difer în mod substanial de exploatarea celorlalte instalaii industriale deoarece tensiunea i curentul nu prezint nici un indiciu care s previn omul asupra pericolului pa care îl reprezint.

Studierea sistematic a accidentelor prin electrocutare a dus la concluzia c 80 % din ele se produc în reelele de joas tensiune i numai 20 % în cele de medie i înalt tensiune. Aceasta se explic prin aceea c numrul instalaiilor de joas tensiune este mult mai mare, iar personalul de exploatare a acestora nu respect în totalitate normele de tehnica securitii muncii fiind astfel mai predispus la accidente prin electrocutare.

Lucrarea îi propune s prezinte cauzele electrocutrii i principalele metode de protecie a operatorilor umani.

1.2. Consideraii generale despre efectele curentului electric asupra corpului omenesc

Dac între dou puncte ale corpului omenesc se aplic o diferen de potenial,

prin corp va trece un curent electric a crui valoare va depinde de rezistena ecvhivalent a corpului omenesc.

Corpul omenesc poate fi considerat ca un ansamblu de impedane grupate în serie. Stratul cornos al pielii la intrarea i ieirea curentului se comport ca un die-lectric, fiind deci caracterizat prin impedanele de intrare i respectiv de ieire.

esuturile interioare se comport ca rezistene propriu-zise, de valoare redus. Se poate spune c intensitatea curentului ce trece prin corpul omenesc depinde în primul rând de rezistena opus de stratul cornos al pielii. În funcie de valoarea intensitii curentul care trece prin corpul omenesc poate fi nepericulos, periculos sau mortal.

Accidentul datorat trecerii curentului electric prin organism având ca urmare modificri în funcionarea normal a acestuia se numete electrocutare.

2

În momentul electrocutrii rezistena opus de corpul omenesc depinde de urmtorii factori: tensiunea la care este supus corpul, partea din corp cu care omul a atins elementul sub tensiune, suprafaa de contact, umiditatea mediului înconjurtor, tensiunea mediului, frecvena i durata de aciune a curentului, etc..

S-a constatat c rezistena corpului omenesc scade cu creterea tensiunii. Aceasta se explic prin faptul c la aplicarea unei tensiuni mai mari se produce strpungerea pielii i scderea rezistenei corpului omenesc.

Rezistena corpului omenesc depinde de locul cu care omul a atins elementul sub tensiune, deoarece diferitele zone ale suprafeei pielii au diferite proprieti dielectrice. Micorarea grosimii stratului cornos determin scderea rezistenei corpului omenesc.

Cu cât suprafaa de contact i presiunea dintre obiectul sub presiune i om sunt mai mari, rezistena opus de corpul omenesc va fi mai mic. Aceast observaie este important pentru aprecierea pericolului de electrocutare, în special, la utilajele electrice portative pe care omul le ine strâns în mân, pe o suprafa mare. Umiditatea duce la creterea pericolului de electrocutare. Aceasta deoarece la creterea umiditii, conductibilitatea stratului de piele crete i se micoreaz rezistena opus de corpul omenesc.

Temperatura ridicat duce la o transpiraie abundent, care umezind pielea, determin scderea rezistenei. Pericolul de electrocutare scade pe msura creterii frecvenei curentului. La frecvena de 500 kHz curentul nu mai are efect mortal, determinând numai arsuri. Pericolul de electrocutare crete cu creterea duratei de aciune a curentului. Astfel, un curent de 0,1 A a crui durat de trecere este mai mare de 0,2 secunde este fatal pentru om.

Rezistena intern a corpului omenesc la frecvena industrial se poate considera constant i egal cu 1000 ohmi. Rezistena pielii variaz în limite largi în funcie de valoarea parametrilor menionai anterior, fiind în general cuprins între 2000 - 6000 ohmi. În calcule vom adopta rezistena Rn = 1000 ohmi.

În cazul încperilor cu umiditate de 100 %, cu temperaturi de peste 30 °C i în care mediul prezint praf conductor rezistena corpului scade mult i este necesar s se adopte msuri severe de protecie a muncii.

Cauzele accidentelor prin electrocutare sunt atingerile concomitente a dou elemente bune conductoare de electricitate între care exist o diferen de potenial. Acestea pot fi atingeri directe, indirecte sau atingerea simultan a dou puncte de pe sol aflate la poteniale diferite (tensiune de pas).

Electrocutarea direct reprezint contactul electric dintre om i elemente bune conductoare de electricitate care fac parte din circuitul curenilor.

Electrocutarea direct poate avea loc prin: – atingerea simultan a dou elemente care fac parte din circuitele curenilor

de lucru i între care exist o diferen de tensiune. În acest fel omul este supus direct la tensiunea de lucru a reelei;

3

– atingerea unui singur element care face parte din circuitul curenilor de lucru i care au o tensiune fa de pmânt. Tensiunea la care este supus omul depinde de tipul reelei (cu nulul izolat sau cu nulul pus la pmânt).

Electrocutarea indirect, reprezint contactul electric cu un element bun conductor de electricitate care nu face parte din circuitul curenilor de lucru, dar care a intrat accidental sub tensiune ca urmare a unui defect în instalaia electric, cum ar fi deteriorarea izolaiei echipamentelor sau mainilor electrice. Tensiunea aplicat omului se numete tensiune de atingere.

Dac în cazul unei scurgeri de curent în pmânt care apare la cderea pe pmânt a unui conductor rupt aflat sub tensiune, un om atinge cu picioarele dou puncte de poteniale diferite, va fi supus la diferena dintre cele dou poteniale numit tensiune de pas:

Efectele curentului electric asupra corpului omenesc se pot grupa în ocuri electrice i electrotraumatisme.

ocurile electrice constau în excitarea esuturilor însoit de contracia spas-motic involuntar a fibrelor musculare conducând la comoii, pierderea auzului, vederii sau cunotinei, oprirea respiraiei sau stopul cardiac.

ocul electric determin fibrilaia inimii respectiv contracii haotice ale fibrelor muchiului inimii, în urma crora inima nu mai este capabil s pompeze sânge în vasele arteriale, echivalând practic cu oprirea funcionrii.

Electrotraumatismele se prezint sub form de arsuri datorate aciunii directe a curentului electric sau arcului electric, metalizarea pielii prin particulele pulverizate sub aciunea arcului electric sau leziune mecanice provocate de contraciile musculare (fracturi, luxaii, ruperea ligamentelor, pielii sau vaselor).

Parametrii electrici de calcul în instalaiile de protecie contra electrocut-rii se refer la valorile maxime admisibile ale rezistenei corpului omenesc, inten-sitii curentului, tensiunii de lucru, de atingere i de pas.

Rezistena electric a corpului omenesc (Rh) se consider prin neglijarea aportului capacitii epidermei. Aceasta se consider c are valoarea de 1000 ohmi, în cazul atingerilor directe i de 3000 ohmi, în cazul atingerilor indirecte.

Intensitatea curentului de trecere prin corpul omenesc se consider neperi-culoas, pentru o valoare maxim de 10 mA, în curent alternativ i de maxim 50 mA, în curent continuu, considerat la o durat de trecere de 3 secunde. În cazul unei durate de trecere mai mic de 1 secund, valoarea curentului nepericulos maxim admis se determin cu relaia aproximativ:

Imax = 0,165 ⋅ t–0,5 (1.1)

Tensiunea de lucru în cazul agregatelor mobile de sudare cu arc electric este de maxim 500 V, pentru înfurarea primar i 75 V în înfurarea secundar. În plus, aceste agregate trebuie s fie prevzute i cu dispozitiv de deconectare în cazul întreruperii arcului electric.

4

Uneltele electrice portabile pot funciona în locuri puin periculoase la tensiunea de 380 V. În cazul locurilor periculoase se admite aceeai valoare a tensiunii de lucru dac se iau msuri de protecie suplimentare, în caz contrar tensiunea maxim admis este de 24 V.

Pentru corpurile de iluminat fixe echipate cu lmpi cu incandescen sau fluorescente tensiunea maxim de lucru admis este de 220 V. În cazul locurilor de munc periculoase i foarte periculoase corpurile de iluminat vor fi prevzute cu protecie contra atingerilor accidentale (IP 44) i vor avea o tensiune maxim de lucru de 24 V.

Tensiunea de atingere i de pas maxim admis pentru utilaje fixe i mobile amplasate în locuri de munc puin periculoase, periculoase i foarte periculoase se consider de 40 Vc.a. i respectiv 65 Vc.c. la un timp de deconectare > 3 secunde.

În cazul liniilor electrice aeriene tensiunea de atingere i de pas se consider de 65 Vc.a., pentru reelele cu tensiuni sub 1 kV i de 125 Vc.a., pentru reelele din incinta întreprinderilor sau au tensiunea mai mare de 1 kV i sunt legate la pmânt. posibiliti de electrocutare în instalaiile electrice de joas tensiune

1.3. Metode de protecie împotriva producerii accidentelor prin electrocutare

Accidentele prin electrocutare în instalaiile de joas tensiune se pot datora

urmtoarelor cauze: a) atingerea direct – o parte a organismului intr în contact direct cu prile

conductoare aflate sub tensiune, cu elemente ale instalaiilor electrice scoase de sub tensiune, îns rmase încrcate cu sarcini electrice datorit capacitilor, sau cu elementele instalaiilor electrice scoase de sub tensiune normal îns aflate sub tensiune datorit fenomenelor de inducie electromagnetic, electrostatic;

b) atingere indirect – contactul se face cu elemente ale instalaiilor electrice care normal nu sunt sub tensiune (carcase, suporturi metalice) dar care intr sub tensiune datorit unui defect (deteriorare, conturnare, desprinderea de conductoare)

c) tensiune de pas – electrocutarea apare ca urmare a contactului cu dou puncte de pe sol cu poteniale electrice diferite.

Sensibilitatea organismului la trecerea curentului electric este determinat de gradul de oboseal, starea nervoas, afeciunile cardiace, calea de închidere a circuitului electric prin organism, condiiile mediului ambiant (presiune, tempera-tur, umiditate etc.).

inând seama de rezistena electric a organismului uman în diferite condiii de mediu, de rezistena electric de contact cu pmântul i de limita maxim nepericuloas a curentului electric, în STAS 2612–72 sunt stabilite valorile maxime admis pentru tensiunile de stingere i de pas.

5

În tabelul nr. 1.1 sunt precizate valorile maxime ale tensiunilor de stingere Ua [V] în instalaii cu tensiuni nominale pân la 1000 V.

Tabelul 1.1 Valorile maxime ale tensiunilor de stingere

MEDIUL Puin periculos Periculos Foarte periculos

TIPUL DE DECONECTARE A PROTECIEI MAXIMA-LE

≤ 3 s > 3 s ≤ 3 s > 3 s ≤ 3 s > 3 s

LOCUL DE U-TILI-ZARE

CATE-GORIA

UTILAJE-LOR

c.c. c.a. c.c. c.a. c.c. c.a. c.c. c.a. c.c. c.a. c.c. c.a. FIXE I MOBILE

110 65 65 40 110 65 65 40 65 40 65 40 LA SU-PRA-FA PORTA-

BILE 110 65 65 40 24 24 24 24 24 24 24 24

ÎN SUB-

TERAN

TOATE – – – – 24 24 24 24 24 24 24 24

A. Protecia prin legare la pmânt const în legarea la priza de pmânt a

elementelor metalice care pot ajunge accidental sun tensiune realizându-se închiderea curentului de defect Id printr-o cale cu rezisten redus.

Figura 1.1 Protecia prin legare la pmânt

6

Curentul prin organism în acest caz va fi:

tp

pd0 RR

RII

+= (1.2)

în care: Id – curent de defect; Rp – rezistena prizei de pmânt; Rt – rezistena total fa de pmânt.

La un defect de izolaie fa de carcas la reelele cu neutrul izolat, curenii de defect se închid prin rezistenele de izolaie i prin capacitile fa de pmânt ale celorlalte faz iar în cazul reelelor cu neutrul legate la pmânt prin priza de pmânt de exploatare sau conductorul neutru.

Tensiunea de stingere este determinat numai de rezistena prizei de pmânt Rp i curentul prin priza de pmânt: Ua = Rp ⋅ Ip.

Rezistena prizei de pmânt se impune s fie mai mic sau cel mult egal cu 4 Ω, deci tensiunile de stingere poate fi adus la valorile nepericuloase, curentul de defect fiind de asemenea limitat în amplitudine i durat de sistemul de protecie. În cazul reelelor cu neutrul legate la pmânt printr-o priz de exploatare R0 curentul de defect este:

0p

fd RR

UI

+= (1.3)

Ttensiunea de stingere în consumator:

0p

pfdpk RR

RUIRU

+=⋅= (1.4)

Tensiune de stingere la priza de exploatare cu rezistena R0, este dat de relaia:

0p

0f0dao RR

RURIU

+=⋅= (1.5)

Suma celor dou tensiuni Ua i Ua0 este constant i egal cu tensiunea pe faz Uf. Prin urmare rezult c cel puin una din cele dou instalaii de legare la pmânt va avea o tensiune de atingere periculoas. Din aceast cauz pentru reelele cu neutrul legat la pmânt se folosete ca protecie de baz, protecia prin legare la nul.

B. Protecia prin legare la nul de protecie se realizeaz cu ajutorul unui conductor de nul de protecie, care este diferit de nulul de lucru. În cazul unui defect de izolaie are loc un scurtcircuit monofazat (figura 1.2) astfel încât fuzibilul siguranei este topit sau se declaneaz întreruptorul automat. Pentru ca protecia s fie eficace este necesar ca decentrarea echipamentului defect s aib loc într-un timp scurt de 3 s.

7

Figura.1.2 Scurtcircuit monofazat în cazul unui defect de izolaie

Curentul de defect are valoarea:

nf

fd ZZ

UI

+= (1.6)

unde: Zf este impedana de faz de la surs pân la locul defectului; Zn este impedana conductorului de nul.

Pentru ca s se obin o decentrare sigur a echipamentului defect, seciunea conductorului de nul de protecie, trebuie s fie suficient, astfel încât curentul de defect s depeasc de cel puin 3,5 ori curentul nominal al celei mai apropiate sigurane fuzibile unipolare, de cel puin 1,25 ori curentul de declanare rapid al întreruptorului automat de protecie al echipamentului respectiv.

Pentru a preveni consecinele grave care pot apare în cazul întreruperii conductorului de nul, reeaua de nul de protecie se leag din loc în loc la pmânt de regul la tablourile de distribuie. Din acelai motiv conductele de nul nu se vor prevedea cu întreruptoare sau sigurane. La receptoarele monofazate conductorul de nul nu se va lega la carcas, deoarece în cazul întreruperii accidentale a acestuia, carcasa primete tensiunea fazei prin receptor. C. Protecia prin deconectarea automat la tensiunea de atingere. Acest tip de protecie (P.A.T.A.) se aplic atât în reelele cu neutrul izolat cât i în cele cu neutrul legat la pmânt (figura 1.3.).

8

Figura. 1.3 Deconectarea automat la tensiunea de atingere

Bobina releului de tensiunea K2, legat între carcasa echipamentului protejat i priza de pmânt, este astfel calculat încât atunci când tensiunea Ua, datorat punerii accidentale sub tensiunea a carcasei, atinge valoarea impus, STAS 2612-82 (vezi tabelul nr. 1.1), este comandat deconectarea echipamentului de sub tensiune.

D. Protecia automat la curent de defect (P.A.C.D.) Acest tip de protecie se realizeaz cu un releu de curent c1 alimentat de la un transformator hemopolar (TH) cu trei transformatoare de curent montate în paralel (montaj Helmgreen), (figura 1.4.a) sau cu un transformator de curent montat pe conductorul de nul (figura 1.4.b).

La funcionarea normal a echipamentului suma fazorial a curenilor pe cele trei faze este nul, la apariia unei puneri accidentale sub tensiune a carcasei echipamentului, curentul pe una din faze crete, sistemul de cureni se dezechili-breaz, apare un curent prin releul K2 care anclanându-se, declaneaz contactele K1 prin intermediul cruia se scoate de sub tensiune echipamentul. Protecia P.A.C.D. se poate aplica reelelor cu neutrul izolat cât i celor u neutrul pus la pmânt.

9

a)

b)

Figura 1.4 Protecia automat la curent de defect

10

E. Separarea de protecie const în intercalarea între reea i receptor a unui transformator de izolare cu raport de transformare 1:1. În caz de defect în interiorul receptorului dei tensiunea de atingere poate fi la valoarea maxim a tensiunii reelei, curentul în caz de electrocutare este mic fiind determinat doar de curentul capacitiv prin capacitatea parazit.

F. Protecia prin izolarea suplimentar se utilizeaz materiale electro-izolante la realizarea carcaselor receptoarelor electrice.

G. Protecia prin egalizarea potenialelor de lucru const în legarea între ele a tuturor elementelor metalice aflate în zona de lucru a operatorului (inclusiv carcasa metalic a aparatului electric), plecându-se de la observaia c electrocu-tarea poate apare numai dac exist posibilitatea stingerii simultane a dou puncte aflate la poteniale diferite.

1.3. Norme de protecia muncii în laboratorul de Echipamente Electrice Pentru evitarea pericolului de electrocutare în timpul efecturii lucrrilor de

laborator trebuie respectate urmtoarele norme de protecia muncii: 1. Fiecare student este obligat s partcipe la instructajul privind normele de

tehnic a securitii i s completeze sub semntur fia de instructaj. Nu sunt admii la lucrri studeni care nu i-au însuit normele de tehnic a securitii muncii cât i cei care la verificrile periodice dovedesc o slab pregtire în acest sens. Nu sunt admii la lucrri studeni care nu cunosc coninutul i modul de efetuare a lucrrii la care se prezint. 2. Nu se admite punerea sub tensiune a instalaiilor decât cu consimmântul cadrului didactic care conduce lucrarea i numai dup verificarea continuitii prizei de pmânt. Dac priza de pmânt este întrerupt nu se admite utilizarea instalaiei pentru încercri. 3. Nu se admite punerera sub tensiune a instalaiilor decât dup ce toate elementele de reglare au fost comutate în poziie de zero. În aceeai poziie vor fi readuse aceste elemente dup fiecare încercare efectuat. 4. Pe tot parcursul defurii lucrrii în laborator nu au acces persoane strine. Persoanele prezente în laborator în timpul efecturii lucrrii, nu au voie s angajeze discuii, s gesticuleze sau s in obiecte metalice în mân. 5. La terminarea experimentrilor se va scoate de sub tensiune instalaia i abia apoi se vor demonta echipamentele.

6. În caz de punere accidental sub tensiune a unei persoane se va aciona neîntârziat, de ctre oricare dintre celelalte persoane pentru deconectarea instalaiei. Dup aceasta se va acorda accidentatului primul ajutor, de la caz la caz conform instruciunilor afilate în laborator.

11

Lucrarea nr. 2

REPREZENTAREA SCHEMELOR ELECTRICE

2.1. Scopul lucrrii

În lucrare sunt prezentate principalele reguli i simboluri de reprezentare grafic a schemelor electrice, în conformitate cu standardele naionale în vigoare i normele Organizaiei Internationale de Standardizare (ISO).

2.2. Consideraii generale Desenul tehnic este un mijloc indispensabil pentru exprimarea tehnic a tuturor

elementelor privind proiectarea, execuia, i controlul unui produs. El pune la dispoziia tuturor metode grafice atât pentru reprezentarea unei concepii tehnice cât i pentru interpretarea ei, în vederea materializrii.

Ca urmare a faptului c regulile de reprezentare în desenul tehnic au o valabilitate general i c se tinde spre globalizarea lor, putem afirma c desenul tehnic a devenit un limbajul tehnic internaional.

Standardele stabilesc terminologia general i clasificarea pentru schemele, diagramele i tabelele utilizate în documentaia tehnic desenat în electrotehnic, în scopul explicrii funciunilor i a indicrii conexiunilor, pentru a uura proiectarea, execuia, instalarea si întreinerea instalaiilor eelctrotehnice.

Schema electric este o reprezentare grafic care indica modul în care diferitele pri ale unei reele, instalaii, ansamblu de aparate i echipamente electrice sunt legate funcional si /sau interconectate.

Diagrama este o reprezentare grafic care indic relaii între: - aciuni diferite; - aciuni i variaia în timp; - aciuni i mrimi fizice; - strile ale mai multor elemente. Un tabel înlocuiete sau completeaz o schem, o diagram sau un plan de

amplasare. Dup scopul urmrit schemele, diagramele i tabelele se clasific astfel: a) scheme explicative, b) diagrame sau tabele explicative, c) scheme de conexiuni sau tabele de conexiuni, d) planuri sau tabele de amplasare.

12

Schemele explicative uureaz studiul i înelegerea funcionrii unei instalaii sau pri de instalaie.

Se disting trei tipuri de scheme, definite dup cum urmeaz: Schema funcional este un desen relativ simplu, destinat. înelegerii

principiului de funcionare. El reprezint prin simboluri sau prin figuri simple, o instalaie sau o parte din instalaie precum i interdependenele funcionale, fr a fi necesar reprezentarea tuturor legturilor care sânt realizate fizic.

Schema bloc (de circulaie) este schema explicativ destinat înelegerii în detaliu a funcionrii unei instalaii. Ea reprezint prin blocuri o instalaie sau o parte din instalaie cu conexiunile electrice i legturile care intervin în funcionarea sa. Diagramele sau tabelele explicative sunt destinate uurrii înelegerii sche-melor i pentru a da informaii suplimentare.

