Universitatea DUNAREA DE JOSGALAI Facultatea de AUTOMATIC,CALCULATOARE, INGINERIE ELECTRIC IELECTRONIC SpecializareaELECTROMECANIC PROIECTPTFI NTRERUPTOARE CU ULEI PUIN ndrumtor:Student:Prof.dr.ing. FETECU GrigoreCOMAN Daniel-RobertGrupa 2441, AN IV - EM -2012- CUPRINS Cap.1. Generaliti 1.1.Clasificare 1.2.ntreruptoare cu ulei mult 1.3.ntreruptoare cu ulei puin Cap. 2.Construcia ntreruptoarelor cu ulei puin.Caracteristici.Funcionare. 2.1.Caracteristici constructive i funcionale. Parametri nominali. 2.2.Construcia i funcionarea ntreruptoarelor de tip IUP Cap.3.Fabricarea ntreruptoarelor cu ulei puin 3.1. Procesultehnologicde fabricaie a contactelor electrice. 3.2. Procesultehnologicde fabricaie a izolatoarelor electrice. 3.3. Procesultehnologicde fabricaie a camerelor de stingere. Cap.4.Tehnologia de asamblare a ntreruptoarelor cu ulei de tip IUP. 4.1. Procesul tehnologic de asamblare a principalelor pri constructive. 4.2.Asamblarea general a ntreruptorului I0-220. 4.3. Mecanismul de acionare oleopneumatic MOP-1. Cap.5.ncercrile i verificrile ntreruptoarelor. Cap.6.Tehnologia de reparare a ntreruptoarelor de tip IUP Cap.7.Concluzii. Cap.8.Bibliografie. Cap.9. Anexe. ntreruptoare de medie i nalt tensiune de tip IUP Cap. 1.Generaliti ntreruptorul este un aparat electric de comutaie destinat nchiderii i deschiderii circuitelor electrice cnd acestea sunt parcurse, fie de cureni normali de lucru, fie de cureni anormali cum sunt cei de suprasarcin sau de scurtcircuit. Funcia cea mai important a unui ntreruptor este deschiderea automat a circuitelor electrice n momentul apariiei scurtcircuitelor. Importana acestei funciuni const n faptul c, n acest mod, se asigur ntreruperea poriunii de reea defect ntr-un timp ct mai scurt, prevenindu -se astfel avarierea i distrugerea echipamentelor electrice datorit curenilor de scurtcircuit. Cap1.1.Clasificare Dupnumrul de poli: - monopolare - bipolare- tripolare. Dup felulinstalaiei: - de interior - de exterior . Dupniveluldeizolaie -cu izolaie normal - cu izolaie mrit. Dup tensiunea nominal: -dejoas tensiune -demedie tensiune -denalt tensiune. Dup mediul de stingere : -ntreruptoare cu mediu de stingere gazos: cu aer comprimat, cu hexaflorur de sulf; -ntreruptoare cu mediu de stingere lichid; -ntreruptoare cu mediu de stingere solid: cu material solid gazogenerator; -ntreruptoare cu vid. ntreruptoarelecu lichid sunt: ntreruptoare cu ulei mult ntreruptoare cu ulei puin ntreruptoare cu apa. Cap1.2.ntreruptoare cu ulei mult

ntreruptoarele cu ulei mult au fost primele pe scara evoluiei(1920). Utilizarea uleiului pentru stingerea arcului electric ct i pentru izolarea cilor de curent necesita cantiti mari de ulei. Datorit cantitii mari de ulei se opereaz greu cu acest tip de aparat, uleiul fiind un combustibil, e supus probabilitii de a exploda. Uleiul din cuva metalica se descompune sub influena energiei din arc formnd gaze i vapori de ulei n amestec la presiune ridicat favoriznd stingerea deoarece are conductibilitatea termic de 17 ori mai mare ca a aerului i prezint o cdere de tensiune pe unitatea de lungime a arcului electric de cca. 13 ori mai mare dect a arcului electric produs n aer. Dac nu se stinge arcul electric volumul gazelor se tot mrete i ntreruptorul e supus pericolului de explozie datorit presiunii din camera de stingere. Datorit formrii carburii de cupru din acetilena rezultat n urma arcului electric format n ulei i al cuprului se evit folosirea acestor tipuri de ntreruptoare fiind instabile exploziv i foarte poluante. Actualmente nu se mai folosesc. Cap1.3.ntreruptoarele cu ulei puin ntreruptoarele cu ulei puin au luat locul celor de mai