De exemplu: Schemele de conexiuni sânt destinate realizrii fizice i verificrii conexiunilor

unei instalaii sau echipament. Pentru un echipament, ele indic conexiunile interioare i/sau exterioare. Planurile sau tabele de amplasare conin indicaii precise despre amplasarea prilor constitutive ale unei instalaii, de exemplu: blocurile terminale, unitile debroabile, subansamblele, modulele. Ele conin desemnri ale elementelor, aceleai cu cele utilizate în celelalte scheme i tabele.

Dup numrul de conductoare, aparatele sau elementele reprezentate într-un semn unic, se pot reprezenta monofilar sau multifilar.

Într-o reprezentare monofilar dou sau mai multe conductoare se reprezint printr-o singur linie. În particular cu o singur linie poate reprezint:

- circuite ale unui sistem multifazat; - circuite care au o funciune electric similar; - circuite care aparin aceleai transmisii de semnale; - circuite care urmeaz fizic acelai traseu în instalie; - conductoare al cror traseu urmeaz aceeai cale pe schem.

Reperul de identificare este o codificare distinctiv, servind pentru identifica-rea unui element pe o schem, legend, diagram sau echipament.

Un bloc de identificare reunete informaiile care au legtur între ele. Tipul i volumul informaiei date printr-un reper de identificare depinde de tipul documentu-lui.

Prin element component se înelege aparat, echipament sau ansamblu funcio-nal, care este reprezentat în schem printr-un semn convenional.

13

2.2.1. Repere de identificare

Utilizarea unui reper de identificare poate avea o semnificaie general, sau una particular, în funcie de informaia necesar. Diferitele tipuri de repere recomandate de standarde prevd informaii pentru urmtoarele cazuri:

1 un nivel superior caracterizând corelarea cu alte pri ale echipamentului, fie din punct de vedere constructiv, fie din punct de vedere funcional;

2 amplasare; 3 identificare:

A categoria elementului; B numrul elementului; C funcia elementului; 4 marcare borne i conductoare.

Pentru majoritatea schemelor este suficient numai o parte din aceste informa-ii. Alegerea informaiilor utilizate depinde de tipul de schem. De asemenea, reperul de identificare inscripionat pentru un echipament va putea conine numai o parte din aceste informaii.

În tabele sau legende (de exemplu, tabel de conexiuni, nomenclator de materia-le) coloanele se pot dispune astfel încât semnele distinctive s fie omise.

Identificarea elementului:

3A 3B 3C A N A(N) Categorie Numr Funcie

Exemplu de utilizare a reperelor de identificare: S016 + 3A2 - Q1 : 2 <=> borna a 2-a disjunctorul Q1 din subansamblu A2 din ansamblul 3 din sala 016.

Alegerea semnelor convenionale pentru o schem se face în funcie de urm-

toarele aspecte: a) utilizarea formei celei mai simple a semnului convenional corespun-

ztor scopului particular; b) utilizarea, pe cât posibil, a formei recomnadate; c) alegerea semnelor convenionale astfel ca toate elementele unei docu-

mentaii tehnice s fie coerente între ele.

14

2.3. Simbolurile utilizate în prezentarea schemelor electrice

O schem în reprezentarea desfurat se caracterizeaz prin prezentarea fiecrei pri componente separat, utilizând semnele convenionale. Câteva exemple sunt prezentate în figurile i tabelele urmtoare.

Echipamentele electrice se reprezint în ara noastr prin semne convenionale precizate în STAS 11381.

Figura 2.1.a.Transformatoare

Figura 2.1.b. Mainile unui grup generator.

Figura 2.2 Traductor magnetic

15

Fig.6

Figura 2.3. Linii de conectare în reprezentarea monofilar

Figura 2.4. Cablu cu 3 conductoare i cutie terminal Reprezentare monofilar i forma simplificat

Tabel nr.2.1. Reprezentarea Aparatelor în Scheme Monofazate Simbol monofilar Legenda

Întreruptor triplu cu comand manual, reprezentare multifilar.

Trei întreruptoare monopolare cu comanda manual, reprezentare multifilar:

16

Trei conductoare cu transformatoare de curent i conductoare secundare, reprezentare multifilar:

Trei conductoare cu transformatoare de curent i conductoare secundare pentru ansamblu, reprezentare multifilar:

Trei conductoare L1, L2, L3, conductoarele L1 i L3 cu transformatoare de curent, trei conductoare pentru ansamblu, reprezentare multifilar:

2.3.1. Codificarea i notarea echipamentelor electrice

Echipamentele electrice se pot grupa în 23 de categorii i se noteaz cu litere majuscule din alfabetul latin conform celor indicate în tabelul nr. 2.2.

Aceste litere formeaz codul categoriei (partea 3A din blocul de identificare 3). Distincia între mai multe elemente din cadrul aceleiai categorii se realizeaz printr-un numr de ordine care constituie parte 3B a reperului de identificare.

Partea 3C a reperului de identificare codific funcia pe care o îndeplinete elementul considerat în cadrul schemei electrice.

17

Tabelul nr. 2.2. Simbolizarea literal-numeric a echipamentelor electrice Litera Categoria elementului Exemplu A Ansambluri i subansambluri A1 (amplificator

operaional) (regulator de turaie)

B Traductoare de mrimi neelectrice în mrimi electrice i invers

B1 (termocuplu) B2 (tahogenerator)

C Condensatoare C1 (condensator) D Elemente binare, dispozitive de

temporizare i memorare D1 (circuit SI) D2 (memorie cu

ferite) E Dispozitive diverse E1 (lamp iluminat) E2 (cuptor electric) F Dispozitive de protecie F1 (siguran

fuzibil) F2 (releu termic)

G Generatoare (dispozitive de alimentare)

G1 (generator cc) G2 (pil electric)

H Dispozitive de semnalizare H1 (lamp) H2 (hup) K Relee i contactoare K1 (releu de timp) K2 (contactor) L Bobine L1 (bobin) M Motoare M1 (motor asincron

cu rotor în sc.)

N Dispozitiv de calcul, regulatoare N1 (regulator) P Instrumente msur, dispozitive

de încercare P1 (contor) P2 (osciloscop)

Q Aparate de comutaie de for Q1 (contacte contactor)

R Rezistoare R1 (rezistor) S Aparat de comutaie mecanic

pentru circuite electrice S1 (buton normal deschis)

S2 (comutator)

T Transformatoare T1 (de for) T2 (de curent) U Modulatoare, convertoare U1 (convertor

analog-numeric)

V Tuburi electronice, semiconductoare

V1 (indicator cu Ne)

V2 (tiristor)

W Ci de transmisie, antene W1 (cablu) W2 (anten) X Cleme, fie, socluri X1 (ir de cleme) X2 (fi-priz) Y Dispozitive mecanice acionate Y1 (electroventile) Y2 (frân el-mag.) Z Filtre Z1 (filtru trece jos)

18

Simbolizarea literal-numeric, adoptat prin STAS 12120/2-83 urmrete s uniformizeze documentaiile tehnice i exploatarea echipamentelor electrice.

Acest cod este alctuit dintr-o liter, urmat eventual de o combinaie de litere i cifre, fiind explicitat în legenda schemei electrice.

Ca exemplu menionm: K1M – contactor principal, K1T – releu de timp, K1F – întreruptor automat cu rol de protecie, N1Y – calculator analogic, P1Z – frecvenmetru numeric. În cazul circuitelor simple este suficient indicarea categoriei, a numrului de

ordine i eventual a funciei generale a elementului (de exemplu K1M – contactorul principal 1).

La schemele de conexiuni reperul trebuie s indice codul de marcare a bornei (de exemplu KIM(2-4) – borna 2 i 4 a contactorului principal 1).

În cazul schemelor instalaiilor electrice de mare complexitate reperul este alctuit din trei sau patru blocuri (de exemplu: 1S+3A – K1M2 – reperul de identificare pentru borna a 2- a a contactorului principal 1 din subansamblul A al ansamblului 3, cuprins în instalaia 1S).

Semnele convenionale i simbolizarea literal-numeric prezentate mai sus sunt în concordan cu recomandrile Comisiei Electrotehnice Internaionale (CEI) i permit prelucrarea documentaiilor pe calculator facilitând proiectarea proiectarea asistat a schemelor i echipamentelor electrice.

2.4. Clasificarea schemelor electrice i reguli de întocmire a lor

Schemele electrice reprezint prezentri sistematice i unitare a instalaiilor

electrice. Acestea se folosesc la execuia, montarea, exploatarea sau depanarea instalaiilor electrice.

O schem electric se întocmete pentru a explica funcionarea unei instalaii sau echipament electric (sau a unui subansamblu a echipamentului electric) i se întocmete pentru furnizarea datelor necesare stabilirii schemelor de conexiuni.

În schemele electrice se admit simplificri atunci când un circuit se poate reprezenta monofilar, atunci când o parte a acelei scheme poate fi înlocuit cu un simbol sau dac o poriune de circuit se repet.

Reprezentarea desfurat a schemelor electrice figureaz elementele aceluiai aparat separat în zone diferite, fiind notate cu acelai simbol literal-nume-ric, ceea ce permite urmrirea logic a circuitelor i înelegerea uoar a funcionrii instalaiei electrice. Reprezentarea desfurat este cel mai frecvent utilizat.

19

În reprezentarea desfurat circuitele se deseneaz pe direcie orizontal sau vertical, fiind preferat dispunerea vertical.

Receptoarele circuitelor (motoare, bobinele contactoarelor, relee, lmpi de semnalizare etc.) se amplaseaz în partea inferioar, în dispunerea vertical, respectiv la dreapta circuitelor în dispunerea orizontal. În cazul dispunerii pe vertical, circuitele se ordoneaz de la stânga la dreapta pe grupe funcionale: alimentare general, circuite de for, circuite de comand i protecie, circuite de semnalizare etc. Circuitele de for, parcurse de cureni mari, se deseneaz cu linii groase, iar circuitele celelalte (comand, protecie, semnalizare, msur) se traseaz cu linii subiri.

Semnele convenionale din schem redau poziia de repaus a aparatelor, iar starea contactelor pentru comutatoare cu mai multe poziii se specific într-o indicaie anex.

Dimensiunea semnelor convenionale se alege astfel încât s permit evidenierea particularitilor de conectare i unele informaii suplimentare cum ar fi: la motoare (putere, turaie), la transformatoare (putere aparent, tensiune), la dispozitivele semiconductoare (codul, de exemplu: BC171, UAA145 etc.).

Formatul recomandat este A3 deoarece permite desenarea asistat de calcu-lator, manipularea uoar i îndosarierea. Dac schema se extinde pe mai multe file, acestea se numeroteaz încât s fie evideniat legtura dintre ele.

Repetarea amplasrii semnelor convenionale în cadrul schemei desfurate se face dup trei metode, anume:

Reprezentarea schemelor electrice se poate face în mai multe moduri prevzute în STAS-uri:

A. Metoda grilei presupune divizarea grilei în zone rectangulare marcate prin

litere, de sus în jos, i respectiv numere de la stânga la dreapta. Dimensiunile acestor zone, rânduri i respectiv coloane, depind de complexitatea schemei i de mrimea filei. Literele i cifrele de marcare a zonelor, în numr par, se înscriu în exteriorul chenarului.

Amplasarea semnelor convenionale pe schem se indic prin numrul de ordine al filei, urmat de litera i numrul care evideniaz zona rectangular. Uneori se indic numai fila i numrul coloanei.

Aceasta metoda este prezentata în figura 2.5.:

20

Figura 2.5. Schem electric în desfurare orizontal

Figura 2.6. Schem electric în desfurare vertical

21

B. Metoda tabelar utilizeaz înscrierea reperelor de identificare a semnelor convenionale într-un tabl care se amplaseaz de-a lungul unei margini a formatului filei. Acest tabel se poate structura pe rânduri sau coloane ce grupeaz elemente de acelai tip (dispozitive semiconductoare, rezistoare, condensatoare etc.). Poziia unui reper este dat de intersecia cu latura tabelului a perpendicularei trasate din centrul semnului convenional.

Figura 2.7. Schem electric cu datele furnizate tabelar

C. Metoda reperrii circuitelor presupune marcarea cu un numr de ordine a fiecrui circuit definit de o linie vertical (sau orizontal) pe care se amplaseaz ce puin un element. Numerotarea se face în continuare de la circuitelor de for spre cele de comand.

În cazul schemelor desfurate, indiferent de metoda de reperare, se introduc legende care expliciteaz elementele în ordinea alfabetic i numeric a simbolu-rilor, precum i funciile acestora i caracteristicile tehnice.

Destinaia unui circuit sau grup de circuite se indic în maneta de la partea inferioar a schemei sau prin semene convenionale standardizate.

Reperarea circuitelor i a echipamentelor componente se face (figura 2.8.) prin codificarea literal-numeric a fiecruia dintre ele.

22

Figura 2.8. Schem electric cu codificare literal-numeric

Figura 2.9. Reprezentarea semiasamblata ce implic devierea sau intersectarea traseelor circuitelor.

Delimitarea unitilor funcionale sau constructive din schemele electrice se

face încadrând aceste uniti într-un dreptunghi urmrind maximum de claritate.

23

Figura 2.10. Reprezentarea subansamblelor funcionale

Simplificrile se pot face prin linii suprimate, adic în locul în care ar trebui s existe conexiuni ctre surse de alimentare sau anumite poteniale, s se înscrie pe schem referina respectiv (figura 2.11.)

Figura 2.11. Reprezentarea simplificat

24

Reprezentarea bornelor se face ca în figura 2.12..

Figura 2.12. Reprezentarea bornelor i conexiunilor

Reprezentarea cablurilor i a ansamblurilor multiconductoare se face ca în figura 2.13. a) sau b) iar simplificat ca în figura 2.14.:

a)

25

b)

Figura 2.13. Reprezentarea cablurilor i a ansamblurilor multiconductoare

Figura 2.14. Reprezentarea simplificat a cablurilor

26

Conexiunile, în cazul schemelor simple, se reprezint individual între prile componente, prin linii, ca în figura 2.15:

Figura 2.15. Reprezentarea conexiunilor

2.5. Documentaia de execuie a unei instalaii electrice Documentaia de execuie a unei instalaii electrice cuprinde scheme de cone-

xiuni exterioare i interioare, întocmite conform satnsardelor, precum i tabelele de conexiuni aferente.

Tabelul de conexiuni cuprinde date privind bornele de racordare, tipul, seciu-nea i culoarea conductoarelor. Capetele conductoarelor se marcheaz prin tile care indic adresa bornelor de conectare.

Codul pentru identificare a conductoarelor impune utilizarea urmtoarelor culori pentru izolaia conductoarelor: negru (N) pentru circuitele principale (de for) în c.c. sau c.a.; rou (R) pentru circuitele secundare de c.a.; albastru (A) pentru cele de c.c.; verde-galben (V-G) pentru conductoarele de protecie (PE); albastru deschis (B) pentru conductorul neutru (N) sau median (M).

2.6. Probleme de urmrit. Se vor identifica simbolurile principalelor aparate i echipamente electrice din

STAS 12120 / 2, 3, 4, 5, 6 - 1984 i STAS 11381 / 33, 40, 42, 43, 44 -1990. Se vor desena pe caiet cel puin 20 de simboluri i codurile aferente.

27

Lucrarea nr. 3

APARATE ELECTRICE NEAUTOMATE

3.1. Scopul lucrrii În lucrare sunt prezentate principalele aparate electrice neautomate de joas

tensiune utilizate în instalaiile electrice: separatoare, întreruptoarele i comutatoa-rele cu pârghie, întreruptoarele i comutatoarele pachet, prizele i fiele industriale, precum i echipamentul electric folosit la pornirea i reglarea manual a turaiei mainilor electrice (inversoare de sens, comutatoare stea-triunghi, controlere, limita-toare de curs).

3.2. Consideraii tehnice generale

Aparatele neautomate sunt destinate conectrii i deconectrii circuitelor electrice de curent continuu sau alternativ de joas tensiune. Ele au urmtoarele caracteristici comune: acionare manual atât la închidere cât i la deschidere; nu au elemente de protecie, msur sau reglaj; nu pot întrerupe cureni de suprasarcin sau de scurtcircuit; au o manevrare rar, cu o frecven redus de conectare.

Principalele aparate neautomate sunt: - întreruptoare i comutatoare tip pârghie i cumpn;

- separatoare de joas tensiune; - controlere cu tambur sau pârghii; - prize, fie, butoane, i lmpi;

Condiiile tehnice generale ale aparatelor neautomate asigur buna funcionare a aparatelor. Depsirea valorilor admise poate duce la deteriorarea sau distrugerea aparatului.

A. Tensiunea de comand Tensiunea maxim de comand este valoarea maxim la care aparatul poate

funciona în bune condiii, timp nelimitat (este egal cu 1,05·Un). Tensiunea de comand este egal sau mai mic decât tensiunea nominal.

B.Frecvena curentului Frecvenele utilizate în mod frecvent sunt: 42, 50 i 60 Hz. În ara noastr este nominalizat frecvena de 50 Hz.

28

C. Curentul de utilizare Curentul de utilizare Is poate avea una dintre valorile normalizate indicate în tabelul urmtor:

Tabelul 3.1. 1 1,25 1,6 2 2,5 3,15 0,4 0,5 0,6 0,8

10 12,5 16 20 25 31,5 4 5 6 8 100 125 160 200 250 315 40 50 63 80

1000 1250 1600 2000 2500 3150 400 500 630 800 D. Capacitatea de rupere Este valoarea maxim a curentului comutate (valoare efectiv) în condiii precizate. Capacitatea de rupere pentru aparatele de curent continuu i alternativ este

dat în documentaia unui produs. Depirea acestei valori duce la distrugerea aparatului.

E. Uzura electric în sarcin Nerespectarea regimului de uzur duce la deteriorarea rapid a contactelor

aparatului. Condiiile privind uzura electric a aparatolor sunt indicate în documen-taia de produs.

3.2.1. Clasificarea aparatelor electrice neautomate Se poate face dup criteriile:

A. În funcie de domeniul de utilizare: Aparate industriale (aparate destinate instalaiilor electrice industriale de

putere). Aparate pentru instalaii (aparate destinate instalaiilor electrice de mica

putere).

B. Dup tensiunea nominal: Valoarea maxim a tensiunii nominale la joas tensiune este fixat prin STAS

553-73 la 1.000V la curent alternativ i 1.200V curent continuu. Deosebirile esteniale între aparatele de diferite tensiuni nominale constau în:

grosimea izolaiei, condiiile de stingere a arcului electric, dimensionarea electromagneilor de acionare.

Din punct de vedere al proteciei muncii, aparatele cu tensiuni nominale mai mari de 42V sunt coinsiderate ca având tensiuni periculoase. Tensiunile nominale standardizate sunt indicate în tabelul urmtor:

29

Tabelul 3.2. Tensiuni nominale standardizate

Tensiune continua, V 24 - 48 110

(125) 220

(250) 440 600 800 (750) 1200

Tensiune alternativ -V

24 36 48 (42)

110 sau 127

220 (250) 380 660

(500) - 1000

C. Dup curentul nominal Curenii nominali pentru aparatelede conectare indicai în STAS 553-73 sunt:

2; 4(5); 6; 10; 16; 25; 32; 40; 63; 80; 100; (125); 160; 200; 315; 400; 630; 800; 1000; 1600; 2000; 2500; 3150A.

Curentul de 5A este nominalizat pentru secundarul transformatoarelor de masur.

D. Dup felul curentului Aparatele neautomate se construiesc pentru curent continuu sau alternativ.

Aparatele de curent alternativ pot fi pentru curent momofazat sau trifazat. Aparatele neautomate se construiesc având circuitul de comand i circuitul principal (sau primar) funcionând cu acelai fel de curent sau cu cureni diferii conform indicaiilor din tabelul urmtor:

Tabelul 3.3. Tipuri de circuite principale i de comand

FELUL CIRCUITULUI Circuitul principal Circuitul de comand

Alternativ Alternativ Alternativ Continuu Continuu Alternativ Continuu Continuu

E. Dup numrul polilor Aparatele neautomate se construiesc în variante monopolare sau bipolare pentru a funciona în curent alternativ monofazat sau în curent continuu.Variantele tripolare sau tetrapolare se construiesc pentru a fi utilizate în curent alternativ trifazat.

F. Dup tipul de protecie al aparatului Protecia aparatelor se clasific conform STAS-6588-62 în:

• Protecie împotriva ptrunderii corpurilor strine • Protecie împotriva ptrunderii apei • Protecie împotriva loviturilor mecanice.

30

3.3. Separatoare de joas tensiune

Servesc la separarea vizibil a unui circuit, pentru efectuarea unor operaiuni ce nu se pot executa sub tensiune. Ele pot întrerupe doar circuite aflate sub tensiune, dar neparcurse de curent. În figura 3.1 este prezentat un separator de tip cuit.

Figura 3.1. Separator tip cuit

1 – cadru metalic; 2 – izolatoare suport; 3 – borne de legtur; 4 – contact fix; 5 – contact mobil; 6 – urechea de acionare; 7 – ax.

Deoarece în poziia închis separatoarele sunt parcurse de curent nominal,

presiunea de contact realizat de contactul fix pe cuitul de contact trebuie s asigure o rezisten de contact redus. Întrucât separatoarele se închid sau deschid când prin circuit nu trece curent, nu se formeaz arc între contacte i de aceea nu sunt prevzute cu camere de stingere. Ele sunt de regul de tip interior, se monteaz vertical i se acioneaz manual.

Se realizeaz pentru tensiuni de 500 V i 1000 V i cureni nominali de la 200 la 1000 A.

31

3.4. Comutatoare tip pachet Sunt aparate realizate prin suprapunerea unui numr variabil de elemente,

fiecare element constituind o cale de curent i montate pe acelai ax. Contactele fixe sunt montate pe discurile pachetelor care se suprapun, iar contactele mobile se afl solidare pe un ax central. Acest ax se acioneaz prin maneta de acionare i prin intermediul unui mecanism de sacadare ce asigur manevrarea brusc a contactelor, indiferent de viteza de acionare a manetei de ctre operator.

Figura 3.2. Comutator tip pachet

1 – maneta de acionare; 2 – ax de acionare; 3 – mecanismul de sacadare; 4 – borne de legtur; 5 – disc izolant; 6 – tirani de fixare; 7 – plac metalic de fixare; 8 – contacte mobile în form de I; 9 –izolaie de pertinax; 10 – distanor de pertinax.

Aceste aparate se pot utiliza pentru o multitudine de funcii: întreruptoare,

comutatoare, inversoare de sens, demaroare, comutatoare stea-triunghi, etc..

32

3.5.Întreruptoare i comutatoarecu pârghie Aceste aparate servesc pentru conectarea i deconectarea manual a circuitelor

de iluminat i de for, de curent continuu i alternativ, ca i a instalaiilor din laboratoarele de încercri. Se caracterizeaz prin faptul c au contactele mobile sub form de bra cu pârghie.

Întrerupând cureni de sarcin aceste întreruptoare pot fi prevzute cu camere de stingere rudimentare. Astfel se pot utiliza camere de stingere largi din azboci-ment, prevzute cu grtare penrtu fragmentarea i deionizarea arcului.

Construite pentru circuitele mono, bi sau trifazate se compun din elementele prezentate în figura 3.3

Figura 3.3. Întreruptor cu pârghie bipolar

1 – plac din material izolant; 2 – borne de legatur; 3 – contact fix; 4 – contact mobil; 5 – cuitul de rupere; 6 – maneta de acionare.

Se construesc pentru tensiuni de 380 i 500 V în curent alternativ i 110, 220,

440 V în curent continuu, pentru cureni nominali de la 25 la 1000 A. Pentru cureni sub 500 A sunt prevzute cu cuite de rupere, care se smulg din

furca contactului fix dup ce cuitul principal s-a îndeprtat, accelerând întinderea arcului electric i protejând contactul principal de aciunea arcului.

33

3.6. Prize, fie cuple

Sunt utilizate pentru conectarea la reele de joas tensiune a anumitor consumatori mobili.

Prizele fac parte din instalaiile fixe, fiind permanent sub tensiune. Fiele rmân legate la consumatorul mobil prin intermediul unui conductor

flezibil izolat. Punerea sub tensiune a consumatorului se face prin conectarea fiei la priz. Cuplele sunt prize mobile care au rolul funcional asemntor cu la prizelor fixe.

Clasificarea prizelor si fielor: a)Dup modul de montare:

• Prize aparente • Prize îngropate

b)Dup modul de protecie: • Normale • Impregnate • Capsulate în carcas metalic • Capsulate în carcas de bachelit

c)Dup numrul fazelor conectate: • Monofazate cu 2 poli • Monofazate cu 2 poli i contact de protecie • Trifazate cu 3 poli • Trifazate cu 3 poli i contact de protecie

d)Tipuri de fie: • Bipolare simple • Bipolare cu contact de protecie • Bipolare fr contect de protecie • Tripolare cu contact de protecie

Elementele constructive ale prizelor i fielor sunt: Soclu, Piese de contact cu fi, Bornele, Capac de protecie, Elemente de fixare mecanic, Resoartele, uruburile de fixare, uruburile de contact, tifturile de contact, Piesele de fixare a contactelor, Piese izolante, Brida pentru prinderea mecanica a conductoarelor.

34

3.7. Butoane i lîmpi

Butoanele de comand sunt aparate neautomate cu o singur poziie de repaus, care se utilizeaz în circuitele de comand ale acionrilor electrice. Ele sunt prevzute cu unul sau mai multe grupuri de contacte normal închise (de oprire) i normal deschise (de pornire).

Butoanele de comand pot fi cu revenire sau cu reinere. Butoanele cu reinere rmân în poziia comandat i dup încetarea comenzii. Exist o varietate foarte mare de butoane. Dintre acestea cele mai utilizate sunt: – buton de comand cu reinere – buton cu pip – buton ciuperc – buton ciuperc cu reinere – buton cu lamp etc. Butoanele de comand pot avea contactele neprotejate (vizibile) sau închise într-un corp de forma paralelipipedic. Ultima variant este cea mai des întâlnit. Se construiesc butoane pentru cureni de pân la 6 A i tensiuni pân la 500 V c.a. În conformitate cu prevederile standardului 8183/1-76, butoanele pot avea una din urmtoarele culori: rou, galben, verde, negru i alb (sau albastru deschis). Acelai standard prevede i funciile corespunztoare fiecrei culori (de exemplu: rou-oprire sau oprire rapid, verde-pornire etc.).

Lmpile de semnalizare se monteaz pe panouri i pupitre de comand i se utilizeaz pentru semnalizarea luminoas a poziiei de funcionare a aparatelor de comand, pentru a indica regimurile normale sau anormale (de avarie) din instalaia supravegheat.

Lmpile pot fi alimentate la tensiunea reelei (120 - 220 V) sau la tensiune redus (24 V, fiind prevzute ce rezistene sau transformatoare de adaptare a tensiunii).

3.8. Probleme de urmrit Se vor identifica prile constructive ale aparatelor neautomate studiate, expli-

cându-se rolul lor funcional. Se vor explica funciile îndeplinite de aceste aparate neautomate în instalaiile

electrice. Pentru fiecare tip de aparat neautomat studiat se vor preciza caracteristicile

tehnice, pentru cel puin 3 variante constructive. Caracteristicile tehnice se vor prezenta în tabele comparative.

35

Lucrarea nr. 4

CONTACTOARE ELECTROMAGNETICE

4.1. Scopul lucrrii

Contactorul este un aparat electric de comutaie cu o singur poziie de repaus, acionat altfel decât manual, capabil de a închide, a suporta i a întrerupe cureni în condiii normale de funcionare ale circuitului, inclusiv cureni de serviciu i de suprasarcin. Contactorul este construit s funcioneze cu contactele principale normal deschise (regim de conector).

În cadrul lucrrii se realizeaz studiul construciei i funcionrii unor tipuri de contactoare electromagnetice de c.a. precum i a schemelor de comand a acestora. De asemenea se realizeaz încercrile de verificare a condiiilor de funcionare: verificarea cderilor de tensiune, verificarea curselor i distanelor contactelor i verificarea forelor de apsare pe contacte.

4.2. Consideraii tehnice generale

Contactoarele electromagnetice, reprezint principalele aparate de comutaie a instalaiilor electrice de joas tensiune. Folosite iniial numai pentru comenzile la distan sunt în prezent utilizate în întregul domeniu al comenziilor mainilor unelte, chiar i al celor de foarte mic putere, precum i al proceselor tehnologice automatizate. Extinzându-se pe scara larg în procesele de automatizare, în care prezena contactoarelor este indispensa-bil, producia acestora a crescut considerabil, ele existând azi pe scar larg în numeroase variante constructive.

Aceste aparate sunt utilizate pentru comanda automat la distan, în cazul unor conectri i deconectri frecvente ale circuitelor electrice de for în regim normal de funcionare.

4.2.1. Clasificarea contactoarelor electromagnetice Dintre criteriile de clasificare a contactoarelor electromagnetice cele mai

importante sunt: A. dup felul curentului din circuitul cilor principale de curent:

de curent alternativ; de curent continuu.

36

B. Dup numrul de poli: în c.c se folosesc contactoarele monopolare i bipolare, în c.a. tripolare i tetrapolare.

C. Dup felul curentului din circuitul de comand: comandate în curent continuu; comandate în curent alternativ.

D. Dup modul de deplasare a contactelor mobile, contactoarele pot fi împrite în patru grupe:

contactoare cu miscare de translaie pe vertical a echipajului mobil, contactoare cu micare de translaie pe orizontal a echipajului mobil, contactoare cu micare de rotaie, contactoare cu micare combinat (cazul unor contactoare de c.a. de peste

100A) D. Dup mrimea i felul sarcinii contactoarele electromagnetice sunt clasi-

ficate internaional (CEI recomandarea 15811) ca în tabelul 4.1. Tabelul 4.1. Clasificarea contactoarelor electromagnetice dup tipul sarcinii

Curentul

Simbolul Aplicaii caracteristice

AC1 Sarcini neinductive sau uor inductive.

AC2 Demarajul motorului asincron cu inele, frânare în contracurent.

AC3 Demarajul motorului asincron cu rotorul în s.c., întreruperea motorului lansat.

Alternativ

AC4 Demarajul motorului asincron cu motorul în s.c., regim fr impulsuri.

DC1 Sarcini neinductive sau puin ideductive, cazul cuptoarelor cu rezisten.

Continuu

DC2 Demarajul motorului derivaie, întreruperea motorului derivaie lansat.

37

DC3 Demarajul motorului derivaie, mers prin impulsuri, inversare de sens.

DC4 Demarajul motorului serie.

DC5 Demarajul motorului serie, mers prin impulsuri, inversare de sens.

Conform Normei I.E.C. 947-4/2003:

Regimul AC-1, se aplic acelor sarcini al cror factor de putere este mai mare sau egal cu 0,95 (cos 0,95), de exemplu: cuploare electrice cu rezisten. Regimul AC-14, este folosit pentru contactoare de comand cu srcini electromagnetice, a cror putere este inferioar puterii de 72 VA. Regimul AC-15, este folosit pentru contactoare electromagnetice de comand, a cror putere este superioar puterii de 72 VA. Regimul AC-2, se aplic la pornirea motoarelor cu inele de contact, al motoarelor cu frânare în contracurent, la care curentul de pornire este 2,5 ori curentul nominal al motorului. Deschiderea contactorului poate tia curentul de pornire sub o tensiune mai mare sau egal cu tensiunea reelei (cos 0,65). Regimul AC-3, se aplic motoarelor a cror curenii de pornire sunt cuprini între de 5 pân la de 7 ori curentul nominal al motorului. Deschiderea contactorului taie curentul nominal al motorului, iar tensiunea pe polii contactorului este 20 % din tensiunea reelei. Aceste contactoare se utilizeaz la pornirea i oprirea tuturor motoarelor asincrone. Regimul AC-4, se aplic motoarelor cu frân în contracurent i cu pornire la cuplu mrit. Sunt folosite la inversarea sensului de rotaie i a mersului pas cu pas al motoarelor asincrone. Regimul DC-1, se aplic la toate aparatele cu sarcini electrice neinductive sau slab inductive în curent continuu, a cror constant de timp T = L/R este mai mare sau egal cu o milisecund. Regimul DC-13, se aplic contactoarelor electromagnetice care în regim normal au constanta de timp T = L/R egal cu 0,95s. Regimul DC-3, se aplic la aparate în curent continuu, a cror constant de timp T = L/R este mai mare sau egal cu 2 milisecunde. Exemplu : la motoare cu excitaie derivaie sau separat.

38

Regimul DC-5, se aplic aparatelor în curent continuu, care închid sarcini a cror constant de timp este mai mare sau egal cu 7,5 milisecunde. Exemplu: motorul cu excitaie în serie (locomotiva Diesel-Electric). E. Din punct de vedere al rezistenei contactelor la uzura mecanic, dup durata de mers în gol (fr sarcin) exprimat prin numrul de acionri minime, contactoarele se împart în patru clase :

Clasa 1 = 250.000 acionri Clasa 2 = 750.000 acionri Clasa 3 = 1.200.000 acionri Clasa 4 = 10.000.000 acionri

4.2.2. Funcionarea contactoarelor electromagnetice de c.a.

Contactoarele se compun din urmtoarele pri principale: contactele principale (fixe i mobile), contactele din circuitul principal,

stabilesc sau întrerup prin micarea lor continuitatea circuitului; cotactele auxiliare servesc la închiderea i întreruperea circuitelor de

comand, de blocaj i de semnalizare. Sunt cuntacte normal deschise sau închise, care apar în schemele de comand i automatizri.

camera de stingere a arcului electric (care se produce la întreruperea curentului se monteaz pe fiecare pol, având rolul de a limita extinderea arcului electric de întrerupere, i de a activa stingerea lui, mrind capacitatea de rupere i diminuând timpul de ardere; dispozitivul de stingere este în general format la contactoarele de c.a, dintr-o camera cu efect de electrod (cu grtar din placue metalice) i ni;

dispozitivul de actionare transform energia electric primit în energie mecanic necesar închiderii contactelor (sau deschiderii lor, în cazul ruptoarelor);

sistemul de fixare, cuprinde toate elementele necesare fixrii diverselor componenete ale contactorului i izolrii pieselor sub tensiune, între ele i fa de mas; legarea contactelor contactorului la circuitele exterioare se face prin intermediul bornelor fixe i al cilor de curent (rigide sau flexibile). În figura 4.1. este prezentat schia de construcie a unui contactor electro-

magnetic cu micare simpl de translaie. Organul motor este format dintr-un electromagnet de c.a. monofazat cu spir în scurtcircuit sau de c.c.(reperele 1, 2, 3). Starea de repaus este asigurat de resorturile antagoniste 4.

Pe calea de curent 5 sunt plasate elementul fix de comtact i una din borne. Calea de curent are dou locuri de rupere, zone în care sunt plasate plcile feromagnetice 6. Piesele mobile de contact sunt lipite pe puntea 7.

39

Resortul 8, care asigur fora de apsare pe contacte, este plasat în caseta 9. Funcionarea aparatului rezult din schia constructiv.

Figura 4.1. Contactorului cu micare simpl de translaie

Figura 4.2. Diagrama forei rezistente în funcie de întrefier

40

Diagrama forei rezistente în funcie de marimea întrefierului este dat în figura 4.2. Prin micorarea întrefierului de la valoarea e la valori mai mici, fora dezvoltat de resoartele 4, în prealabil precomprimate, crete relativ lent.

În momentul atingerii elementelor de contact =c, apare brusc fora de precomprimare a resortului 8. Aceasta se comprim în continuare pe cursa 1 .

Contactorul cu micare simpl de translaie se construiete pentru valori nominale ale curentului sub 80 A. În aceste cazuri masele în micare sunt relativ mici i uzura mecanic este relativ mic.

Pentru intensiti mai mari ale curentului nominal, (100…400 A), masele în deplasare sunt mai mari. În aceste cazuri pentru diminuarea vitezei de închide-re a contactorului se utilizeaz un contactor cu micare dubl de translaie: a con-tactelor i a electromagnetului.

4.2.3. Mrimi caracteristice ale contactoarelor electromagnetice

Tensiunea nominal Un pentru care este construit contactorul, este

tensiunea la care se dimensioneaz i se verific izolaia aparatului, distanele de strpungere i de conturnare, precum i capacitatea sa de rupere. Tensiunea de serviciu Us este tensiunea circuitului în care este utilizat contactorul i care este mai mic sau cel mult egal cu tensiunea nominal. Tensiunea de comand Uc este tensiunea de alimentare a înfurrii electromagnetului de acionare. În funcie de alimentarea bobinei, Uc=U, dac bobina este legat între faze i Uc=U/ 3 , dac bobina este legat între faz i nul. Frecvena de acionare fc reprezint numrul maxim de acionri pe care contactorul le poate executa pe or. Durata relativ de conectare DC este raportul (exprimat în procente) dintre timpul de lucru (timpul în care aparatul este sub curent) i durata total a ciclului de acionare, egal cu suma timpului de lucru i a timpului de repaus. Rezistena la uzur indic durata de via a contactoarelor. Numrul de acionri în gol (fr curent) pe care contactorul le poate suporta fr defectri, reprezint rezistena sa la uzur mecanic. Numrul de acionri sub sarcin pe care contactorul le poate suporta fr defectri i fr schimbarea pieselor de contact reprezint rezistena sa la uzur electric. Capacitatea de închidere nominal se poate defini pe baza curentului pe care contactorul îl poate închide de un anumit numr de ori, fr producerea sudurii contactelor. Capacitatea de rupere nominal se poate defini pe baza curentului pe care contactorul îl poate întrerupe de un anumit numr de ori, fr o uzur exagerat a contactelor sau fr producerea unui arc electric puternic.

41

Caracteristicile de timp ale contactoarelor sunt: Timpul propriu de deschidere; Timpul propriu de închidere; Durata arcului; Timpul total de deschidere = timpul propriu + durata arcului; Durata de vibraie.

Regimul de lucru al contactoarelor se caracterizeaz prin capacitatea de închidere i de rupere, în cazul funcionrii normale sau ocazionale, corespunzatoare unui anumit regim de lucru. Prin funcionare normal se înelege funcionarea contactorului în condiiile care exist de obicei în instalaia pe care contactorul o deservete. Prin funcionare ocazional se nelege funcionarea contactorului în condiiile cele mai grele care pot aparea accidental în instalaia respectiv.

4.3. Alegerea contactoarelor Alegerea contactoarelor se poate face dup mai multe criterii i în

conformitate cu recomandriloe constructorului i normativele din standarde. Principalele criterii de alegere ale contactoarelor sunt:

Caracteristicile încrctorii i necesitile serviciului dorit, Felul i de valorile tensiunii din reea, Puterea instalat.

Ali factori de decizie în alegerea contactoarelor sunt: Curentul nominal de folosire (In), Curentul nominal termic (Ith). (Contactorul trebuie s fie capabil s suporte

Ith în mod permanent, contactele principale fiind închise, fr ca înclzirea diferitelor elemente s depeasc limitele fixate),

Puterea de tiere, care este valoarea eficace a curentului maxim cu care contactorul poate "tia", fr deterioarea contactelor,

Puterea de închidere, este valoarea eficace a curentului maxim pe care contactorul o poate stabili, fr sudarea contactelor.

Puterea mecanic, care este numrul de cicluri închidere - deschidere în vid, fr curent în poli, pe care contactorul le poate efectua fr intervenie.

Andurana electric, este numrul de manevrri maximal pe care îl poate efectua contactorul prin cuplare electric.

Factorul de mers, este raportul între durata de trecere a curentului i durata unui ciclu de manevrri.

Cunoscând toate aceste date, putem alege contactorul dorit din gama larg oferit de furnizori.

42

4.4. Mersul lucrrii Se efectueaz studiul morfologic comparativ asupra construciei i

funcionrii urmtoarelor contactoare electromagnetice de producie indigen, sau utili-zate în industria naional:

1. Contactoare de tip TCA. (TCA 10A, TCA 25A) sunt destinate a funciona în instalaii electrice de automatizare, ca pri componente ale contactoarelor cu relee, folosite la pornirea i protecia motoarelor electrice. Acionarea se face în curent alternativ sau continuu la tensiuni cuprinse între 24 V i 500 V. Contactoarele funcio-neaz în regim AC-3 i au contacte cu micare de tranzlaie. Aceste tipuri de contactoare se fabric la noi în ar la "Electroaparataj" Bucureti. în variante de la 6A la 100 A. De asemenea la "Contactoare" Buzu se execut contactoare cu regim greu la cureni cuprini între 10A i 100A 2. Contactoare de mic putere pentru comanda motoarelor, în regim AC-3 de la 6-12A i în regim AC-4 de la 6-12A cu circuit de comand în curent alternativ. (Telemacanique). De asemenea firma Telemecanique comercializeaz contactoare de putere de la 115A la 2750A

2. Contactoare cu puteri cuprinse între 100 i 850A, comercializate de firma Moeller,

Se descrie rolul funcional al elementelor componente (inclusiv camerele de stingere i spirele ecran) i se noteaz datele tehnice i mrimile caracteristice ale acestora (minim 3 variante constructive)

Se deseneaz i se execut schema electric de comand a contactorului de pe standul de laborator. Se explic funcionarea schemei de comand cu sublinie-rea rolului contactului de automeninere.

Se comand câteva anclanri i declanri ale contactorului, tensiunea de alimentare fiind 230 V c.a. i 110 V c.c.. Se verific, prin ascultare, nivelul vibraiilor armturii electromagnetului.

Se efectueaz încercarea condiiilor de funcionare a electromagnetului de acionare. Utilizând schema de comand realizat pe stand se verific dac anclanarea contactorului se realizeaz pentru orice tensiune de comand cuprin-s între 85% i 110% din valoarea sa nominal.

Se verific de asemenea dac tensiunea de declanare este cuprins, conform normativelor între 75% i 10% din valoarea nominal a tensiunii de alimentare de comand. Se noteaz valorile gsite prin msurtori i se stabilete dac contac-torul este sau nu corespunztor pentru exploatare.

Se msoar cderea de tensiune Uc pe contactele principale utilizând contactorul pregtit în acest scop (cu contactele înseriate).

43

Cu ajutorul milivoltmetrului conectat prin atingerea uruburilor de racordare de pe fiecare cale de curent, dup alimentarea contactorului se determin cderea de tensiune Uc pe fiecare contact, pentru diferite valori ale curentului.

Pentru o funcionare satisfctoare, cderea de tensiune nu trebuie s depeasc 100 mV la curentul nominal.

Se msoar cursa echipajului mobil, respectiv cursa liber i cursa în contact pentru co0ntactorul de pe standul de laborator.

4.4.Probleme de urmrit

Se vor identifica elementele constructive ale contactoarelor studiate i se

va preciza rolul lor constructiv. Se vor verifica condiiile de funcionare ale contactoarelor i satisfacerea

cerinelor impuse de standarde. Verificrile contactoarelor se vor face conform programului general de încercri prezentat în tabelul 4.2.