sus. Volumul mic de ulei este folosit numai la stingerea arcului electric iar , izolaia pieselor aflate sub tensiune fiind asigurat de aer i al materialelor dielectrice, ceramice sau organice.La noi n ar uzinele Electroputere Craiova au fabricat ntreruptoare cu ulei puin ntr-o gam larg de tensiuni i capacitate de rupere, n dou serii: a) ntreruptoare cu ulei puin de medie tensiune: ntreruptoare tip IUP-M10-20/630,1000 ntreruptoare tip IO 10-20kV/630,1250,2500,4000 b) ntreruptoare cu ulei de nalt tensiune ntreruptoare IUP - 35 ntreruptoare IUP -110 ntreruptoare IO 110, 220,400 n cele ce urmeaz se vor prezenta numaintreruptoarele de tip IUP. Cap.2.Construcia ntreruptoarelor IUP. Caracteristici. Funcionare. Mai jos se va descrieconstrucia ntreruptoarelor de tip IUP,se vor da caracteristicile funcionale precum i definirea parametrilor caracteristici. Cap. 2.1Caracteristici constructive i funcionale. Parametrii nominali. Principalii parametri nominali ai ntreruptoarelor de nalttensiune sunt: 1. Tensiunea nominal, [kV]. Reprezint tensiunea de funcionare n regim nominal a echipamentului i corespunde valorii maxime de serviciu a tensiunii reelei. Tensiunea nominal a ntreruptoarelor de nalt tensiune fabricate i utilizate n Romnia, are una din valorile: 123,245,420 kV (valoare efectiv, msurat ntre faze); 2.Nivelulizolaieinominal . Se exprim prin valoarea tensiunii de inere la und normal de impuls de 1,2/5 s, la care se adaug fie tensiunea de inere la supratensiuni de frecven industrial (pentru 1 kV < Un < 300 kV), fie tensiunea de inere la und normal de impuls 250/2500 s (pentru Un> 300 kV); 3.Curentul nominal n serviciu continuu. Are valorile limitate de temperaturile admisibile ale cilor de curent, stabilite pentru solicitarea termic de lung durat. Intensitatea curentului nominal poate lua una din valorile: 400-630-800-1250-1600- 2000-2500-3150-4000-5000-6000A. Valorile nominale ale tensiunii i intensitii curentului sunt date pentru frecvena nominal, care poate fi de 50 Hz sau de 60 Hz. 4.Capacitatea nominal de rupere la scurtcircuit. Este definit ca valoarea maxim a intensitii curentului de scurtcircuit pe care ntreruptorul l poate ntrerupe funcionnd la tensiunea nominal i n condiii prescrise privind tensiunea tranzitorie de restabilire. Capacitatea nominal de rupere la scurtcircuit se exprim prin dou valori ale curentului de rupere, msurate n momentul separrii contactelor; valoarea efectiv a componentei periodice, Ipr, respectiv valoarea componentei aperiodice, considerat procentual, prin raportare la valoarea de vrf Ipr Aprecierea capacitii de rupere la scurtcircuit se poate face i n funcie de puterea de rupere, SPr, definit prin relaia:

unde Un este tensiunea nominal. Drept parametri ai unui ntreruptor se consider de asemenea capacitile nominale de rupere privind ntreruperea liniilor electrice aeriene i n cablu funcionnd n gol, ntreruperea n cazul discordanei de faz i ntreruperea bateriilor de condensatoare. 5.Capacitatea nominal de nchidere la scurtcircuit, IL. Reprezint valoarea de vrf maxim a curentului de scurtcircuit (curent de oc) pe care ntreruptorul l poate stabili fr sudarea contactelor, sau alte degradri mecanice. ntre capacitile de nchidere, respectiv rupere la scurtcircuit exist relaia: IL=2,5Ipr Verificarea condiiei privind capacitatea de nchidere nominal la scurtcircuit coincide cu ndeplinirea condiiilor referitoare la stabilitatea electrodinamic a ntreruptorului . 6.Durata admisibil nominal de meninere a curentului de scurtcircuit . Precizeaz valoarea admisibil a solicitrii termice la scurtcircuit a ntreruptorului i reprezint intervalul de timp n care cile de curent pot suporta un curent de scurtcircuit avnd intensitatea Ipr; valorile standardizate ale acestei durate limitate de momentul atingerii temperaturii admisibile la scurtcircuit sunt de 1 s i 3 s. 7.Secvenanominal de manevre.Reprezint posibilitile admise pentru acionarea ntreruptorului n caz de defect (scurtcircuit). ntreruptoarele fabricate n Romnia trebuie s execute, n general, urmtoarele secvene de manevre: a) D- 180 s - ID- 180 s - ID, pentru ntreruptoarele ce nu funcioneaz n regim de reanclanare automat rapid (RAR); b) D 03 s ID 180 s ID (ID-15 s-lD), pentru ntreruptoarele ce urmeaz s funcioneze n ciclu RAR. D reprezint operaia de deschidere, iar ID o operaie de nchidere, urmat imediat de deschiderea ntreruptorului. 8.Durata nominal de nchidere.Este intervalul de timp dintre momentul n care mrimea ce lucreaz asupra dispozitivului de acionare al ntreruptorului atinge valoarea de lucru i momentul n care contactele de lucru ale ntreruptorului se nchid, stabilind circuitele pe toi polii. 9.Durata nominal de deschidere. Este intervalul de timp dintre momentul n care mrimea ce lucreaz asupra dispozitivului de acionare al ntreruptorului atinge valoarea de lucru i momentul n care contactele ntreruptorului se separ, ntrerupnd circuitele la toi polii. 10.Durata nominal de ntrerupere.Este intervalul de timp n care mrimea ce lucreaz asupra dispozitivului de acionare atinge valoarea de lucru i sfritul circulaiei de curent la toi polii. Durata nominal de ntrerupere reprezint suma dintre durata nominal de deschidere i durata arderii arcului electric de deconectare. Problemele fundamentale n construcia, funcionarea i exploatarea ntreruptoarelor sunt: - problema contactelor;- problema comutaiei;- problema izolaiei; - problema siguranei n funcionare. Cap.2.2 Construcia i funcionarea ntreruptoarelor de tip IUP n figura 1 se arat schia simplificat a unui ntreruptor cu ulei puinde tipIUP-110kV . Schema cuprinde principalelepri componente ale unui astfel de ntreruptor : asiu de susinere cu dispozitiv de acionare Modul carter iizolatorinferior Tija izolant de acionare Bloc contacte fix (tulipa) i mobil Camera de stingere cu ulei puin Modul izolatorsuperior Cilindru izolant Borne de conectare superioar i inferioar. Fig.1.Schia simplificat a unui ntreruptor IUP- 110kV

n anexa A2 este prezentat o seciune detaliat a unui astfel de ntreruptor. Construcia acestor ntreruptoare se caracterizeaz printr-un grad nalt de modularizare i tipizare. ntreruptoarele IUP de tip IO de nalt tensiune se caracterizeaz printr-un nalt grad de tipizare, ntreaga serie (Un = 110, 220, 400 kV) avnd la baz o singur camer de stingere modul, cu parametrii U=85 kV, ln= 1600 A, Ipr = 31,5 kA. Sunt echipamente cu comand unipolar, fiind realizate cu poli independeni, fiecare pol avnd mecanism de acionare propriu. Pentru tensiuneanominal de 110 kV exist variante att bipolare ct i tripolare, cu un singur mecanism de acionare fiind posibil comutarea a doi, respectiv trei poli.Mecanismul de acionare este cu comand oleopneumatic, de tip MOP. Stingerea arcului electric n camera modul se obine pe seama expandrii uleiului, deionizarea coloanei arcului fiind activat sub aciunea suflajului combinat, longitudinal i transversal, produs de cureni turbuleni de ulei i vapori de ulei. Acest proces se face n camera de stingere pe seama suflajului. La deconectare, prin deplasarea tijei 1 a contactului mobil, figura 2, extremitile arcului electric sunt preluate de inelul 3, respectiv de vrful tijei 1, ambele confecionate din aliaj Cu-W, rezistent la uzur electric. Alungirea arcului electric n camera de stingere conduce la expandarea uleiului, proces care iniiaz un