Se va studia pe baza schemei de comand, realizat pe standul de laborator, modul de comand a contactorului i rolul contactului de automeninere.

Se vor selecta pe baza criteriilor precizate principalele caracteristici tehnice ale contactoarelor studiate conform cataloagelor de productor.

Caracteristicile tehnice se vor prezenta în tabele comparative pentru variantele studiate.

44

Tabelul 4.2. Program general de încercri ale contactoarelor de joas tensiune Nr. crt.

Denumirea încercrii Încercare individu-al I

Încer-care de lot L

Încer-care de tip T

Încercare de punere în funciune P.F.

Încercare profilacti-c P

Încerccare cu caracter de cercetare

1. Verificarea dimensiunilor individuale în desenele de ansamblu i subansambluri

x x x

2. Verificarea forelor de apsare pe contacte x x x x x x

3. Verificarea curselor i distanelor contactelor x x x

4. Verificarea distanelor i a posibilitilor de racordare a conductoarelor

x

5. Verificarea dimensiunilor bornelor i a posibilitilor de racordare a conductoarelor

x

6. Verificarea condiiilor de funcionare x x x x x x

7. Verificarea cderilor de tensiune x x x x x x

8. Verificarea comportrilor la umiditate x x

9. Verificarea rezistenei de izolaie i a rigiditii dielectrice în stare umed

x

10. Verificarea înclzirii x x

11. Verificarea rezistenei de izolaie i a rigiditii dielectrice în stare uscat

x

12. Verificarea comportrii la vibraii i scuturturi

x x

13. Verificarea rezistenei la uzur sub sarcin x x

14. Verificarea rezistenei la uzur mecanic x x

15. Verificarea comportrii la curent limit termic i dinamic

x x

16. Verificarea comportrii la suprasarcin x x

17. Verificarea capacitii de închidere i rupere x x

18. Verificarea gradului de protecie x x

45

Lucrarea nr. 5

CONTACTOARE STATICE

5.1. Scopul lucrrii Comutaia static în tehnica curenilor mari a aprut din necesitatea de a

elimina piesele mecanice în micare i dispozitivele greoaie ale aparatelor mecanice de comutaie.

Contactoarele cu comutaie static efectueaz comutaia unui circuit fr contacte mecanice, cu ajutorul elementelor semiconductoare. În mod uzual se folosesc schemele cu tiristoare.

Structura circuitului de for al contactoarelor statice este asemntoare cu a variatoarelor, diferind doar dispozitivul de comand ce are o structur mai simpl.

Deoarece contactoarele statice pot fi privite ca variatoare ce funcioneaz în regim închis-deschis, funcionarea lor poate fi dedus prin analogie cu func-ionarea variatoarelor statice.

În cadrul lucrrii se realizeaz analiza modului de funcionare a unor contactoare statice de c.a. i c.c., a caracteristicilor lor tehnice, precum i a schemelor de comand a acestora.

5.2. Contactoare statice de c.a. Considerm un contactor static de c.a. monofazat cu tiristoare ideale,

legate în antiparalel prezentat în figura 5.1.. Circuitul consumatorului (R, L) este parcurs de curent dac se dau celor

doua tiristoare comenzi la fiecare semiperioad, în mod alternativ. La întreruperea comenzilor se întrerupe i curentul din circuit.

Cele dou tiristoare primesc continuu de la blocul de comand semnale de comand pe tot intervalul de timp în care contactorului este închis, pentru a se asigura reamorsarea elementelor de comutaie dup fiecare trecere prin zero a curentului. Blocul de comand BC este format dintr-un transformator, cu primarul P i dou secundare S1 i S2, ale cror sensuri de înfurare sunt opuse, legate peste diodele D1 i D2 i întreruptoarele K1 i K2, la electrodul de comand i catodul celor dou tiristoare T1 i T2.

46

Figura 5.1. Schema electric a unui contactor static de c.a. monofazat cu dou tiristoare montate antiparalel

Datorit prezenei celor dou diode D1 i D2 care permit trecerea numai a

alternanelor pozitive, cele dou semnale de comand ce se aplic tiristoarelor sunt defazate cu .

Contactoarele de curent alternativ cu dou tiristoare în antiparalel au o structur simpl, dar prezint mai multe dezavantaje:

necesit dou dispozitive de comand izolate galvanic între ele; în cazul apariiei unei supratensiuni dinspre reea sau dinspre

sarcin, exist pericolul distrugerii tiristoarelorâ; la apariia unei supratensiuni, dac tiristorul care este polarizat

direct nu amorseaz ca urmare a depirii tensiunii de basculare (de nul), sau datorit efectului pantei de tensiune (du/dt), cellalt tiristor este strpuns.

Frecvena maxim (teoretic) de comutaie se poate determina din valoarea timpului de intrare în conducie (intervalul din momentul aplicrii comenzii tiristorului i intrarea sa complet în conducie) i a timpului de cruare (intervalul între trecerea curentului prin tiristor prin valoarea zero i momentul când se poate aplica o tensiune pozitiv pe care tiristorul o poate bloca). Se vor considera pentru calcule: - timpul de intrare în conducie 5µs; - timpul de cruare 200 µs. Principalele variante constructive de contactoare statice de c.a. utilizate loa noi în ar sunt: Tip DS4-140-H = contactoare statice destinate aplicaiilor monofazate cu

sarcini rezistive pân la 50 A,

47

Tip DS4-340-M(R) = destinate aplicaiilor trifazate cu motoare cuprinse între 2,2 i 11 KW cu posibilitate de selectare-funcionare ca softstarter sau contactor,

Tip DS4-340 - MX(R) = destinate pentru aplicaii trifazate cu motoare în gama 7.5 KW pâna la 30 KW,

Tip DS4-340 = utilizate practic în orice aplicaie, indiferent dac este vorba de a comuta cureni de 6 ori curentul nominal timp de 0,1 secunde la frecvena de 3000 comutri pe or,

Tip BH 9253 = contactor-nversor static pentru motoare asincrone maxim 3 KW, 400 V.

5.3. Contactoare statice de c.c. Utilizarea tiristoarelor la realizarea contactoarelor statice de curent

continuu necesit scheme mai complexe, deoarece spre deosebire de situaia în curent alternativ, curentul întrerupt nu trece în mod natural prin valoarea zero. Spre deosebire de contactoarele de c.a. la care stingerea tiristoarelor are loc în mod natural la trecerea prin zero a curentului comutat, contactoarele de c.c. funcioneaz cu comutaie forat fiind necesare circuite speciale pentru stingerea tiristorului care a condus curentul. În schimb nu sunt necesare circuite speciale pentru comanda grilelor tiristoarelor.

Deoarece tiristoarele nu pot fi blocate prin intermediul comenzii pe gril, în structura contactoarelor de c.c. este existena prezena unei ramuri de comutaie.

La majoritatea contactoarelor de c.c. folosite în industrie, blocarea tiristorului principal se realizeaz prin aplicarea unei tensiuni inverse pe tiristorul principal obinute de la un condensator.

În momentul în care se dorete blocarea tiristorului principal, ramura de comutaie este conectat în paralel cu tiristorul principal, cu ajutorul unui tiristor auxiliar, astfel încât tensiunea condensatorului s foreze prin tiristorul principal un curent invers care anuleaz curentul iniial blocând tiristorul.

În funcie de modul în care se realizeaz încrcarea condensatorului din ramura de comutaie, deosebim mai multe scheme de contactoare statice de c.c.

Schema unui asemenea contactor este dat în figura 5.2.. Aplicând un impuls de comand polarizat pozitiv pe poarta tiristorului principal T1, aceasta intr în conducie i curentul alimenteaz consumatorul Zs. Tiristorul auxiliar T2 fiind blocat, condensatorul C se încarc prin rezistena R cu tensiunea sursei i polaritatea pozitiv.

48

Pentru a întrerupe alimentarea sarcinii se comand intrarea în conducie a tiristorului auxiliar T2, care descarc condensatorul C peste tiristorul principal T1. Prin anularea curentului prin tiristorul principal T1 (polarizat invers de con-densatorul C) acesta se blocheaz, iar condensatorul C se încarc prin impedan-a arcinii Zs i tiristorul T2 la polaritatea invers fa de situaia anterioar (polaritatea prezentat în parantez).

Figura 5.2 Schema electric a unui contactor static de c.c.

Tiristorul T2 continu s conduc un curent mic, limitat de rezistena R de valoare mare. La o nou comand a tiristorului principal T1, acesta intr din nou în conducie, condensatorul C este legat în paralel pe tiristorul T2 polarizându-l în sens invers i determinând ieirea lui din conducie.

Prin tiristorul T1 se alimenteaz consumatorul Zs i prin rezistena R con-densatorul C se încarc cu polaritatea iniial, schema revenind la situaia inii-al. Acest contactor de c.c. se folosete la frecvene de comutaie reduse dato-rit timpului necesar încrcrii condensatorului.

Pentru a asigura blocarea tiristoarelor este necesar ca valoarea condensatorului C s fie suficient de mare, astfel ca procesul de încrcare al condensatorului s aibe o durat suficient de mare, asigurând polarizarea invers a tiristorului care se blocheaz pe un interval de timp mai mare decât timpul de revenire a tiristorului. Din teoria variatoarelor de c.c., (contactorul de c.c. fiind un caz particular al unui variator de c.c.) rezult c pe rezistena i inductivitatea de sarcin, dup comanda de blocare a tiristorului principal, apare o tensiune tranzitorie ce poate atinge valoarea 2U, motiv pentru care se folosete dioda de mers în gol D pentru amortizarea supratensiunilor ce apar. Pentru frecvene mari de comutaie se utilizeaz contactoare statice de c.c., cu circuit de încrcare L, C,.

49

În vederea deconectrii contactorului se amorseaz T2. Astfel tensiunea la bornele lui C se aplic ca tensiune invers pe T1 determinând blocarea acestuia. Dioda D se monteaz în cazul în care sarcina are un caracter inductiv i are rolul de a elimina supratensiunile determinate de întreruperea brusc a curentului de sarcin (când energia înmagazinat în câmpul magnetic al sarcinii ar putea solicita izolaia).

5.4. Programul lucrrii Se efectueaz un studiu morfologic comparativ al contactoarelor statice

de c.a. i de c.c.. În acest scop se analizeaz din punct de vedere funcional prile componente ale contactoarelor din laborator.

Se analizeaz rolul diodei inverse D din schema contactorului de curent continuu i se va explica motivul absenei acesteia în schema contactorului de curent alternativ.

Se studiaz funcionarea contactorului de curent alternativ, prin conectarea contactorului la impulsuri de comand cu frecvena de 50 Hz i de 25 Hz defazate între ele cu 180°. Se evideniaz timpul scurt necesar pentru conectare respectiv deconectare.

Se evideniaz funcionarea la frecven ridicat a contactorului static de c.a., timpul necesar pentru conectare, precum i deconectarea la trecerea curentului prin zero.

Se realizeaz conectarea i deconectarea unei sarcini rezistive (lamp cu incandescen) cu ajutorul contactorului de curent alternativ. Prin închiderea simultan a microîntreruptoarelor K1 i K2 de pe contactorul din laborator care admit impulsuri de comand cu frecvena de 25 Hz, se realizeaz conectarea sarcinii la tensiune nominal i prin deschiderea unuia dintre ele se obine conectarea sarcinii la tensiune redus i apoi deconectarea ei.

Procedând analog se verific proprietile i se studiaz funcionarea contactorului de curent continuu, prin conectarea contactorului la impulsuri de comand cu frecvena de 25 Hz defazate între ele cu 180°.

Se conecteaz osciloscopul la bornele rezistenei Rs (Zs), se vizualizeaz i se înregistreaz procesul de conectare-deconectare, i =f(t), cu frecvena de 25 Hz. Prin conectarea osciloscopului la bornele rezistenei Rs se vizualizeaz i se înregistreaz curentul reactiv care se închide prin dioda D.

Se msoar cderea de tensiune pe tiristorul principal (voltmetrul se las conectat numai când tiristorul T1 conduce pentru a evita supunerea lui la tensiunea reelei) i se compar cu cderea de tensiune pe contactele contactorului electromagnetic(vezi lucrarea nr.4 Contactoare electromagnetice).

50

5.5. Probleme de urmrit Calcularea frecvenei maxime (teoretice) de comutaie a contactorului

static de c.a.. Comparai contactorul static cu cel electromagnetic din punct de vedere

al: - frecvenei de comutaie; - timpul de comutaie: - aspecte economice. Comparai contactoarele statice de c.a. i c.c. din punct de vedere al:

- frecvenei de comutaie; - timpul de comutaie; - suprasolicitrile electrice. Indicai câteva domenii în care contactorul static concureaz contactorul

electromagnetic i în care este recomandat utilizarea acestuia. Care sunt avantajele i dezavantajele comutaiei statice în raport cu

comutaia electromecanic? Explicai modul de funcionare al schemelor electrice ale contactorului

static de c.a. i c.c. existente în laborator. Ce rol au dispozitivele electronice componente.

Care sunt solicitrile de curent i tensiune ale semiconductoarelor în timpul funcionrii contactoarelor statice i ce implicaii au acestea asupra fiabilitii lor?

51

Lucrarea nr. 6

ÎNTRERUPTOARE AUTOMATE DE JOAS

TENSIUNE. DISJUNCTOARE

6.1. Scopul lucrrii Analiza morfologic i identificarea prilor componente ale întreru-

ptoarelor automate de tip compact i rolul acestora. Analiza schemelor electrice aferente acestor întreruptoare de joas

tensiune. Se vor analiza variantele constructive de întreruptoare automate de tip

compact i disjunctoare de joas tensiune i a subansamblelor lor: mecanismul de acionare i zvorul, contactele întreruptorului i cile de curent, fora de apsare în contacte i cderea de tensiune în contacte, camera de stingere i declanatoarele, caracteristica de protecie a întreruptorului.

6.2. Consideraii tehnice generale Întreruptoarele automate sunt aparate electrice de comutaie, care în

regim normal de funcionare permit conectarea i deconectarea cu frecven redus a circuitelor electrice, iar în caz de suprasarcin, scurtcircuit, scderea sau dispariia tensiunii, asigur protecia prin intermediul declanatoarelor, întrerupând automat circuitele aflate în regim de avarie.

Variantele constructive actuale sunt de tipul disjunctor, numai cu declan-are automat, închiderea fcându-se manual, fie prin aciune direct, fie prin comand de la distan.

Întreruptoarele automate se folosesc la protecia instalaiilor de iluminat, a motoarelor electrice, a reelelor de distribuie, tablourile de distribuie din centrale electrice i din posturile de transformare sau a altor consumatori. Ele sunt folosite împreun cu sigurane fuzibile cu mare putere de rupere ce asigur un efect de limitare a curenilor de scurtcircuit. Ruperea curenilor de scurtcircuit este asigurat atât prin dispozitive adecvate de stingere a arcului electric (camere de stingere performante) cât i prin deschiderea rapid a contactelor mobile cu ajutorul unor arcuri puternice. Principalele pri constructive ale înreruptoarelor automate sunt:

- organul motor (format dintr-un electromagnet sau motor de acionare),

52

- contactele principale (fixe i mobile), - camera de stingere,, - contactele auxiliare (cuplate mecanic cu contactele principale) - declanatoare cu funcie de protectie (termobimetalice, electromag-

netice), - mecanismul de zvorâre, - carcasa aparatului cu sisteme de fixare.

Elementul caracteristic (în plus fa de contactoare) îl reprezint tocmai zvorul sau broasca înreruptorului (un mecanism cu liber deschidere). Acest mecanism asigur meninerea în poziia aclanat a contactelor întreruptorului i deschiderea automat a contactelor acestuia sub aciunea declanatoarelor. De asemenea mecanismul de zvorâre trebuie s permit deschiderea contactelor la acionarea acestora, la comanda operatorului sau a declanatoarelor i s menin întreruptorul ferm în poziia deschis, pentru evitarea închiderii accidentale a contactelor. Dac declanarea întreruptoarelor se realizeaz prin acionarea asupra zvorului prin intermediul unor declanatoare, anclanarea întreruptorului automat poate fi manual prin intermediul unei manete de acionare de pe aparat sau comandat de la distan printr-un electromagnet de aclanare, servomotor sau dispozitiv pneumatic.

6.3. Întreruptoare de tip USOL

întreruptoarele din clasa USOL se realizeaz pentru curenii nominali de 100, 250, 500 si 800 A. Închiderea i deschiderea contactelor principale ale acestor întreruptoare se face brusc cu ajutorul unui mecanism cu genunchi i clichet cu aclanare i declanare rapid, independent de viteza de manevrare a operatorului. Camera de stingere este construit pe principiul efectului de electrod i ni. Aceste întreruptoare sunt prevzute cu declanatoare maximale de curent termice i electromagnetice i declanator minimal de tensiune. Puterea de rupere ridicat se obine prin viteza mare de reacie a declanatoarelor, viteza mare de deplsare a echipajului mobil, distana mare între contactul mobil i cel fix în poziia deschis i utilizarea unor camere de stingere performante. Acest tip de întreruptoare sunt caracterizate prin :

- capacitate ridicat de închidere i rupere la un gabarit redus, - variante multiple de execuie, - cu acionare normal sau electric, - protecie pentru medii umede,

53

- dispozitive de blocaj i semnalizare ce asigur securitatea personalului i sigurana în funcionare.

Elementele componente ale întrerupatorului sunt reprezentate în figura 6.1.

Figura 6.1. Seciune prin întreruptorul automat capsulat de tip USOL. 1-maneta de acionare, 2-clichetul principal, 3-clapeta de armare, 4, 5-biele, 6-echipajul mobil, 7-contactul mobil, 8-contactul fix, 9-resort principal, 10-clapet ax declanator, 11-declanator termic, 12-buton de reglaj, 13-armtura fix a declanatorului electromagnetic, 14-axul suport al echipajului mobil, 15-carcasa aparatului, 16-plac de prindere, 17-borne de racordare, 18-camer de stingere cu plci feromagnetice, 19-armtura mobil a declanatorului electromagnetic, 2o-axul declanatorului, 21-clichet auxiliar.

54

Figura 6.2. Scheme electrice ale întreruptoarelor de tip USOL. a) USOL 100A; b) de tip USOL 800A

55

Caracteristicile tehnice sunt: - tensiunea nominal: 600 V c.a.; 220 V c.c. - Tensiunea de utilizare: 110; 127; 220; 380; 500V la 50 Hz 24; 48; 110; 220 V c.c. - curent nominal: 100; 250; 500 i 800 A. - domeniul de reglaj al declanatoarelor termice: la 20°C (1 – 1,25) In. la 45°C (0,8 – 1) In.

6.4. Întreruptoare de tip OROMAX

Întreruptorul automat de tip OROMAX se realizeaz pentru cureni

nominali de la 1000 la 4000 A, fiind destinat comutaiei i proteciei liniilor electrice, a motoarelor de putere, generatoarelor i transformatoarelor mari. Acionarea se face prin maneta proprie sau prin motor de acionare, printr-un mecanism de acionare cu acumulare de energie în resoarte (cu resoarte preten-sionate). O vedere de ansamblu a unui întreruptor de tip OROMAX este pre-zentat în figura 6.3.

. Figura 6.3. Întreruptor automat tip OROMAX

56

Figura 6.4. Schema electric a întreruptorului OROMAX 1000A

Acest întreruptor este prevzut pentru protecie cu declanatoare de tip H (declanatoare combinate termice i electromagnetice), cu curentul de declanare instantanee reglat la 8Ir. Pentru a face fa curenilor de scurtcircuit mari, acest întreruptor este echipat cu contacte de lucru, contacte de rupere (de arc) i rampe (coarne) de alungire i introducere a arcului electric în interiorul camerei de stingere.

Un întreruptor de tip OROMAX poate efectua cca. 20000 de manevre de închidere - deschidere în sarcin i nu necesit prea multe operaiuni de întreinere.

6.4. Disjunctoare Acest tip de aparate au dimensiunile de gabarit mai reduse decât cele

universale datorit carcasei i a capacului izolant care permit micoraea distanelor de strpungere i de conturare, izolarea complet a fazelor între ele, precum i limitarea spaiului de stingere a arcului electric.

57

Rolul disjunctoarelor este de a proteja liniile i circuitele electrice împotriva urmtoarelor defeciuni: suprasarcini, scurtcircuite, dispariia tensiu-nii din circuit.

Se asigur totodat, posibilitatea întreruperii sau stabilirii continuitii în alimentare a consumatorilor. La disjunctoare funcia de comutaie este asigurat de contactele principale i de dispozitivele de stingere cu care sunt echipate, iar funcia de protecie este asigurat de declanatoare.

Defeciunile din instalaiile electrice i defectele lor, care trebuie diminuate prin funcionarea disjunctoarelor se refer la:

a.) Scurtcircuite; b.) Suprasarcinile, I0=(1,05÷1,5)In, adic depirea cu 5÷50 % a curentu-lui

nominal, cu consecine nefaste prin efectul termic ce-l produc în timp asupra utilajelor alimentate electric;

c.) Dispariia tensiunii (întreruperea alimentrii) produce neajunsuri prin înclcarea nesimetric a consumatorilor, respectiv prin nefuncionarea utilajelor ;

d.) Apariia unor cureni de defect, de punere la pmânt, produi de stingerea accidental a prilor aflate sub tensiune de ctre operatorii umani, fapt ce ar putea produce electrocutarea acestora.

Mrimile caracteristice ale disjunctoarelor sunt: curentul nominal, curentul de reglaj al declanatoarelor, tensiunea nominal de funcionare, tipul dispozitivului de acionare (manual), electromagnetic i tensiunea de comand a acestuia, capacitatea de rupere.

Dup funciile de protecie, care determin declanrile automate, disjunctoarele se împart în: – disjunctoare de curent maxim, – disjunctoare de curent minim, – disjunctoare de curent invers, – disjunctoare de tensiune minim, – disjunctoare de tensiune maxim. Exist disjunctoare care cumuleaz mai multe funcii de protecie: de exemplu, pentru curent maxim, curent invers i tensiune minim. Prile componente ale disjunctoarelor sunt prezentate în figura 6.5.

Ruperea curenilor de scurtcircut este asigurat atât prin dispozitive adecvate de stingere a arcului electric (camere de stingere performante) cât i prin deschiderea rapid a contactelor mobile cu ajutorul unor arcuri putemice.

Evident c folosirea carcasei de material plastic reduce simitor spaiul de montaj i de stingere a arcului electric, dar în acelai timp limiteaz i capacitatea de rupere a aparatului la valori mai mici decât în cazul întrerup-toarelor automate universale.

58

Figura 6.5. Elementele componente ale disjunctorului de joas tensiune

59

6.5. Programul lucrrii

Se vor examina diverse întreruptoare din seria USOL i OROMAX. La fiecare întreruptor se vor studia urmtoare:

a) Modul de realizare a cii de curent, a contactelor (form i material, elemente componente i funcii ale acestora) i a camerelor de stingere (principiul de stingere, materiale utilizate);

b) Realizarea proteciei: construcia i funcionarea declanatoarelor, modul lor de acionare i modul de reglaj;

c) Se va întocmi o schi la scar a cii de curent, inclusiv camera de stingere, cu poziionarea elementelor componente;

d) Se vor studia schemele electrice ale întreruptoarelor i se va explica modul de funcionare.

Se va studia mecanismul de acionare a întreruptoarelor i disjunc-toarelor i se vor realiza schemele cinematice ale acestora. Se va observa construcia i modul de acionare a declanatoarelor în situaii de avarie.

Se va întocmi schema cinematic a întreruptorului în urmtoarele situaii: deschis cu resoartele de acumulare a energiei nearmate, deschis cu resoartele de acumulare a energiei armate, închis (cu energia acumulat în resoarte pregtit pentru declanare), deschis prin declanatoare (resoarte nearmate – identic cu prima poziie).

Se va msura fora de apsare în contact (SR EN 60947-4-1) cu ajutorul unui dinamometru. În poziia "închis", se aplic prin intermediul dinamome-trului o for de traciune, în centrul contactului, normal pe planul tangent pieselor de contact. Fora de contact este valoarea forei de traciune msurat în momentul întreruperii de ctre contactul respectiv, a unui circuit format dintr-o surs de tensiune de 12V i un bec. Pentru msurarea forei de contact, aparatul se monteaz în poziia normal de funcionare.

Cderea de tensiune pe contacte (SR EN 60947-4-1) în regim nominal ofer o indicaie asupra strii contactelor aparatului. Creterea admisibil a cderii de tensiune, msurat dup încercarea la înclzire, se precizeaz în standardul sau norma intern de produs.

Msurarea cderii de tensiune pe contact se efectueaz dup cum urmeaz: a) Cderea de tensiune se va msura în curent continuu, pentru a elimina erorile datorate inductivitii. Aparatul de msur utilizat trebuie s fie de cel puin clas 0,5. b) Desfurarea încercrii va fi urmtoarea: se execut 5 cicluri de comutare normal a aparatului respectiv, dup care se trece prin calea de curent un curent egal cu curentul nominal.

60

Se msoar cderile de tensiune pe contacte i la bornele de racord. Se va repeta încercarea de trei ori pentru fiecare punct de msurare i se stabilete media aritmetic a celor trei msurtori. Aceast valoare se consider cderea de tensiune pe contact. Ridicarea caracteristicii de protecie const determinarea timpului de declanare în funcie de curent td = f(I). Caracteristica se ridic în stare rece.

Cu întreruptorul închis, se regleaz valoarea dorit a curentului, cu ajutorul unui ampermetru. Se întrerupe alimentarea i se ateapt aproximativ 10 min. rcirea bimetalului din declanatorul termic. Dup acest timp se conec-teaz circuitul concomitent cu pornirea cronometrului. Se citete valoarea indicat de ampermetru i se msoar durata timpului de declanare td.

Se recomand urmtorii multipli de curent fa de curentul nominal al declana-torului: 1,2; 1,5; 2; 3; 4; 5; 6; 8.

Deoarece la valori mai mici ale curentului, durata de declanare este redus, se va crete curentul fr a se regla în prealabil o valoare exact.

Pentru declanatorul electromagnetic, va fi determinat curentul de acionare, urmrind ca timpul corespunztor s fie determinat din diagrama prezentat de constructor.

6.6. Probleme de urmrit Se vor analiza morfologic i constructiv prtincipalele tipuri de întrerup-

toare de joas tensiune i disjunctoare. Se vor determina caracteristicile tehnice a cel puin 3 variante construc-

tive ale acestora. Determinai caracteristica de protecie a întreruptoarelor automate i a

disjunctoarelor studiate. Determinai: - curentul nominal termic (Ith);

- curentul nominal de utilizare (In); - capacitatea de conectare; - capacitatea de rupere. Explicai: - Care este deosebirea dintre un declanator i un releu de protecie?

- Care sunt principiile de stingere utilizate la întreruptoarele de joas tensiune de c.a.?

- Care este diferena dintre un întreruptor normal i unul selectiv sau limitator? - Care sunt avantajele i dezavantajele folosirii disjunctoarelor? - Cum este asigurat efectul de limitare a întreruptoarelor?

61

Lucrarea nr. 7

SIGURANE FUZIBILE

7.1. Scopul lucrrii

Siguranele fuzibile (S.F.) sunt aparate nereglabile, destinate proteciei circuitelor electrice la suprasarcin i scurtcircuite. S.F. pot întrerupe un curent maxim Ir într-un circuit cu tensiunea nominal Un, cele dou mrimi determinând puterea de rupere a S.F. Din punct de vedere constructiv ele conin unul sau mai multe elemente fuzibile amplasate în interiorul unui corp din materialul electroizolant (închis sau nu la capete, cu sau fr umplutur de nisip), care la atingerea unei anumite valori a curentului se topesc într-un timp precizat.

Exist numeroase tipuri de S.F. astfel: S.F. cu mare putere de rupere (MPR), S.F. normale cu filet (SFF), S.F. mignon (SFM) i S.F. miniatur.

Dup puterea de rupere se deosebesc S.F. cu mare putere de rupere (Ir>10 kA), medie i mic putere (Ir<1 kA).

S.F. se clasific inând cont de tensiunea nominal, forma constructiv sau mediul de stingere a arcului etc.

În lucrare se studiaz construcia i funcionarea S.F. de joas i medie tensiune, de diferite tipuri.

7.2. Caracteristicile tehnice ale siguranelor fuzibile de joas

tensiune

Parametrii nominali i siguranelor fuzibile sunt: curentul nominal (In sig) tensiunea nominal (Un), capacitatea de rupere (curentul de scurtcircuit maxim care poate fi întrerupt în condiiile de încercare precizate de norme) i caracteristica timp-curent: t =f(I).

Durata t const din: timpul de topire al fuzibilului + timpul cât arde arcul = timp de întrerupere.

Pentru diferite tipuri de sigurane fuzibile alura caracteristicii de protecie difer sensibil. Având în vedere timpii de acionare pentru acelai curent, siguranele se grupeaz în: S.F. lente, S.F. rapide, S.F. cu caracteristic mixt (rapid-lent) i S.F. ultrarapide fiecare având domeniul preferenial de aplicare.

62

Figura 7.1.Cacteristicile temporale ale siguranelor fuzibile

La cureni de scurtcircuit (Isc) mai mari de 15 In timpul de ardere a siguranei este foarte scurt, deconectarea circuitului având loc fr ca Isc s ajung la valoarea maxim. Acesta este efectul limitativ al siguranei fuzibile.

Tabelul 7.1. Alegerea siguranelor fuzibile Obiectul protejat Recomandarea de alegere Observaii Linii aeriene pentru uz casnic, instalaii industriale mici, cabluri în reele industriale

In sig =(0,56 –0,8)In Sigurane rapide

Motoare electrice cu porniri uoare (Ip – curent de pornire al motorului)

In sig =0,4Ip Sigurane rapide

Motoare electrice cu porniri uoare In sig =In Sigurane lente

Motoare electrice cu porniri grele In sig =(0,5 –0,625)Ip Sigurane rapide

Condensatoare, pentru îmbuntirea factorului de putere

In sig =(1,2 –2)In Sigurane rapide

Ventile semiconductoare în redresoare

In sig =1,57 In pentru c.a. monofazat In sig =1,73 In pentru c.a. trifazat

Sigurane ultrarapide

100

10

1

0,1

0,01

t

1000

1

2

0,003 1 10 100 400 In

t=f(kIn)

sec

min

1” 1’

2’’ 2’

63

Alegerea siguranelor pentru dispozitivele semiconductoare se poate face folosind I2t al obiectului protejat indicat de întreprinderea productoare i valoarea I2t al S.F.U.R.

Pentru gama de cureni nominali 2,5 A ÷ 16 A siguranele fuzibile se realizeaz din fire fuzibile dispuse în paralel cu datele din tabelul 7.2.

Tabelul 7.2. Realizarea fuzibilelor de joas tensiune

Curentul nominal In [A]

Nr. de fire în paralel

Diametrul [mm]

2,5 4 6,3 10 16

2 3 5 9 9

0,08 0,08 0,08 0,08 0,12

Pentru gama de cureni nominali 25 A ÷ 250 A siguranele se realizeaz din benzi fuzibile dispuse în paralel cu urmtoarele dimensiuni ale seciunii în zona îngustat conform figurii 7.2. i tabelului 7.3..

Tabelul 7.3. Realizarea fuzibilelor de înalt tensiune

Curentul nominal In [A]

Nr. de benzi în paralel

Grosime [mm]

Lungime [mm]

25 5 0,05 0,5 31,5 8 0,05 0,5 40 11 0,05 0,5 50 11 0,05 0,5 63 13 0,07 0,5 80 13 0,1 0,5 100 17 0,1 0,5 125 23 0,1 0,5 160 23 0,1 0,5 200 23 0,2 0,5 250 23 0,25 0,5

64

Figura 7.2. Zona îngust a benzii de fuzibil a unei

sigurane de joas tensiune.

1) Elementul fuzibil;

2) Capac frontal;

3) Indicator de funcionare;

4) Anvelopa din steatit, porelan sau material

plastic;

5) Umplutura din nisip de cuar;

6) Garnitura de azbest;

Figura 7.3. Sigurane fuzibile cu mare putere de rupere

Siguranele fuzibile MPR se construiesc pentru cureni nominali de pân la 600A i capacitatea de rupere mai mari de 100 kA. Se utilizeaz pentru protecia cablurilor i a instalaiilor de distribuie (protecia selectiv în reelele electrice).

65

7.3. Caracteristicile tehnice ale siguranelor fuzibile de medie i înalt tensiune

Pentru tensiuni între 3 i 35 kV, se utilizeaz sigurane fuzibile tubulare (cu umplutur din nisip cuaros cu coninut de siliciu de pân la 99,5%). Puterea de rupere maxim a acestor sigurane este 300 MVA pentru orice tensiune.

Figura 7.4. Sigurane fuzibile de medie i înalt tensiune

66

Firele fuzibile se execut în trepte, pentru a reduce supratensiunile în mo-mentul întreruperii curenilor de scurtcircuit. Banda fuzibil prezint istmuri i poriuni cu aliaj eutectic (96,5% Sn + 3,5% Ag), pentru a permite protecia la suprasarcin.

Datorit efectului de limitare a curentului pe care-l au siguranele fuzibile, ele se pot folosi pentru protecia transformatoarelor de tensiune. Astfel de sigurane se fabric pentru 3, 6 i 10 KV în patroane de dimensiuni identice, pentru 15 i 20 KV în patroane de dimensiunea a doua, i pentru 35KV în patroane de a treia dimensiune.

Caracteristica timp-curent (de protecie) t = F(i), reprezentat prin variaia timpului de ardere a siguranelor fuzibile în funcie de supracurent, se poate exprima în dou variante de caracteristici temporale: – Caracteristica de topire a elementului fuzibil, care exprim dependena dintre tipul de la începutul scurtcircuitului pân în momentul topirii fuzibilului (apariia arcului), i valoarea prezumat a curentului de scurtcircuit, presupus constant; –Caracteristica de întrerupere a elementului fuzibil care exprim dependena dintre durata total pân la întrerupere (timpul de la începutul scurt-circuitului pân la începutul topirii fuzibilului, plus durata de ardere a arcului) i acelai curent de scurtcircuit prezumat. Durata de ardere a arcului (510-3s) se neglijeaz, iar pentru durate de topire mai mari de 210-2, cele dou caracteristici se pot considera identice în zona de scurtcircuit. Din aceast cauz în prospecte se indic numai caracteristica de topire.

Asigurarea selectivitatea unei protecii realizate cu sigurane fuzibile se fa-ce pe baza caracteristicii temporale a acestora i const în funcionarea numai a siguranei mai apropiate de locul defectului. Pentru o reea ramificat selectivita-tea este asigurat când pentru orice curent de scurtcircuit caracteristicile de pro-tecie ale siguranelor fuzibile nu se întretaie.

Folosirea siguranelor fuzibile ca elemente de protecie prezint urmtoare-le avantaje:

Sunt cele mai ieftine aparate de protecie; Nu necesit întreinere; Nu prezint pericol de explozie sau incendiu; Sunt cea mai rapid protecie i deci au cel mai pronunat efect de

limitare a curentului de scurtcircuit. Dintre dezavantajele utilizrii proteciilor cu sigurane fuzibile amintim:

caracteristica de protecie este influenat de temperatura mediului ambiant;

deconectarea se poate face doar pe o faz iar caracteristica de protecie depinde de starea anterioar a circuitului.

67

7.4. Programul lucrrii

Se face un studiu al construciei S.F. de joas i medie tensiune identificând elementele componente cu referiri la rolul, forma, marcajul, denumirea conform normelor i materialul din care sunt confecionate fiecare în parte.

O atenie deosebit se va acorda construciei elementului înlocuitor (patron), materialului i formei elementului fuzibil. Se analizeaz sistemele de montare în circuit a siguranelor de joas tensiune: soclu, capac (la SFF, SFM) spate), LF (legturi fa), LFi (legturi fa în scopuri industriale), iar în funcie de gama curentului nominal al patroanelor care se pot monta: D II (pentru 2-25 A), D III (35-63 A), D IV H (80-100 A), D V H (125-160 A).

Se determin experimental pe standul de laborator o caracteristic timp-curent (caracteristic de protecie temporal) i se precizeaz prin extrapolare curentul nominal al patronului (fuzibilului) încercat.Se estimeaz efectul de limitare al proteciei prin sigurane fuzibile.

Pentru determinri experimentale se instalaia din laborator se stabilesc diverse valori prezumate ale curentului (curentul prezumat este curentul care s-ar stabili prin circuit în cazul în care S.F. ar fi înlocuit cu un element având o impedan egal cu aceea a S.F.).

Dup stabilirea unei valori dorite a curentului prezumat se deconecteaz alimentarea circuitului, se introduce patronul (fuzibilul) ce va fi încercat, se deschide întreruptorul i alimentând din nou montajul se determin timpul de întrerupere. Se traseaz caracteristica: curent prezumat – timp, care reprezint de fapt caracteristica de protecie i se estimeaz In sig.

În vederea verificrii calitii lor, în practic siguranele sunt supuse unor încercri complexe, având la baz standardele naionale.

În cadrul lucrrii se vor determina doar timpii medii de întrerupere (la trei elemente fuzibile de acelai tip, pentru dou cazuri stabilite de norme: 1,75 In sig i 7 In sig i se compar cu valorile impuse. Acestea sunt: pentru primul curent ti>10s iar pentru al doilea ti <0,1 s pentru In sig =6 ÷10 A, ti <0,15 s pentru In sig =16, 20, 25 A etc.

Pentru fiecare din situaiile prezentate în tabelul 7.1, se traseaz i se analizeaz diagrama timp-curent corespunztoare unui anumit In al obiectului protejat.

Pentru siguranele de înalt tensiune se identific elementele componente i se identific caracteristicile tehnice furnizate de productor.

68

7.5. Probleme de urmrit

Identificarea prilor componente, caracteristici constructive i tehnologice pentru siguranele fuzibile de joas tensiune.

Identificarea prilor componente, caracteristici constructive i tehnologice pentru sigurane fuzibile de înalt tensiune.

Pe baza studiului tipurilor constructive de sigurane fuzibile de joas tensiune cât i de înalt tensiune existente în laborator se vor evidenia asemnrile, respectiv deosebirile de ordin constructiv i tehnologic.

Explicarea rolului siguranelor fuzibile într-o instalaie electric. Executarea schiei unei seciuni printr-o siguran fuzibil de joas

tensiune respectiv de înalt tensiune. În funcie de caracteristicile de limitare i timp-curent ale siguranelor se

va studia modul de amplasare a siguranelor fuzibile în instalaiile electrice de joas tensiune respectiv de medie tensiune. Se va explica modul de realizare a selectivitii proteciilor cu S.F..

Noile standarde acceptate pentru sigurane fuzibile sunt urmatoarele: • Sigurane fuzibile de joas tensiune SR EN 60269/1-2003 • Sigurane fuzibile de înalt tensiune SR EN 60282/1-2003

69

Lucrarea nr. 8

RELEE TERMOBIMETALICE

8.1. Scopul lucrrii

Relee termobimetalice folosite în scheme electrice sunt dispozitive de protecie a consumatorilor împotriva suprasarcinilor (supracurenilor). Ele provoac întreruperea alimentrii consumatorilor la depirea valorii reglate a curentului, dar nu imediat ce curentul crete, ci dup o anumit perioad de timp invers proporional cu curentul. Aceste relee sunt asociate cu contactoare electromagnetice în circuitul de comand al crora se înseriaz contactul N.I. al releului.

Lucrarea îi propune analiza morfologic i funcional a releelor termobimetalice, determinarea principalelor lor caracteristici tehnice i mai ales a caracteristicii temporale de protecie.

8.2. Relee termobimetalice Constructiv un releu termobimetalic are ca element principal unul sau

mai multe lamele bimetalice. Înclzirea elementului bimetalic al releului se poate realiza fie prin

trecerea curentului (ce trebuie supravegheat) direct prin bimetal, fie indirect sau combinat când se utilizeaz rezistene de înclzire.

Elementul activ al releelor termobimetalice, alctuit din lamele bimetalice, este format din dou straturi de metal intim unite pe toat suprafaa de contact, prin sudur sau lipire. Cele dou metale au coeficieni de dilatare diferii.

Cum la înclzire una din componente se dilat mai puternic ca cealalt, termobimetalul se curbeaz la înclzire cu cât mai mult, datorit diferenei dintre coeficienii de dilatare ai ambelor componente. Componenta cu coeficient de dilatare mai mic constituie componenta pasiv, iar cea cu coeficient de dilatare mai mare reprezint componenta activ. La baza realizrii termobimetalelor stau aliajele din fier-nichel.

Invarul (aliaj Fe-Ni cu 36% Ni), având coeficientul de dilatare minim se folosete în calitate de component pasiv, iar aliajele cuprului cu zinc, staniu sau nichel, care au coeficieni de dilatare mari se folosesc drept componente active.

70

Termobimetalele, au proprietatea transformrii unei variaii de tempe-ratur într-o micare datorit deformrii. La realizarea releelor termobime-talice se folosete atât aceast proprietate cât i proprietatea de elasticitate a termobimetalelor.

Protecia prin relee termobimetalice este caracteristic motoarelor electrice i se realizeaz prin blocuri (trifazate) de relee termobimetalice care asigur protexcia la suprasarcin pe fiecare faz.

În figura 8.1. este reprezentat un bloc de relee termobimetalice.

Figura 8.1. Bloc de relee termobimetalice

1. Lamele bimetalice, 2. Pârghia de acionare, 3. Lamel bimetalic de compensare, 4. Ax, 5. Dispozitiv de sacadare, 6. urub de reglare, 7.

Buton de rearmare, U, V, W. Borne..

La creterea temperaturii mediului ambiant, bimetalul de compensare 3, care este un bimetal pasiv (neparcurs de curent), deplaseaz spre stânga pârghia 2 cu o distan s i deoarece i bimetalele principale 1 se curbeaz cu s în acelai sens, cursa ce urmeaz a o strbate bimetalele principale în cazul unui curent de suprasarcin, s, rmâne constant. Dup acionarea blocului de relee de protecie, oprirea motorului i rcirea lamelelor blocului de relee bimetalice, acesta trebuie rearmat prin intermediul butonului 7 care readuce contactul mobil în poziia iniial.

Doar unele blocuri de relee bimetalice au posibilitatea de rearmare automat a contactului mobil dup acionare.