autosuflajlongitudinal intens de gaze i vapori de ulei, dirijat n sens contrar deplasrii tijei contactului mobil; aceti compui prsesc volumul uleiului, trecnd prin jiclorul de eapare 5 n camera de detent 6, incint n care gazele se rcesc, parial fiind eapate n atmosfer, iar vaporii condenseaz; uleiul rezultat este recirculat prin valva cu sens unic 7 n camera de stingere. Dup ce contactul mobil 1 elibereaz orificiile transversale 13, prin acestea se produce detenta gazelor ce nsoesc arcul electric, presiunea scznd brusc; drept urmare are loc expandarea uleiului reinut n niele circulare 14, arcul electric fiind supus astfel unui suflaj transversal de cureni turbuleni coninnd ulei i vapori, sub aciunea cruia se obine stingerea definitiv. Durata de ardere a arcului electric este de 10-K30 ms. ntreruptoarele de nalt tensiune tip IO sunt prevzute cu piston diferenial anticavitaie (fenomenul de cavitaie const n formarea unei pungi vidate n urma tijei contactului mobil, care mpiedic accesul uleiului la extremitatea arcului). Dispozitivul anticavitaional, figura 2 este constituit din pistonul 12 care, sub aciunea resortului 11, urmrete pe o curs limitat deplasarea tijei 1 a contactului mobil, injectnd ulei la extremitatea arcului electric. a) b) Fig.2 Schia pentru descrierea funcionrii unuiIUP a)Seciune prin camera de stingere IUP ; b)Mecanism de acionare de tip MOP. Camerele de stingere modul sunt susinute de ctre ansamblul mecanism,aflat n construcia ntreruptorului. Acest ansamblu bloc conine un mecanism biel-manivel9, care transmite micarea de la dispozitivul cu dublu efect 2, la tija 1 a contactului mobil i un mecanism de zvorre, prevzut cu resortul tumbler 4. La sfritul cursei de deschidere, micarea tijei 1 este frnat de amortizorul 7. Celelalte notaii au urmtoarele semnificaii: 3, 5- buoane de umplere, respectiv golire, 6- carter, 8- vizor striat, 10- tij de ghidare. Gama ntreruptoarelor tip IO(ntreruptor ortojector) de nalt tensiune se obine prin conectarea n serie a unui numr convenabil de camere de stingere modul, izolaia fa de pmnt asigurndu-se prin coloanele electroizolante, de asemenea tip modul. Astfel, pentru ntreruptorul de 123 kV, figura3 a, sunt utilizate camerele de stingere 1, 2, avnd contactele n senate i prevzute cu bornele de racord 3; izolaia fa de pmnt este asigurat prin coloana electroizolant 4, cu 5 fiind notat mecanismul de acionare cu comand oleopneumatic. n figurile 3 b i 3 c sunt reprezentate grafic construciile corespunztoare unui pol pentru ntreruptoarele I0-245 kV/1600 A (cu patru camere de stingere i tot attea locuri de ntrerupere pe pol), respectiv I0-400 kV/1600A, avnd ase camere modul nseriate; notaiile au specificaiile de la figura 3 a. n paralel cu camerele modul se conecteaz condensatoare, curol de uniformizarea cderilor de tensiune pe acestea, n diferite regimuri de funcionare. Fig.3.(a,b,c) .Gama constructiv a ntreruptoarelor de tip IUP Problemele fundamentale n construcia, funcionarea i exploatarea acestor ntreruptoaresunt: problema contactelor;problema comutaiei;problema izolaiei; problema siguranei n funcionare.Solicitri ale ntreruptoarelorn funcionare sunt: solicitri termice pe seama efectului Joule-Lenz ; solicitri mecanice datorate forelor sau cuplurilor electrodinamice ; solicitri specifice comutaiei, datorate amorsrii, arderii i stingerii arcului electric . innd cont de aceti factori fabricarea ,exploatarea i ntreinerea ntreruptoarelor de tip IUP este destul de complex . Cap. 3. Fabricarea ntreruptoarelor cu ulei puin Fabricarea acestor ntreruptoare este grupat dup tipul i mrimea acestora astfel nct s se obin produse cu caliti superioare , specializarea raional a produciei precum i mecanizarea , automatizarea i robotizarea diverselor faze ale procesului tehnologic pentru realizarea acestora. Procesul de fabricaie a ntreruptoarelor presupune realizarea urmtoarelor operaii: A. Tehnologia de fabricaie a suportului; B. Tehnologia de fabricaie a modulelor izolante inferior i superior; C. Tehnologia de fabricaie a camerelor de stingere cu ulei puin; D. Tehnologia de fabricaie a contactelor de lucru i de legtura cu exteriorul; E. Tehnologia asamblrii i ncercrile ntreruptoarelor; F. Instalarea i punerea n funciune a ntreruptoarelor. Fabricaia se face conform unuiflux de fabricaie . Fluxul reprezint succesiunea operaiilor tehnologice prin care trec materiile prime, materialele, semifabricatele, subansamblele etc. n procesul de fabricaie a unui produs sau de execuie a unei lucrri. n funcie de soluiile adoptate se cunosc trei tipuri de fluxuri tehnologice : - de tip orizontal (ce se pot realiza n trei variante: longitudinal, transversal i mixt); - de tip vertical; - de tip mixt (orizontal-vertical). Fluxul tehnologic se determin n cadrul elaborrii planului general de organizare a ntreprinderii industriale pentru fabricarea aparaturii electrice. Pentru realizarea acestor ntreruptoare se ntlnesc toate cele trei tipuri de fluxuri tehnologice. n cele ce urmeaz se descriu succint cteva exemple de procese de fabricaie a elementelor componente a ntreruptoarelor electrice. Cap.3.1.Procesultehnologicde fabricaie a contactelor electrice ntreruptorul cu ulei puin are n componena sacontactemobile i contacte fixe confecionate din aliaj Cu-W (rezistent la uzura electric) care se arginteaz pe suprafaa lateral,n zonele de contact. Pentru confecionarea contactelor din material tras sub form de srme sau bare se ntrebuineaz, n principiu, trei procese tehnologice: refularea la rece, la prese de refulat; presarea la cald, cu ciocane de presat, pe maini orizontale de forjat sau la prese; strunjirea, pe strunguri automate sau strunguri revolver; acest ultim procedeu conduce la un consum ridicat de material, avnd si o productivitate sczut. Contactele astfel realizate sunt confecionate pentru intensiti foarte mari. Pentru a asigura o bun funcionare a aparatelor electrice se utilizeaz pentru construcia contactelor electrice materiale ce satisfac cerinele impuse de regimurile de funcionare i anume: rezistivitatea redus, rezisten de contact mic, stabilitate ridicat contra oxidrilor, sudurii i uzurii, proprieti elastice bune. Dintre metalele, aliajele i amestecurile folosite se utilizeaz cel mai frecvent: cuprul electrolitic (CuE) cu stri de ecruisare HA, HB i OL tare, sub form de benzi, bare, evi, table, srm sau lingouri, STAS 270-74; argintul electrolitic pur (AgE) i aliajele lui cu metale nobile, sub form de srm, benzi si table, STAS 270-74; bimetale cu argint-cupru sau argint-oel, laminate mpreunsub form de srm, benzi sau bare; aluminiu electrolitic (AlE) i aliajele sale (Al-Mg-Si, Al-T-Si); wolfram W, sub forma contactelor sinterizat; materiale metaloceramice, obinute din pulberi presate i tratate termic la temperaturi nalte, sub form de plci i discuri; almuri, mai ales turnate, pentru piese de form complicat, care cer o rezisten mecanic ridicat i fore de frecare reduse la contactele alunectoare; compoziii din crbune-cupru grafitat, turnate n diferite forme; metale rare i aliajele lor. Alegerea corect a materialului din care se confecioneaz un contact electric trebuie s aib n vedere : - proprietile mecanice i electrice; - considerente economice. Cap. 3.2. Procesultehnologicde fabricaie a izolatoarelor electrice ntreruptorul cu ulei puin are n componena sa module