71

Pentru valori mai mari de 80 A ale curentului din circuit, bimetalele se leag în circuit prin intermediul transformatoarelor de curent sau al untu-rilor.

a) b) Figura 8.2. Blocuri de relee termice

a) cu alimentare direct b) i prin transformator

b)

Figura 8.3. Montarea blocului de relee termice

72

8.3. Caracteristicile tehnice ale releelor termobimetalice

Releele termobimetalice i blocurile de relee termobimetalice au urmtoarele mrimi caracteristice: – curentul nominal In, este curentul maxim care circul în regim de durat prin releu i pe baza cruia se dimensioneaz cile de curent; – curentul de serviciu Is, corespunde valorii maxime a curentului reglat pentru care releul nu acioneaz: – curentul reglat Ireg, poate fi orice curent cuprins în scara de reglaj a aparatului, Ireg = (0,6 ÷ 1)Is, domeniu în care utilizatorul trebuie s-i încadre-ze curentul nominal al consumatorului. Pentru a se produce acionarea, releul termobimetalic trebuie s fie parcurs de un curent mai mare decât cel reglat, numit curent de suprasarcin. Conform normativelor naionale, relee termice româneti de tip TSA trebuie s respecte condiiile prezentate în tabelul 8.1.

Tabelul 8.1. Caracteristicile tehnice ale releelor termice din gama TSA.

Seciunea con-ductorului de racord (mm2) Tip Cod In

(A)

Puterea disipat pe o faz

(W)

Curenii de serviciu (Is) (A)

Gre-uta-tea

(Kg) Min. Max.

Dimensi-unea u-rubului bornei

TSA 10 3670 10 2,3

0,4; 0,55; 0,75; 1; 1,3; 1,8; 2,4; 3,3;

4,5; 6; 8; 11. 0,130 1 2,5 M 4

TSA 16 3671 16 2,3

0,4; 0,55; 0,75; 1; 1,3; 1,8; 2,4; 3,3; 4,5; 6; 8; 11; 16.

0,130 1 2,5 M 4

TSA 32 3672 32 6

0,4; 0,55; 0,75; 1; 1,3; 1,8; 2,4; 3,3; 4,5; 6; 8; 11; 15;

20; 25; 32.

0,225 4 6 M 5

TSA 63 3674 63 8 40; 60. 0,425 10 16 M 6

TSA 100 3647 100 8 80; 100. 0,425 16 25 M 6

73

Caracteristici le tehnice ale blocurilor termobimetalice de tip TSA sunt: – Tensiune nominal: 660 V c.a. – Numr de poli: 3 – Frecvena de conectare: 15 conectri pe or – Domeniul de reglaj al releelor: (0,67-1) Is – Gradul de protecie: IP 000 – Contacte auxiliare: opional – Tensiunea nominal: 500 V c.a.; 220 V c.c. – Curentul nominal termic: 6 A, 10 A, 16 A, 63 A, 100 A,

Standardele naionale referitoare la releele termobimetalice prevd pentru timpii de acionare parametrii prezentai în tabelul 8.2.

Tabelul 8.2. Normative referitoare la releele termice din gama TSA.

Curentul de suprasarcin ca multiplu al curentului reglat

Timpul de acionare Stare iniial

I=1.05⋅Ireg S nu acioneze timp de 2h Pornind din stare rece

I=1.2⋅Ireg S acioneze sub 2h Pornind din stare cald

I=1,5⋅Ireg S acioneze sub 2 min Pornind din stare cald

Caracteristica temporal de protecie reprezint dependena dintre timpul de acionare i valoarea curentului de suprasarcin. În funcie de regimul anterior declanrii putem distinge dou caracteristici.

Caracteristica la rece i respectiv caracteristica la cald. Prin stare rece se înelege acea stare a releului la care temperatura este

egal cu temperatura ambiant: 20 ± 5o C. Prin stare cald se înelege starea în care temperatura releelor este

egal cu temperatura de durat corespunztoare curentului reglat. În funcie de temperatura la care lucreaz un releu sunt necesare corecii ale curenilor de serviciu.

Caracteristicile de protecie sunt reprezentate la scar logaritmic i au alura prezentat în figura 8.4.

Aceste caracteristici de declanare indic valori medii din domeniul de toleran la o temperatur a mediului ambiant de 20 oC, cu pornire la rece. Ele indic timpul de declanare în funcie de curentul

74

Figura 8.4. Caracteristicile temporale de protecie ale releelor

termobimetalice 8.4. Programul lucrrii

Se urmrete construcia i funcionarea releelor termobimetalice i a

blocurilor de relee termobimetalice, evideniindu-se elementele constitutive, variantele constructive i rolul acestora în funcionarea releelor.

Se vor analiza blocurile de relee termobimetalice de pe standul de laborator evideniindu-se diferenele constructive în funcie de valoarea curentului de serviciu.

Cu ajutorul standului de laborator se ridic caracteristica temporal de protecie, la rece i la cald, pentru blocul de relee termobimetalice TSA 10, pentru cel puin 6 valori reglate ale curentului de încercare.

Datele msurtorilor se trec în tabelul 8.3.

75

Tabelul 8.3 Caracteristica de protecie la rece i la cald.

I [A] Ireglat [A] tacionare [s] rece Ir=0,35A. trevenire [s] rece Ir=0,35A. tacionare [s] cald Ir=0,35A. trevenire [s] cald Ir=0,35A.

Se evideniaz faptul c funcionarea lamelei bimetalice este

influenat de starea termic anterioar, deci de temperatura iniial a lamelei.

Explicai modul în care caracteristica de protecie difer dac înclzirea bimetalului se face din stare rece sau cald i ilustrai acest fapt în reprezentarea grafic a caracteristicii temporale de protecie ( )1

regsa IIft −⋅= . Ca s se obin caracteristica de protecie corespunztoare strii reci,

determinarea timpului de declanare msurat cu un cronometru se face pe celelalte bimetale decât cel pe care a fost reglat curentul de suprasarcin urmat apoi de determinarea pe lamela pe care s-a efectuat reglarea iniial a acestuia.

Rezultatele obinute se reprezint grafic. Vom evidenia pe acest grafic i caracteristicile de protecie a releelor încercate furnizate de productor. Rezultatele experimentale se vor compara cu datele de catalog ale productorului i se vor evidenia concluziile ce se desprind.

Se reprezint grafic caracteristica temporal de revenire de la rece i de la cald a lamelei termobimetalic.

8.5. Probleme de urmrit Ridicai caracteristicile temporale de protecie la rece i la cald pentru

blocul de relee termobimetalice de pe standul de laborator. Ridicai caracteristicele de revenire de la rece i de la cald pentru

blocul de relee termobimetalice de pe standul de laborator. Rspundei la urmtoarele întrebri: Ce rol au blocurile termobimetalice în instalaiile electrice? Care este principala lor aplicaie tehnic? Explicai modul de reglare a curentului de acionare a releului. Ce tipuri de elemente termobimetalice cunoatei? Ce rol are dispozitivul de sacadare?

76

Ce rol are timpul de revenire a releului termobimetalic? Explicai rolul lamelei compensatoare în funcionarea blocului de

relee termobimetalice. Explicai diferenele între caracteristicile la rece i cele la cald. Caracterizai sensibilitatea i precizia de reglaj a releeelor termobime-

talice. Ce alte variante constructive de relee termice cunoatei? Comparai caracteristicile tehnice ale releeelor termobimetalice cu

cele ale altor tipuri de relee termice. Ce rol au declanatoarele termice? Evideniai caracteristile tehnice ale 3 tipuri de relee termobimetalice.

77

Lucrarea nr. 9

RELEE ELECTROMAGNETICE

9.1. Scopul lucrrii

Releele electromagnetice au ca element sensibil un electromagnet, ca element comparator un resort antagonist iar ca element executor unul sau mai multe contacte (N.D i N.I). Când parametrul de intrare depete valoarea reglat, se invinge tensiunea resortului anantagonist i are loc acionarea instantanee a contactelor. Releele electromagnetice pot fi neutre (când aciunea mecanismului electromagnetic este independent de sensul solenaiei bobinei) sau polarizate, (când aciunea releului depinde de sensul solenaiei). Releele electromagnetice pot funciona atât în curent continu cât i în curent alternativ. Pe principiul releelor electromagnetice se construiesc diferite tipuri de relee: de protecie (maximale de curent, minimale i maximale de tensiune), intermediare (miniaturizate sau Reed), de semnalizare i de timp (cu temporizare la acionare sau la revenire).

În lucrare se studiaz construcia, modul de funcionare i metodele de verificarea a urmtoarelor tipuri de relee electromagnetice: relee maximale de curent, relee minimale de tensiune, relee intermediare, relee miniaturizate i relee Reed.

9.2. Relee electromagnetice de protecie

Releele electromagnetice sunt constituite din electromagnei la care atunci când curentul prin bobin depete o anumit valoare armtura mobil este atras, aceasta acionând asupra unor contacte electrice.

Releele electromagnetice de protecie sunt aparate de protecie care asigur protecia la supracureni, cureni de scurtcircuit, la scderea sau dispariia tensiunii, cu aciune instantanee sau temporizat. Releele electromagnetice de protecie sunt:

Releul electromagnetic de curent maxim (RC), Releul electromagnetic de tensiune (RT), Releul electromagnetic de semnalizare (RdS).

78

Releele electromagnetice de curent au rolul ca la trecerea unui supracurent prin bobina electromagnetic aceasta s dea natere la un câmp magnetic care produce o for de atracie asupra armturii mobile astfel încât aceasta se deplaseaz împreun cu contactele mobile care la sfâritul cursei atinge contactul fix i închide astfel circuitul de declanare. Deoarece releul trebuie s funcioneze numai atunci când este depit o anumit valoare a curentului prin bobin, armtura este inut într-o poziie de repaus cu ajutorul arcului care produce o for de atracie opus forei de atracie a electromagnetului, de îndat ce fora electromagnetului depete fora arcului armtura este atras i cele dou contacte se ating.

Figura 9.1. Releu electromagnetic maximal de curent

1. miezul feromagnetic, 2. bobin, 3. armtura mobil, 4. resort antagonist, 5. buton de reglaj a arcului, 6,7. uruburi de reglaj, 8. comutatorul gamelor

de reglaj, 9. pies izolant, 10. sistemul de contacte, 11. indicatorul de func-ionare, 12. anulator.

Cuplul antagonist al resortului poate fi reglat cu ajutorul pârghiei,

astfel încât închiderea contactelor, adic acionarea releului, s aib loc atunci când bobinele sunt parcurse de un curent de o anumit valoare indicat pe cadran.

79

Releele electromagnetice de tensiune pot funciona ca relee maximale de tensiune sau ca relee minimale de tensiune i au aceeai form constructiv ca i releele de curent RC (figura 9.1.) cu deosebirea c înfurarea lor este format dintr-un numr mare de spire subiri i se leag în paralel cu instalaia de protejat. Releele maximale de tensiune acioneaz prin atragerea armturii mobile dac tensiunea depete valoarea reglat, pe când releele minimale de tensiune acioneaz prin eliberarea armturii mobile dac tensiunea scade sub valoarea reglat, sau la dispariia tensiunii. De aceea releele maximale de tensiune au contactul normal deschis, iar releele minimale de tensiune au contactul normal închis. Factorul de revenire Kr = Ur/Ua este subunitar la releele maximale (Kr 0,85) i supraunitar (Kr 1,15) la releele minimale de tensiune.

Releele electromagnetice de semnalizare (RdS), au drept scop s semnalizeze dac protecia unui anumit circuit a acionat. Ele sunt prevzute cu contacte auxiliare, care se închid în momentul acionrii, astfel încât bobina releului de semnalizare este parcurs de curent, iar armtura este atras, învingând rezistena resortului i eliberând steguleul, care se rotete 90°. O dat cu cderea steguleului, lama de contact ajunge în dreptul contactelor, prin care se închide circuitul de semnalizare acustic sau luminoas. Cderea steguleului este observat prinr-un vizor de sticl deasupra cruia este situat butonul, cu ajutorul cruia se readuce (manual) steguleul în poziia iniial.

9.3. Relee electromagnetice intermediare

Releul electromagnetic intermediar (RI) este folosit pentru a se evita trecerea curenilor mari prin contactele sensibile ale releelor obinuite (cum sunt curenii bobinelor de aclanare a întreruptoarelor).

Releul electromagnetic intermediar (RI) se introduce în circuitul operativ al releelor obinuite i are timpul de acionare de ordinul sutimilor de secund, stfel încât el nu influeneaz decât foarte puin timpul total de acionare a proteciei.

Circuitul operativ al releului obinuit alimenteaz bobina a electro-magnetului, astfel încât armtura, fiind atras, închide contactele din circuitul bobinei de acionare. În general releele reprezint elemente de automatizare la care mrimea de ieire variaz brusc atunci când mrimea de intrare, variind în mod continuu, atinge o valoare prescris numit valoare de acionare (caracteristic independent).

80

Figura 9.2. Releu intermediar cu armatura basculant Nevoia miniaturizrii aparatelor electrice a aprut atât din nevoia

economisirii energiei electrice cât i a reducerii gabaritului echipamentelor electrice, mai ales a celor ce intr în componena circuitelor electronice.

Releele miniaturizate au devenit parteneri importani în realizarea montajelor electronice. Ele îndeplinesc pe lâng funcia clasic de interfaare i protecie i un rol de separare galvanic între circuitele de intrare i de ieire, adic între bobine i contacte. Conectarea acestor relee în circuitele imprimate se face prin intermediul unor pini care se introduc în socluri special construite. Pentru a evita oxidarea contactelor, releul este introdus într-o carcas izolant sau sunt capsulate, având în interior un gaz protector. Releele sunt capsulate într-o carcas din rin epoxidic. Forma constructiv a circuitului magnetic permite o puternic reducere a fluxurilor de dispersie i prin aceasta reducerea consumului de energie absorbit de bobina releului.

Releele polarizate sunt tot relee electromagnetice cu o structur special realizabil în diverse variante constructive i folosite numai în curent continuu.

81

Figura 9.3. Releu polarizat

Dac la un moment dat armtura mobil se sprijin pe piesa polar inferioar câmpul magnetic principal al magnetului se inchide de la N la S prin armatura mobil i placa feromagnetic inferioar; iar câmpul de dispersie se închide de la N la S prin cele 2 piese feromagnetice.

Pentru acionarea releului se alimenteaza înfurarea de excitaie cu un curent continuu cu un astfel de sens încât s se determine în armtura mobil un flux de sens contrar cu cel produs de magnetul permanent. Urmrind sensul fluxului dat de bobina, se constat ca el se adun cu fluxul de dispersie în zona piesei polare superioare i se opune fluxului principal i celui de dispersie în zona piesei polare inferioare. În acest fel fluxul magnetic la contactul dintre armatura mobil i polul inferior este slbit, iar pe partea dintre armtura mobil i polul superior este întrit, provocând trecerea brusc a armturii în poziia superioar.

În toate variantele constructive releul polarizat cuprinde ca i releu electromagnetic neutru i o armtur fix prevzut cu un magnet permanent N-S. Armtur mobil având dou întrefieruri de valorile δ1 i δ2 i o bobin parcurs de curent.

82

9.4. Relee Reed Gradul maxim de miniaturizare a releelor electromagnetice îl

reprezint releele Reed (reed=trestie, subire în englez). Derivate din releele electromagnetice, releele reed constau dintr-un tub de sticl închis în care se gsesc dou lamele elastice.

În zona contactului, pe suprafaa lamelelor este dispus un strat de iridiu, platin sau aliaje ale acestora. Tubul de sticl este vidat sau este umplut de un gaz inert (azot, argon). Acionarea contactului se face cu ajutorul unui câmp magnetic creat de un magnet permanent sau de bobina parcurs de curentul i.

Aceste relee se realizeaz sub form de elemente capsulate paralelipipedice, din mase rinoase în care se introduce tubul i bobina releului, la exterior aflându-se doar terminalele metalice pentru conexiuni. Releele Reed au un consum neglijabil, timp de actionare mic (1÷2 ms), frecvena de comutare mare (500 comutari/s), durata de via ridicat (108÷ 1012 comutri).

Figura 9.4. Schema de principiu a unui releu Reed

1-Born, 2-Tub de sticl, 3-Bobinaj, 4-Contact Aceste relee pot avea unul sau mai multe contacte, normal deschise sau normal închise i au o funcionare mono sau bistabil.

Energia câmpului magnetic în volumul delimitat de suprafeele celor dou lamele aflate fa-n fa S, la distanta y este:

W = S·y·B2 /µ0 (9.1.)

Unde: B este inducia câmpului magnetic, i µ0 permeabilitatea magnetic a vidului.

Fora exercitat între lamele va fi: F = dW/dy = S·B2 /µ0 (9.2.)

83

adic direct proporional cu suprafaa de contact S i cu ptratul câmpului magnetic dintre lamele (care depinde implicit de distana dintre lamele, dac distana este mare). Cu toate c au dimensiuni foarte mici aceste relee au performane deosebite i sunt compatibile cu circuitele logice TTL. Acionarea releelor reed poate fii comandat i prin intermediul unui magnet permanent, caz în care armtura feromagnetic, sub aciunea câmpului magnetic dat de polii unui magnet permanent, basculeaz ducând la modificarea poziiei contactelor sale.

Pentru a mri i mai mult performanele acestor relee s-au realizat relee Reed polarizate. La aceste relee pe lâng înfurarea de excitaie se utilizeaz i un magnet permanent al crui câmp magnetic întrete câmpul magnetic al bobinei de acionare, astfel încât permite atingerea forei de acionare, cu un curent de excitaie mic i fr saturaia circuitului magnetic. Eficiena acestor relee Reed polarizate este de aproximativ 10 ori mai mare decat a celor nepolarizate. Funcionarea acestor relee poate fi urmarit în reprezentarea schematica din figura 9.5. Magnetul permanent este fixat de cei doi poli prin intermediul unei folii izolante si este astfel magnetizat încât s se obin poli de sens contrar. Releele Reed de construcie modern au în interiorul lor i un getter, cu rol de absorie a gazelor pentru a pstra atmosfera de gaz inert un timp cât mai îndelungat.

Figura 9.5. Releu Reed polarizat

84

Utilizarea releelor Reed în foarte multe aplicaii este asigurat de simplitatea constructiv, preul mic, sigurana în funcionare i consumul foarte mic de putere.

Exist numeroase aplicaii ale releelor Reed în sistemele de securitate pentru monitorizarea deschiderii uilor i ferestrelor. Se ataeaz un magnet permanent de partea mobil, iar de partea fix se monteaz un contact reed pe post de senzor de proximitate. Contactele se închid când magnetul este suficient de aproape (usi sau geamuri închise) i se deschid la deprtarea magnetului (usi sau geamuri deschise). Alte aplicaii ale releelor Reed se datoraez necesitii de a sesiza aproape orice în autovehicule, creascând numrul aplicaiilor cu senzori reed din industra autovehiculelor.

Miniaturizarea în continuare a releelor se poate face prin utilizarea componentelor electronice discrete (diode, tranzistoare), circuite integrate (amplificatoare operaionale), circuite digitale i circuite specializate.

9.5. Probleme de urmrit Se face analiza morfologic a releelor electromagnetice: maximale de

curent, minimale de tensiune, intermediare, miniaturizate i Reed. Se identific diferenele constructive i se explic importana lor. Se msoar rezistena de izolaie a releelor de protecie i intermedia-

re. Msurarea se execut cu megaohmetrul, succesiv între carcas i contacte, între carcas i bobin i între bobin i contacte. Valoarea obinut trebuie s fie mai mare de 10 M, pentru toate cele trei msurtori.

Se msoar valoarea de acionare a releelor de protecie. Se msoar tensiunea minim de acionare i tensiunea de revenire a

releelor intermediare i miniaturizate. Se face verificarea mecanic a releelor intermediare. Pentru verificarea releelor Reed se plaseaz un magnet permanent la

diverse distane fa de releu pornind de la distane mai mari pân când se închide contactul. Se noteaz distana. Apoi se îndeprteaz treptat magnetul pân când se deschide contactul. Se noteaz din nou distana.

Se face experimentul atât pentru orientarea paralel a liniilor de câmp magnetic cu lamelele contactului reed, cât si pentru orientarea perpendicu-lar a liniilor de câmp magnetic. Se reprezint grafic caracteristica de acionare a releului Reed. Graficul trebuie s includ sensul deplasrii (cu sgei) la apropierea sau deprtarea magnetului.

Se compar avantajele i dezavantajele diferitelor tipuri de relee intermediare i polarizate.

85

Lucrarea nr. 10

COMANDA I PROTECIA MOTOARELOR

10.1. Scopul lucrrii

Pornirea motoarelor poate avea loc direct, prin cuplarea motorului la o reea trifazat (având tensiunea i frecvena compatibile cu datele nominale ale mainii), sau indirect, motorul fiind cuplat mai întâi la o tensiune redus, care, în decursul pornirii, este mrit treptat, pân la valoarea nominal. Cuplarea direct la reea este aplicat motoarele asincrone în cazul în care reeaua de alimentare este suficient de puternic, astfel încât ocurile de curent la pornire s nu o afecteze, iar mecanismul acionat poate s suporte ocul de cuplu electromagnetic, sau în cazul motoarele asincrone cu rotorul bobinat, când pornirea se realizeaz cu ajutorul unui reostat conectat în rotor.

Cuplarea indirect este aplicat motoarelor asincrone alimentate de la reele electrice relativ slabe, realizându-se printr-unul din urmtoarele procedee: cu ajutorul unui autotransformator trifazat, prin metoda stea – triunghi, prin intermediul amplificatoarelor magnetice, prin intercalarea unor rezistene în circuitul statoric, prin tiristoare montate în antiparalel sau variatoare de frecven.

În lucrare se studiaz construcia, variantele constructive i modul de funcionare a echipamentelor de comand i protecie a motoarelor asincrone pornite prin metoda stea-triunghi.