izolatoare precum imodulul camerei de stingere. Pentru fabricarea componentelorelectroizolante care intr n construcia echipamentelor electrice de nalt tensiune, cum ar fi distanierele, tijele, prghiile, suporturile etc. pentru care nu se cere o precizie dimensional deosebit, se utilizeaz cel mai frecvent procedeul turnrii la rece a rinilor epoxidiceutilizndu-se forme din PVC, simple sau profilate, fr a fi necesar utilizarea demulanilor. Temperatura de lucru la turnare la rece a rinii epoxidice este cuprins ntre 20-80 C. Procesul de turnare are loc la presiune normal, piesele rmnnd n cochil circa 6 ore. Dup decofrare, piesele electroizolante se las timp de 20-25 ore la temperatura mediului ambiant pentru polimerizare. Piesele electroizolante avnd ca suport pnza de sticl i realizate sub turnare sub vid prezint proprieti mecanice i dielectrice foarte bune. Ele se confecioneaz sub diverse forme, cele mai uzuale fiind barele, evile, tuburile, plcile i se utilizeaz n principal n construcia ntreruptoarelor de medie si nalt tensiune, ca tije electroizolante, cilindrii electroizolani, camere de stingere. Piesele obinute prin acest procedeu pot fi strunjite, gurite, filetate, lustruite, lcuite i vopsite. Materialul de baz este estura de sticl, cu o mpletitur avnd un numr de ochiuri determinat pe unitatea de suprafa, cu fir simplu sau dublu rsucit. Pnza de sticl trebuie s aib o transparen adecvat care s asigure impregnarea corect, uniform, cu rezultate favorabile n ceea ce privete etanarea la uleiul mineral sau aerul comprimat i rezisten mecanic la presiunile ridicate ce apar la stingerea arcului electric. n ar a fost asimilat, pnza de sticl tip ROVING, firele folosite la tesere avnd diametrul de (10-13,7 m), adaosul de compui siliconici fiind sub 1%. Pentru confecionarea cilindrilor simpli, pentru camerele de stingere se folosesc: dornuri metalice; maini de nfurat cu presor drept; cochil metalic, n care se introduce dornul metalic nfurat n estur de sticl; main de mandrinat, ce permite extragerea dornului din interiorul cilindrului impregnat. Se nfoar un strat de estur de sticl, dup care las presorul cu o for de 2 kgf/cm2, reglat prin reductorul de presiune al mainii. Se nfoar pnza pe dorn. Se introduce dornul nfurat prin rotire n cochil, dup care se centreaz prin bride Ultima operaie o constituie lcuirea cilindrilor, prin care se asigur acoperirea superficial cu un strat electroizolant stabil i etan la umezeal. Impregnarea insuficient cu rin a ochiurilor pnzei de sticl cu implicaii asupra etanrilor. Acesta se poate datora fie: a) insuficientei fluiditi a rinii (din cauza temperaturii prea sczute sau a duratei prea lungi de amestecare); b) calitatea necorespunztoare a pnzei de sticl (ochiuri prea mici sau prezena unor enzime n estur); c) vidului i presiunii de lucru cu valori sau durat necorespunztoare, etc. Metoda pentru determinarea aplicrii unei tehnologii corecte de impregnare este cntrirea. O alt defeciune poate aprea cnd cilindrul conine prea mult rin i puin pnz, ceea ce reduce considerabil rezistena mecanic a cilindrului. Se recomand cntrirea nainte de impregnare cu refacerea corespunztoare a nfurrii. Ultima operaie o constituie lcuirea cilindrilor, prin care se asigur acoperirea superficial cu un strat electroizolant stabil i etan la umezeal. Fabricaia modulelor izolatoarese poate facedin mase ceramice,rini epoxidice etc. Procesul de fabricaie a izolatoarelor ceramice (porelan) cuprinde urmtoarele operaii tehnologice: prepararea pastei; modelarea; uscarea; aplicarea glazurii; arderea; prelucrrile dup ardere; armarea; ncercrile de control final. Cap. 3.4.Procesultehnologicde fabricaie a camerelor