10.2. Pornirea stea-triunghi Toate metodele de pornire indirect au drept scop reducerea

curentului de pornire. Pornirea Stea – Triunghi const în aplicarea iniial a tensiunilor nominale înfurrii trifazate statorice conectat în stea. Dup atingerea de ctre motor a unei viteze de rotaie de circa 90% din viteza sa nominal, înfurrile de faz statorice se comut în triunghi cu un comutator. Comutarea se poate efectua manual sau automat, în ultimul caz utilizându-se relee de timp i contactoare.

86

Curentul eficace de linie de regim permanent la conexiunea în stea are expresia:

flfffl ZUZUII 3// === ΥΥΥ (10.1)

Pentru conexiunea în triunghi curentul de linie eficace de regim permanent este:

f

l

f

ffl Z

UZ

UII

333 === ∆

∆∆ (10.2)

Raportul curenilor absorbiii în cele dou conexiuni are valoarea: 3/1/ =∆Υ jl II (10.3)

Deoarece tensiunile de faz scad de 3 ori la legarea în stea, scade i cuplul de pornire de trei ori fa de cel realizat la pornirea direct, cuplul electromagnetic fiind proporional cu ptratul tensiuni de faz statorice. Acest inconvenient limiteaz aplicarea porniri Stea Triunghi numai acolo unde pornirea se face în gol sau cu un cuplu static rezistent redus, excluzându-se deci pornirile în plin sarcin.

Metoda pornirii Stea–Triunghi se folosete la motoare trifazate asincrone în scurtcircuit de putere nominal mic (5,5÷14 kW/400 V). Aceast metod nu poate fi utilizat decât la motoare care au tensiunea nominal pe faz egal cu tensiunea de linie a reelei trifazate de alimentare.

Caracteristica mecanic la pornirea Stea – Triunghi este reprezentat mai jos:

Figura 10.1 Caracteristica mecanic i electric a pornirii Stea – Triunghi

87

Trecerea de la alimentarea la tensiune de faz la tensiunea de linie duce la un salt al curentului mult redus fa de cazul pornirii prin conectare direct la reea. Metoda pornirii Stea–Triunghi este simpl i ieftin, i din aceast cauz are o gam larg de aplicaii, ca un compromis între criteriile tehnice i economice.

10.3. Protecia motoarelor electrice

Defectele ce apar în instalaiile electrice sunt foarte complexe, atât ca desfurare cât i din punct de vedere al efectelor pe care le pot produce în instalaiile electrice. Dei este posibil o împrire a defectelor dup cauza i natura lor, în practic este greu de distins crei categorii îi aparine defectul care a avut loc, dat fiind c cel mai adesea apar defecte combinate i nu se poate ti care a fost cauza i care efectul. Marea majoritate a defectelor constau în deteriorarea izolaiei ceea ce conduce la apariia unor scurtcircuite. Curentul de scurtcircuit având o valoare foarte mare supune echipamentul electric i consumatorii la efecte termice i electrodinamice importante i în acelai timp provoac o cretere a cderilor de tensiune pe toate impedanele pe care le parcurge, provocând astfel o scdere general a tensiunii în reea.

Echipamentele electrice de protecie au rolul de a limita efectele regimurilor de avarie pentru a proteja consumatorii, instalaiile i echipamentele electrice.

Cele mai importante aparate de protecie sunt: siguranele fuzibile, releele de protecie, declanatoarele i descrctoarele. Echipamentele de protecie trebuie s sesizeze apariia unui regim anormal de funcionare i s izoleze zona defect prin intermediul aparatelor de comutaie.

Pentru a fi eficient o protecie trebuie s fie sensibil, rapid, selectiv i cât mai sigur în funcionare. Eliminarea rapid i selectiv a defectelor ce apar în instalaiile electrice este impus de urmtoarele cerine: – necesitatea continuitii în alimentarea cu energie electric a consu-matorilor nedefeci; – protejarea consumatorilor de efectele distructive (din punct de vedere termic, electromagnetic i electrodinamic) ale regimurilor anormale (suprasarcin, scurtcircuit sau supratensiune); – protejarea operatorilor umani de efectele regimurilor anormale de funcionare a instalaiilor electrice;

– reducerea timpului de remediere a defectelor din instalaiile electrice.

88

Defectele cele mai des întâlnite la motoarele electrice sunt scurtcircuitele polifazate în înfurrile statorului, la bornele motorului sau în cablul de alimentare; puneri la pmânt ale unei faze scurtcircuite între spirele aceleai faze. La apariia acestor defecte, inând seama i de faptul c motoarele reprezint ultimul element al sistemului de la surs spre consumator, declanarea trebuie s fie instantanee.

Cel mai frecvent regim de funcionare este suprasarcina, determinat de creterea tensiunii sau a momentului rezistent. Acest regim trebuie eliminat dac el persist un anumit timp i de aceea se folosesc elemente de protecie temporizat.

La motoarele de putere mic i mijlocie, alimentate prin intermediul contactoarelor, se folosesc relee maximale de curent i relee termobimetalice care realizeaz protecia la scurtcircuite i suprasarcini (vezi figura 10.2)

În practic este des întâlnit cazul când protecia la suprasarcin este asigurat doar de relee termice i protecia la scurtcircuite de ctre sigurane fuzibile.

Figura 10.2 Caracteristica temporal de protecie la suprasarcin, supracurent i scurtcircuit a unui motor asincron

1. Caracteristica dependent a releului termobimetalic, 2. Caracteristica independent a releului electromagnetic, 3. Caracteristica dependent a siguranei fuzibile, 4. Caracteristica de stabilitate termic a motorului.

89

Caracteristica temporal de protecie, reprezentat prin linia îngroat, evideniaz modul de realizare al selectivitii proteciei. Astfel, pentru cureni ce depesc curentul nominal de pân la 7⋅In acioneaz protecia termic conform caracteristicii ei dependente (curba 1), la suprasarcini cuprinse între 7⋅In i (15 ÷ 20)⋅In acioneaz protecia electromagnetic într-un timp de ordinul sutimilor de secund, conform caracteristicii independente (curba 2) iar la scurtcircuite când curentul este mai mare de (15 ÷ 20)⋅In acioneaz siguranele fuzibile într-un timp foarte scurt, conform caracteristicii de protecie a acestora (curba 3).

Curba 4 reprezint caracteristica de stabilitate termic a motorului protejat. O protecie corect nu trebuie s intersecteze curba 4, dar nici s nu fie exagerat de deprtat de aceasta pentru a asigura un randament ridicat motorului.

10.4. Demaroare stea-triunghi Aparatele electrice cu care se poate realiza pornirea stea-triunghi a

motoarelor asincrone cu ratorul în scurtcircuit pot fi neautomate sau automate. Alegerea uneia din aceste variante depinde de regimul de funcionare a instalaiei acionate de motor i de gradul de automatizare.

Demaroarele stea-triunghi neautomate se realizeaz cel mai des cu comutatoare cu came.

Figura 10.3. Comutator cu came Stea – Triunghi

90

Aparatele de conectare se consider automate când cel puin una dintre acionri poate avea loc automat. De obicei deschiderea este automat (eventual comandat de ctre protecii) iar închiderea este fie automat fie comandat manual.

Demarorul stea-triunghi un echipament electric realizat ca o combinaie de contactoare i relee, i care este folosete în instalaiile electrice pentru a reduce curentul de pornire a motoarelor asincrone.

Pentru studiul pornirii i proteciei motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit în laborator se studiaz pe un stand didactic pornirea stea-triunghi a motorului AP71-2B de 0,55 kW.

Codul motorului este: AP – tipul de motor 71 – gabaritul motorului B – Varianta constructivB 2 – numrul de poli

Caracteristicile electrice ale motorului sunt prezentate în tabelul 10.1

Tabelul 10.1. Caracteristicile tehnice ale motorului AP71-2B

I [A] P kW

n min-1

220V 380V η %

cosϕ

n

P

MM

n

m

MM

n

P

II

GD2

daNm2 G kg

0,55 2820 2,2 1,25 79 0,89 1,9 2,2 5,5 0,00234 186

Figura 10.4 Demaror Stea – Triunghi Demarorul Stea – Triunghi este format din trei mini contactoare (un

contactor de reea K1M, un contactor Stea K3M i un contactor Triunghi K5M ) un releu de timp K1T:

91

- Contactorul de reea K1M este format din aparatul de baz tripolar cu contacte auxiliare DIL EM 10 (230V 50Hz) un contact normal deschis i modul cu contacte auxiliare bipolar 22DIL EM cu dou contacte normal deschise i dou contacte normal închise,

- Contactorul Stea K3M este format din aparatul de baz tripolar cu contacte auxiliare DIL EM 10 (230V 50Hz) un contact normal deschis i modul cu contacte auxiliare bipolar 02DIL EM cu dou contacte normal închise,

-Contactorul Triunghi K5M este format din aparatul de baz tripolar cu contacte auxiliare DIL EM 01 (230V 50Hz),

- Releu de timp K1T temporizat la acionare DIL ET 11-30-A.

Figura 10.5. Schema Electric Desfurat de for, comand i protecie a Demarorului Stea – Triunghi

F1 Modul disjunctor cu rol de întreruptor de c.a., declanator termobi-metalic i declanator electromagnetic (are rol de siguran automat),

F2 în poziia C releu termobimetalic protecie suplimentar, K1M, K3M i K5M contactoare electromagnetice cu rol de comutator

de reea K1M, Comutator Stea K3M, i comutator Triunghi K5M

92

K1T Releu de timp cu temporizare la acionare, S1/S2 buton acionare Pornire/Oprire, H2, H3, H4, H5, Lmpi semnalizare.

10.5. Probleme de urmrit Se face analiza morfologic a echipamentelor de pe standul de

laborator i se analizeaz schema bloc a demarorului stea-triunghi precizând rolul echipamentelor de comand i protecie.

Figura 10.6. Schema bloc a standului de laborator

Se efectueaz mai multe porniri stea-triunghi, pentru cel puin 3 temporizri diferite, msurându-se raportul Ip/In în fiecare caz.

Se vor face câteva declanri la suprasarcin prin modificarea Ireglat a releului termic i frânarea mecanic a motorului. Se va explica rolul funcional al echipamentelor de comand i protecie i criteriile de alegere a cestora.

Se vor compara caracteristicile tehnice ale demarorului de pe stand cu alte 3 variante de demaroare stea-triunghi.

93

Lucrarea nr. 11

ÎNTRERUPTOARE

DE MEDIE I ÎNALT TENSIUNE

11.1. Scopul lucrrii

Întreruptoarele electrice sunt echipamente de comutaie automate cu ajutorul crora se realizeaz operaiile necesare de conectare i de deconectare atât în condiii normale de lucru, cât i în condiii de avarie, a instalaiilor i reelelor electrice.

Scopu principale al acestor întreruptoare este conectarea i întreruperea curentului de sarcin normal, la intervenia voit a operatorului i întreruperea cât mai rapid, automat, a curenilor de scurtcircuit în urma comenzilor primite de la protecia prin declanatoare. La nevoie aceste întreruptoare trebuie s poa-t îndeplinii i operaia de reanclanare automat rapid, imediat dup prima de-conectare, sub aciunea comenzii primite de la dispozitivele RAR.

La medie i înalt tensiune se utilizeaz întreruptoare cu ulei, în vid sau cu SF6. Fiecare din aceste tipuri de întreruptoare are avantaje i dezavantaje specifice, care le recomand pentru aplicaii specifice.

Mecanismul de acionare ale întreruptoarelor are rolul de a transmite, în urma comenzii manuale sau electrice, energia de acionare la contactele mobile ale întreruptorului. Energia pus în joc de acest mecanism poate asigura viteza prescris a contactelor. De asemenea, mecanismul de acionare trebuie s menin întreruptorul blocat în poziia deschis sau închis, în toate condiiile de exploatare (vibraii, trepidaii).

Din punct de vedere al modului de înmaganizare i de eliberare a energiei, mecanismele de acionare ale întreruptoarelor de medie tensiune, pot fi:- mecanisme de acionare cu acumulatoare de energie în resoarte (MR, MRI, MRL)

- mecanisme de acionare cu electromagnet solenoidal sau mecanisme de acionare pneumatice (MOP).

Lucrarea îi propune analiza morfologic i funcional a întrerup-toarelor de medie i înalt tensiune, a caracteristicilor lor funcionale i a declanatoarelor ce asigur declanarea în caz de avarii.

11.2. Întreruptoare cu ulei Întreruptoarele cu ulei puin IUP i varianta lor întreruptoare orto-

jectoare IO, au performane ridicate datorit camerei de stingere cu întreruperi multiple pe faz, vitezei mari de deschidere a contactelor i a dispozitivului anticavitaional.

94

Întreruptoarele cu ulei puin se construiesc atât ca aparate de exterior, cât i ca aparate de interior, pentru toat gama de tensiuni i de puteri nominale de rupere, de la 10 kV i 100 MVA, pân la 750 kV i 60 000 MVA.

Funcionarea întreruptoarele cu ulei se bazeaz pe proprietatea uleiurilor minerale de a se descompune sub aciunea temperaturii înalte a arcului electric, degajând o mare cantitate de gaze (hidrogen peste 70%, metan, etilen etc). Presiunea creat, proprietatea hidrogenului de a fi bun conductor de cldur, precum i turbulena uleiului, exercit o puternic aciune de rcire i de de-ionizare a coloanei arcului electric, producând astfel stingerea acestuia la tre-cerea curentului prin valoarea zero (dup câteva semiperioade ale curentului).

Prin creterea cantitii de gaze descompuse i a presiunii din interiorul cuvei (poate atinge 6 ÷ 10 atm.), prin splarea continu a contactelor mobile cu ulei proaspt, care lucreaz ca un jet la piciorul arcului electric se realiza stinge-rea eficient a acestuia.

Din punct de vedere constructiv, camera de stingere a întrerup-toarelor cu ulei puin este, în general, prevzut cu discuri i alveole sau cu canale pentru circularea uleiului, în care stingerea arcului electric se poate efectua în una dintre urmtoarele trei variante: cu suflaj axial (longitudinal), cu suflaj transversal sau cu suflaj mixt.

În lucrare vom studia întreruptorul cu ulei puin ortojector IO-AP-12/1250 (fabricat la Electroputere Craiova), care este un întreruptor tripolar pentru clasa de izolaie 12 KV i cureni nominali 1250 A. Cei trei poli sunt independent montai pe un saiu comun. acionat de un mecanism cu resort MRI.

Un pol include elementele eseniale ale întreruptorului: calea de curent, care se compune din:

borna superioar contactul fix superior tija contactului mobil contactul inferior borna de curent inferior

elementele pentru stingerea arcului: camera de stingere camera de detent carterul superior vârful de contact inelul de protecie

elementele de izolare ca: tija izolant a contactului mobil cilindrii ozolani ecrane izolante

elemente legate de prezena uleiului ca: buoane de umplere buoane de golire garnituri

95

Figura 11.1. Întrerptor IO-AP-12/1250 debroabil

Carterul inferior împreun cu cilindrii izolani, formând elementele de rezisten mecanic a polului preiau reaciile mecanice ce apar în elementele lanului cinematic la transmiterea energiei de la mecanismul de acionare la contactul mobil. Manevrele de închidere i deschidere au loc prin deplasarea simultan în sus i jos, a contactelor mobile ale celor trei poli. Energia necesar este furnizat de mecanismul de acionare i în cazul acestui întreruptor este obinut de la o reea de aer comprimat. Stingerea arcului electric are loc pe principiul clasic al întreruptoarelor cu ulei puin, prin autosuflaj transversal i longitudinal de gaze i ulei.

La întreruptorul de medie tensiune studiat se folosete un mecanism de acionare cu acumulare de energie în resoarte, de tip MRI.

Elementele principale ale acestui mecanism sunt: - sistemul de acumulare al energiei - sistemul de transmitere a energiei - sistemele de clichetare i declichetare - sistemele de semnalizare i blocaj

Sistemul de acumulare al energiei se compune dintr-un motor electric conectat la reeaua de tensiune operativ ce transmite micarea axului principal printr-un sistem de transmisie (roi dinate i lan, sau angrenaj melc-roat melcat). Acumularea energiei se face în dou resoarte tensionate simultan în paralel. Dispozitivul permite i armarea manual operativ a resoartelor cu ajutorul unei manivele.

96

11.3. Întreruptoare cu vid Principiul de funcionare a întreruptorului cu vid este simplu. În vid rigi-

ditatea dielectric la tensiuni relativ mari (peste 15 kV) este asigurat la distane relativ mici între contacte (2,5 mm). La separarea contactelor arcul electric vaporizeaz metalul electrozilor. Vaporii metalici se difuzeaz rapid în vid, inând seama c presiunea este de 10-4 – 10-6 mm Hg i apoi se condenseaz în contact cu pereii recipientului. Astfel vidul se reface, iar aparatul este din nou în stare de funcionare.

Aceste aparate sau dezvoltat din necesitatea de a satisface cerinele din exploatare: necesitatea de a dispune de un aparat autonom (fr fluide i instalaii auxiliare), cu cheltuieli reduse de expolatare i capabil s deconecteze atât cureni mici inductivi cât i sarcinile capacitive, fiind superior celorlalte tipuri de întreruptoare de medie tensiune. Asemenea întreruptoare se construiesc pentru tensiuni nominale Un = 7,2 ÷ 25kV, cureni nominali In = 630 ÷ 2500 A i capacitai de rupere Ir = 8 ÷ 50 kA. Experimental sau construit întreruptoare cu vid de pân la 110 kV. În prezent, cercetrile pentru dezvoltarea întreruptoarelor în vid se diri-jeaz ctre: capcitate de rupere cât mai ridicat; capacitate de conectare cât mai ridicat, cu eliminarea pericolului de sudare a contactelor i eliminarea migrai-ei de material. Datorit distanei mici între contacte cu imposibilitatea unei frânri sau culisri într-o tulip conduce la pericolul vibraiei contactelor la închidere. Din aceast cauz, unele întreruptoare în vid au contacte din material dur (sinteriza-te de W) cu punct de topire ridicat. Dar un astfel de contact duce la întreruperea curentului înaintea trecerii naturale prin 0 i anume la valori de ordinul 50A, ceea ce determin supratensiuni de comutaie foarte importante. Prin realizarea unor contacte din combinaii de materiale, sau chiar utilizarea cuprului în forme speciale poate reduce curentul de întrerupere la valori mici, de exemplu 1A.

Întreruptorul în vid este indicat pentru deconectarea sarcinilor capacitive i în acest domeniu are o utilizare industrial larg, întrucât rigiditatea dielectric se reface în întreruptor extrem de rapid.

Cercetrile asupra arcului electric în vid arat c pân la aproximativ 10 kA arcul electric const din mai multe arcuri electrice elementare ale cror picioare au o mare mobilitate pe electrod. La valori mai mari ale curentului, aceste arcuri se unesc într-unul singur, care st fixat pe electrod, i deci cu efect termic local extrem de pronunat. Deci numai prin adoptarea unei construcii speciale poate rezista aciunii arcului electric deoarece i la valori mari ale curentului în arc, acesta se deplasez pe suprafaa electrodului. Întreruptorul în vid se fabric în serii la puteri mici i medii, de exemplu 300 MVA sau 12 kA la 14,4 kV cu un curent nominal de 600 A. Calitile de baz ale întreruptorului cu vid constau în rapiditatea acionrii, datorit distan-

97

ei mici între contacte, volumul mic ocupat în raport cu aparatele clasice, consu-mul redus de materiale active i lipsa de zgomot la deconectare.

Încastrarea întreruptoarelor în rin determin o rezisten sporit a polilor întreruptoarelor i asigur protecia antioc a acestora, împiedic acumularea prafului i umezelii. Întreruptorul în vid adpostete contactele i formeaz camera de întrerupere.

Structura compact asigur rezisten i fiabilitate mecanic. În afar de contactele de izolare i cablul cu conector pentru conectarea circuitelor auxiliare, versiunea demontabil este dotat i cu un dispozitiv pentru conectare i deconectare la/de la tabloul de distribuie, cu ua închis.

Figura 11.2. Secine prin camera de stingere al întreruptorului cu vid VD4

1 Picior/terminal 2 Protecie la rsucire 3 Burduf metalic 4 Capac întreruptor 5 Scut

6 Izolator ceramic 7 Scut 8 Contacte 9 Born 10 Carcas camer de stingere

98

Geometria special a contactelor în spiral genereaz un câmp magnetic radial în toate zonele coloanei arcului, concentrat pe circumferinele contactelor. În aceast situaie se autogenereaz o for electromagnetic i aceasta acioneaz tangenial, provocând o rotaie rapid a arcului împrejurul axei contactelor. Acest lucru înseamn c arcul este forat s se roteasc i s ating o suprafa mai larg decât cea a arcului contractat fix. În afar de minimizarea tensiunii termice în contacte, toate acestea duc la o erodare neglijabil a contactelor i mai presus de toate, întreruperea procesului este permis chiar i pentru cureni de scurtcircuit foarte mari. Mecanismul de acionare cu electromagnet (de tip EL) viteza mic a contactelor însotit de cursa redus i masa sczut limiteaz energia necesar pentru funcionare i prin urmare, garanteaz o uzur extrem de redus a sistemului.

Tehnologia actual a întreruptoarelor în vid prezint urmtoarele avantaje: - fr oxidare a contactelor

- întreruptor în vid încorporat în polii de rain - protejat împotriva ocurilor, prafului i umiditii - funcionare în condiii climatice variate - energie de întrerupere limitat - mecanism cu energie înmagazinat, cu dispozitiv - anti-pompare încorporat - adaptare simpl cu acesorii în gam complet - versiuni fixe i demontabile - dimensiuni reduse - poli turnai - soliditate i fiabilitate - mentenan redus - prevenirea funcionrii incorecte i periculoase.

Întreruptoarele în vid ABB sunt întreruptoare de curent zero i nu permit apariia tensiunilor tranzitorii de restabilire. Reducerea rapid a curentului i condensarea rapid a vaporilor metalici simultan cu trecerea prin zero a curentului înseamn c rigiditatea dielectric maxim între contactele întreruptorului poate fi restaurat în câteva microsecunde.

În figura 11.2 este prezentat o seciune transversal prin polul unui întreruptor VD4 (al firmei ABB), care are parametrii tehnici: tensiunea nominal Ur = 20kV, tensiune maxim la 50Hz Ud =50 kV, frecven nominal f =50 Hz, curent nominal normal In = 1000 A, capacitatea de rupere nominal Isc = Ir =20 kA, putere de închidere Pr =400 MVA.

Din analiza soluiei constructive a camerei de stingere se pot evidenia caracteristicile tehnice ale acesteia i principiul de stingere a arcului electric.

99

11.4. Întreruptoare cu hexafluorur de sulf Hexafluorura de sulf (SF6) este un gaz inert cu proprieti excelente de

izolaie. Datorit stabilitaii termice i chimice el ii menine caracteristicile pe un termen lung, asigurând un nivel înalt de siguran întreruptorelor.

Fiinde un gaz electronegativ (adic moleculele sale prezint o mare afinitate fa de electronii liberi, din combinaia lor rezultând ioni negativi, cu mas mare, având deci o mobilitate extrem de redus i devenind practic neutilizabili ca purttori de sarcin), SF6 îi pstreaz aceast proprietate pân la câteva mii de grade. Aceast proprietate determin tensiuni de strpungere mult superioare celor în aer, la aceai presiune. Acest gaz posed proprieti termice remarcabile: energie de disociere redus, temperatur de disociere redus i ca urmare, o constant de timp mai mic cu 2 ordine de mrime fa de cea a aerului. Aceste caliti dielectrice excepionale, permit distane reduse între electrozii sub tensiune, putere de rupere foarte ridicat, vitez mare de regenerare dielectric an spaiului dintre contacte dup ruperea arcului. SF6 nu atac materiale de construcie, cu excepia celor cu coninut de hidrogen i de aceea piesele izolante se construiesc din teflon. Fiind un gaz multiatomic (atomii de fluor aflându-se în vârfurile unui octaedru, iar cei de sulf în centrul octaedrului), aceast structur determin un important coeficient de dilatare volumic i ca urmare, într-o incint în care arde arcul electric presiunea gazului crete extrem de mult. Aceast proprietate este folosit în construcia întreruptoarelor numite cu „autostingere“. Pentru a evacua energia caloric produs de arcul electric se creaz o micare relativ între arcul electric se creaz o micare relativ între arc i gazul SF6 sau se utilizeaz cldura produs prin arc pentru a crea o diferen de presiune. Exist trei soluii posibile pentru a crea aceast micare relativ:

a) Tehnica de auto compresie Contactele arcului electric în separare antreneaz un piston. Gazul SF6

astfel comprimat este caracterizat printr-un tub izolat între contactele arcului. Aceste contacte, tubulare permit evacuarea gazului cald spre interior, gazul fiind rcit prin convecie forat. Acest procedeu este foarte eficace i permite de a rupe atât cureni slabi cât i cureni mari (50KA), deoarece efectul natural de auto-expansiune a gazelor calde spre regiunile reci ale mantalei provoac evacuarea lor rigid. De asemenea apare un alt efect benefic: creterea duratei de via a contactelor. Uzura contactelor arcului este foarte slab din cauza instabilitii picioarelor arcului în interiorul contactelor tubulare.

100

b) Tehnica arcului turnat Rotirea arcului între contactele circulare este provocat printr-un

câmp magnetic. Acest câmp este produs de un solenoid, parcurs în momentul deschiderii, de curentul propriu de rupere. Energia necesar pentru a sufla arcul este furnizat de reea. Comanda rmâne deci simpl i economic.

c) Tehnica de autoexpansiune Aceast tehnic folosete puterea disipat în arc pentru a crea o

cretere de presiune în interiorul unui volum de expansiune. Aceast diferen de presiune creaz un flux de gaz la traversrile tuburilor de evacuare. Aceasta permite de a rci coloana arcului i de evacua cldura.

Caracteristici principale ale acestor întreruptoare sunt: mentenan redus, numr mare de operri, durata mare de funcionare din punct de vedere electric i mecanic, comanda de distan, gama complet de accesorii, dispozitiv de control gaz , secvena de autoreînchidere.

Curirea compartimentului arcului electric de ctre gazul proaspt, face întreruptorul pregtit pentru un nou ciclu.

1 Terminal superior 2 Carcasa izolat 3 Cap eav explozie 4 Contact arc mobil 5 Contact principal mobil 6 Contact arc fix 7 Contact principal fix 8 Terminal inferior 9 Tij izolat 10 Gaz SF6 11 Filtru molecular

Figura 11.3 Seciunea unui pol HD4 a întreruptorului HAD -US cu SF6

101

Întreruptorului HAD -US cu SF6 (de la ABB) are în dotare echipa-mentul de baz:

- terminale de conectare, - mecanism de acionare manual, - indicator mecanic pentru arcul de închidere, - i de deschidere (încract/descrcat), - indicator mecanic pentru întreruptor deschis/inchis, - manivela de închidere i de deschidere, - conector pentru circuitele auxiliare, - cheie de blocare, - bobine de declanare, - grup de 5 contacte auxiliare deschis/inchis.

Întreruptoarele cu SF6 au dimensiuni reduse, nu necesit service, au siguran în exploatare, asigur puteri mari de rupere, nu prezint pericol de explozie dar preul de cost cu (10-20)% mai ridicat decât al întreruptoarelor cu ulei puin, ortojectoare. Sunt recomandate în special pentru înalt tensiune dar se folosesc tot mai mult pentru medie tensiune. Prezint totui dezavantajul c la temperaturi sub -10 Co i presiuni în jurul valorii 10 bar, SF6 trece în stare lichid. Acest lucru se poate evita dac în instalaiile cu SF6 pentru mediu exterior, presiunea nu depete (4-6) bar.

11.5. Probleme de urmrit Se vor identifica prile componente ale camerei de stingere cu ulei i

ale contactului tip tulip. Se vor identifica prile componente ale mecanismului de acionare cu

resoarte i se va reliefa rolul lor funcional. Se vor face câteva acionri ale mecanismului MRI, cu armare prin

servomotor i manual i declanri manuale si automate (prin comanda declanatoarelor electromagnetice.

Se va simula regimul RAR i protecia maximal de curent. Se vor identifica elementele constructive ale camerei de stingere cu

vid, specificându-se rolul lor funcional. Se va determina cursa contactului mobil a întreruptorului cu vid (i

se va compara cu cea a camerei de stingere cu ulei). Se va explica principiul arcului rotitor i cum s-a realizat connstructiv

acest lucru. Se va explica cinematica întreruptoarelor acionate prin MRI, i

modul cum se realizeaz RAR.

102

Rspundei la urmtoarele întrebri: Ce rol au întreruptoarele automate în reelele electrice? Ce variante constructive de întreruptoare se folosesc la medie i

înalt tensiune? Comparai caracteristicile tehnice ale întreruptoarelor cu ulei, cu vid

i SF6. Ce deosebiri constructive exist între cele trei tipuri de întreruptoare? Ce tipuri de declanatoare se utilizeaz? Ce rol are dispozitivul anticavitaional? Ce avantaje i dezavantaje au cele trei tipuri de întreruptoare? Cât este timpul de acionare a acestor întreruptoare? Caracterizai din punctul de vedere al mentenanei cele trei tipuri de

întreruptoare? Care sunt caracteristicile tehnice ale unui întreruptor electric de

medie sau înalt tensiune?

103

Lucrarea nr. 12

PROTECIA LA SUPRATENSIUNI

12.1. Scopul lucrrii

Dintre avariile ce apar în instalaiile i reelele electrice, conform statis-ticilor 27 % se datoreaz supratensiunilor atmosferice i de comutaie.

Producerea de supratensiuni periculoase este o problem cu caracter probabilistic. Poi s nu ai nici protecii nici probleme, sau poi s ai instalat sistemul de protecii i s nu existe supratensiuni.

Trznetele prin câmpurile electromagnetice puternice i respectiv curentul de trznet care însoesc descrcarea electric provoac cldirilor civile i industriale, reelelor electrice de alimentare cu energie electric i receptoarelor electrice pagube însemnate.

Ca parte component a reglementrilor de compatibilitate electromag-netic s-au editat mai multe standarde dedicate echipamentelor de protecie la supratensiuni de origine atmosferic.

Marile firme de echipamente electrice Möeler, ABB, Schneider, DEHN-SOHNE sau Siemens au dezvoltat game de descrctoare pentru instalaiile i reelele electrice.

Lucrarea îi propune analiza morfologic i funcional a acestor echipamente de protecie la supratensiuni i a caracteristicilor lor tehnice

12.2. Compatibilitate electromagnetic Se poate defini compatibilitatea electromagnetic care include toate

categoriile de perturbaii electromagnetice pe care receptoarele electrice le pot emite în funcionarea lor sau la care sunt supuse la conectarea lor la o reea electric aflat în funciune .

Pentru toate categoriile de receptoare electrice au fost definii parametrii de emisii i factorii poluani din punct de vedere electromagnetic (respectiv parametrii care definesc imunitatea receptoarelor la perturbaiile electromag-netice exterioare).

Compatibilitatea electromagnetic cuprinde: Interferena de Joas Frecven, Impulsuri Electromagnetice,

104

Impulsuri Electromagnetice de Trznet (având la origine descrcarea atmosferic)

Defeciune electrostatic, Interferena de Frecven Radio.

Trznetele prin câmpurile electromagnetice puternice i respectiv curentul de trznet care însosesc descrcarea electric provoac cldirilor, reelelor electrice de alimentare i respectiv receptoarelor electrice pagube însemnate.

Existena setului de reglementri privind emisia i imunitatea la poluarea electromagnetic permite productorilor de aparate s obin avantaje compe-titive prin reducere costurilor, datorit transferrii în sarcina echipamentelor special concepute a sarcinii de reducere a supratensiunilor care se propag prin reea.

Desccile electrice în apropierea instalatiilor electrice, prin tensiunile pe care le induc în circuitele electrice au efecte deosebit de periculoase (tabelul 12.1.).

Tabelul 12.1 Tensiuni induse de trznete produse la distane 0,1; 1 i 10 km.

Distane fa de lovitura de trznet [km]

Câmpul electromagnetic [V/m]

Tensiune indus într-un cablu de 1 m

10 110 20 1 1100 200

0,1 11000 2000 În reelele de medie tensiune efectele trznetelor sunt cel mai uor de

observat, fiecare furtun însoit de descrcri electrice provoac ieirea din funciune a unui numr impresionant de linii electrice de medie tensiune care sunt declanate sub aciunea proteciilor maximale de curent.

Condiiile de funcionare a proteciilor sunt asigurate prin conturnarea izolaiei sau de cele mai multe ori prin intrarea în conducie a descrctoarelor montate în liniile electrice aeriene (LEA).

12.3. Rolul descrctoarelor în instalaiile electrice Descrctoarele sunt aparate de protecie care pe lâng funcia

principal de limitare a supratensiunilor sunt capabile s reduc curentul de însoire la valori pentru care spaiul disruptiv devine izolant, fiind prevzute cu dispozitive speciale de stingere a arcului electric, imediat ce tensiunea a revenit la valori nepericuloase.

105

Rolul funcional al descrctorului electric este de a limita supratensiunile atmosferice i de comutaie într-o instalaie electric.

Exist 5 clase de descrctoare:

Clasa A - destinat montrii în reelele electrice;

Clasa B - destinat montrii în tablourile principale de distribuie ale cldirilor civile i industriale;

Clasa C - destinat montrii în tablourile secundare ale cldirilor;

Clasa D - destinat proteciei exterioare a receptoarelor electrice montân-duse imediat în amonte de acestea în apropierea punctului sau chiar în punctul de racordare la circuitele electrice de alimentare.

Clasa E - sistem de protecie prin eclatori care se realizeaz în interiorul unor aparate electrice.

Figura 12.1.Definirea tipurilor de curbe de încercare a descrctoarelor

106

Conform figurii 12.1 exist urmtoarele corelaii între clasa de descrctor i tipul curbei de încercare.

Clasa A 8/20 s Clasa B 10/350 s Clasa C 8/80 s Clasa D 8/20 s Notatia 10/350 s se citeste astfel: 10 = di/dt caracterizeaz panta

curbei, iar 350 s = timpul în care valoarea maxim a curentului se înjumtete.

Încercarea (conform SREN 50160) cu forma de und de curent 10/350 s este cea mai dur deoarece variaia curentului este rapid iar descrcarea dureaz de 4÷17,5 ori mai mult decât în cazul celorlalte clase.

i amplitudinea curentului la care trebuie s reziste descrctoarele de clasa B este impresionant la 100 kA. De fapt descrctoarele de clasa B se numesc i descrctoare de curent de trznet datorit misiunii lor de a descrca cea mai mare parte a energiei care însoete lovitura de trznet.

O corelaie inmportant o reprezint parametrii cerui pentru descrctorul de clasa A. Constatm c acesta are performane similare descratoarelor de clasa C i inferioare celor cerute pentru clasa B.

Descrctoarele de clasa A, C i D sunt definite ca descrctoare de supratensiuni.

Din punct de vedere economic este limitat utilizarea descrctoarelor de clasa A la supratensiuni în:

reducerea costurilor de exploatare LEA, reducerea nivelului supratensiunilor care se propag în instalaiile

interioare. Descrctoarele de clasa B trebuie s gestioneze supratensiuni de pân

la 6 kV i s asigure în aval supratensiuni reziduale de maxim 4 kV. Descrctoarele de clasa C admit supratensiuni de 4 kV i trebuie s

asigure în aval supratensiuni reziduale de maxim 2,5 kV. Descrctoarele de clasa D sunt realizate într-o form foarte mare de

variante constructive adaptate fiecrui tip de reea electric care este utilizat într-o instalaie, fiind de asemenea dimensionate pentru o gam foarte larg de trepte de tensiuni reziduale, corelate cu cerinele foarte diferite de imunitate ale diverselor tipuri de receptoare electrice la perturbaiile electromagnetice.

Descrctorul de clas B se amplaseaz în locul în care se dorete protecia unei instalaii cât mai aproape de intrarea circuitelor electrice într-o cldire.

107

Figura 12.2 Descrctoare de joas tensiune În cazul unui bloc de locuine probabil c ar fi o cheltuial inutil s

se monteze la fiecare abonat toat gama de descrctoare, ci raional ar fi s existe descrctoare de clasa B în firida general de distribuie, iar descrctoarele de clasa C vor fi montate lâng cele de clas B sau distribuite în firidele secundare .

Amplasarea descrctoarelor rezult în urma analizei tehnico-economice, rezultând din proiectarea instalaiei electrice a cldirii.

În cazul imobilelor individuale descrctoarele de clasa B pot fi amplasate în blocul de msura i protecie sau în primul tablou de distribuie din interiorul cldirii.

Prin avizele de racordare noi sau reactualizate, furnizorul de energie electric, trebuie s informeze clientul asupra necesitii echipamntelor de protecie la supratensiuni atmosferice i de comutaie (STA/C) astfel încât acesta s ia decizia amplasrii acestei protecii sau s-i asume contient riscurile lipsei acestor msuri de protecie .

Putem concluziona c descrctoarele de joas tensiune sunt dispozitive destinate s limiteze supratensiunile tranzitorii prin dirijarea spre pmânt a supracurenilor, limitând astfel amplitudinea supratensiunii la o valoare nepericuloas pentru instalaii i echipamente.

108

12.4. Descrctoare cu rezisten variabil Pentru protecia la supratensiuni atmosferice a liniilor electrice se

folosesc pe lâng descrctoare i eclatoare care sunt mai simple constructiv (i deci mai ieftine) dar nu conin elemente de stingere a arcului electric i deci utilizarea lor este posibil doar alternant cu descrctoare.

Pentru tensiuni joase (Un1000V) descrctorul are un singur eclator. Pentru tensiuni medii, eclatorul este înglobat în rezistena neliniar,

care întocmai unui divizor de tensiune, asigur o egal repartizare a tensiunii pe intervalele disruptive.

La tensiunea nominal, în absena unei supratensiuni din geometria construciei i neuniforma intensitate a cîmpului electric se realizeaz o stare de preionizare în zone imediat apropiate intervalelor disruptive.

Pentru tensiuni continue relativ joase (Un=1000-3000V), eclatorul este prevzut cu un sistem de suflaj magnetic, care introduce arcul electric.

Figura 12.3. Locul descrctorului într-o reea electric

a). Între neutrul unui transformator i pmînt (o und de supratensiune, care ar ptrunde în transformator se poate reflecta în locul de modificare a impedanei, adic în punctul neutru).

b). Între linia aerian i pmînt, în posturile de transformare. c). La intrarea unei linii aeriene într-o staie de conexiuni sau de

transformare. d). La conexiunea prin cablu a unui motor electric.

109

Pentru tensiuni înalte i foarte înalte, descrctorul este construit din module conectate în serie. De exemplu pentru un modul de circa 8-10 kV, descrctorul cuprinde mai multe eclatoare de amorsare i stingere, conectate în serie cu un subansamblu format dintr-o bobin de suflaj i rezistene neliniare.

Figura 12.4 Descrctor cu rezisten variabil

1-coloana de eclatoare; 2- rezistena neliniar cu rol de divizor de tensiune; 3- rezistena neliniar principal; A,B- bornele aparatului.

Fiecare modul este untat de o rezisten neliniar, care asigur repartizarea uniform a tensiunii pe module. La tensiuni Un>245 kV, fiecare modul este prevzut cu un condensator C (50÷100 pF), pentru a asigura o repartiie mai uniform a tensiunii pe module.

Principalele elemente constructive ale unui descrctor cu reyisten variabil sunt prezentate în figura 12.4. Coloana de eclatoare, a cror numr depinde de tensiunea nominal a reelei. Pentru reelele de joas tensiune descrctorul are un singur eclator. Rezistenele neliniare, care asigur repartizarea tensiunii în mod uniform pe spaiile disruptive. Rezistena neliniar principal, format din înserierea mai multor discuri realizate din carbur de Si sau oxid metalic (ZnO 90%; Bi2O3 ; CoO). Dup conducerea la pmînt a sarcinilor electrice ale descrcrii, eclatoarele îi conserv ionizarea, iar prin descrctor va trece

curentul de

însoire.

110

Rezistena neliniar se prezint sub form de discuri cu diametrul de 75-100 mm i grosime 15-20 mm. Caracteristic pentru disc este dependena neliniar între tensiune i curent.

La creterea tensiunii, din cauza neliniaritii accentuate a rezistenei, aceasta trece în starea de conducie i astfel se limiteaz tensiunea la borne.

12.5. Probleme de urmrit Se vor identifica prile componente ale unui descrctor cu rezisten

variabil. Se vor identifica prile componente ale descrctoarelor automate de

joas tensiune. Se va determina caracteristica temporal de protecie a unui

descrctor de clas B. Rspundei la urmtoarele întrebri: Ce rol au descrctoarele în indstalaiile electrice? Ce clase de descrctoare cunoatei? Unde se amplaseaz descrctoarele într-o instalaie electric? Ce variante constructive de descrctoare cunoatei? Comparai caracteristicile tehnice ale diverselor variante constructive

de descrctoare. Ce deosebiri constructive exist între cele trei tipuri de întreruptoare? Care sunt caracteristicile tehnice ale unui DRV?

111

BIBLIOGRAFIE

1. Cernat M.,”Curs de aparate electrice”, Editura Universitatea Transilvania, Braov, 1999

2. Conecini I. „Calitatea energiei electrice”,Editura Tehnic, 1997.

3. Davies T. „Protection of industrial power systems”, Editura Butterworth Heinemann, 1998.

4. Delapeta M., Deaconu S., Iagr A. „Echipamente electrice”, vol.I i II, Centrul de multiplicare al U.P.T., 2000.

5. Deleega I., „Aparate electrice”,Litografia Universitii Tehnice, Timi-oara, 1993.

6. Hortopan Gh., „Aparate electrice de comutaie”, Ed. Tehnic, Bucureti, 1993, 1996.

7. Hortopan Gh., „Compatibilitate electromagnetic”, Bucureti, Editura Tehnic, 1996.

8. Hosch W., Hanschild W., „Izolaii de înalt tensiune în hexafluorur de sulf”, Editura Tehnic, Bucureti, 1994.

9. Leca M., Calistru N.C. , Mihai I., Pal C., „Protecia sistemelor electroenergetice”, Ed. Crengua Gâldu, Iai 1996.

10. Moldovan L.,”Echipamente electrice”, Editura Universitatea Tehnic, Timioara, 1995

11. Oprea L., Ivacu C., „Automatizri i protecii prin relee în sistemele electroenergetice”, Editura Universitatea Tehnic, Timioara, 1994.

12. Popescu L., „Instalaii i echipamente electrice”, Editura Alma Mater, Sibiu, 2004.

13. Popescu L., „Aparate electrice”, vol. II, Editura Alma Mater, Sibiu, 2003.

14. Popescu L., „Echipamente electrice”, vol.II, Editura Alma Mater, Sibiu, 2008.

15. Vasilievici Al., „Aparate i echipamente electrice, vol II”, Ed. Mitricel Sârbu & Co, Sibiu, 1996.