de stingere Pentru executarea camerelor de stingere pentru ntreruptoare de medie si nalt tensiune se folosesc materialele de umplutur cum sunt talcul i praful de cuar (Un 30 kV), respectiv fibrele de sticl pentru tensiuni de serviciu peste 30 kV. Plcile sub form de discuri se prelucreaz cu atenie astfel nct s nu prezinte exfolieri i bavuri la margini. Se sorteaz discurile i se nltur cele necorespunztoare; verificarea dup tanare se face vizual, tana fiind astfel proiectat nct s asigure configuraia discului conform desenului de execuie. Se rebuteaz discurile la care apar defecte de material, exfoliere. Montarea discurilor n ansamblul camerei de stingere, utiliznd o plac de baz n care se nurubeaz prezoanele de strngere ale camerei de stingere. Se verific perpendicularitatea acestora pe placa de baz. Se introduce camera n dispozitivul de presat i se verific cota de nlime H, dup care se strng piuliele pe prezoane. Prezoanele se execut din poliamid electrotehnic prin injecie. Se evit folosirea materialelor izolante stratificate la care exist pericolul exfolierii filetului la apariia presiunii gazelor datorat arcului electric. Un astfel de defect poate duce la umflarea camerei de stingere n zona pe lungimea prezonului exfoliat producnd blocajul tijei de contact mobil n timpul cursei de deschidere i posibila explozie a ntreruptorului. Strunjirea ansamblului camer de stingere diametrul exterior este adus la cotele finale, cu tolerane strnse iar n placa de baz din sticlostratitex se prelucreaz orificiul pentru montarea tulipei de contact fix. Existena unui joc larg ntre tulip i lcaul strunjit, pe lime, are efect nefavorabil asupra funcionrii camerei de stingerela comutaie, datorit depresurizrii acesteia. Se ajusteaz bavurile de la prelucrare, dup care camera se cur cu aer comprimat pentru nlturarea achiilor de la prelucrare. Uscarea sub vid (0,3...0,1 torr) n cuve special amenajate, timp de 8 ore la 100...105 C. Dup uscare se scot camerele de stingere din cuve i se strng prezoanele pentru a evita jocurile create ntre discuri. Impregnarea cu ulei sub vid la 40...60 C, 0,3...0,5 torr. Se scot camerele de stingere din cuva de impregnat i se introduc ntr-o cuv cu ulei deschis, unde rmn pn cnd sunt preluate de atelierul de montaj. Pn la montarea n ansamblu pol i carter al ntreruptorului, camerele de stingere se pstreaz n pungi de polietilen cu silicagel pentru absoria umiditii. Camera de stingere de form cilindric (n care sunt amplasate contactele) este constituit deci din estura de sticla impregnat cu rin epoxidic (sticlotextolitrulat) pentru a oferi o rigiditate dielectrica ridicat i o rezistena mecanic mare. n camera de stingere sunt amplasate ntre contactele fixe i mobile plci electroizolante mbinate cu buloane astfel nct n interior s se obin nie circulare,avnd un orificiu central strbtut de tija contactului mobil confecionat la rndul ei din bara cilindrica din Cu(tras la rece).Pe partea frontal a cilindrului se afl situat indicatorul de nivel al uleiului sub forma unui vizor confecionat din geam striat. Cilindri au amplasai la capete materiale electroizolantede fixare confecionate din ceramic. Barele de legtur sunt confecionate din Cu(bara tras, laminat la rece) mrimea lor avnd o strns legtur cu cureni suportai de ntreruptor Mecanismul de acionare de tip MOP este de tipul BIEL- MANIVELare n componen roi dinate prelucrate mecanic pe maini achietoare,lanuri detransmisie , arcuri elicoidale de diferite forme i mrimi. Pentru comanda automat a acestuia se folosete un montaj electric secundar n care un motor acionat la 110V c.c.anclaneaz sistemul.

Cap.4.Tehnologia de asamblare a ntreruptoarelor cu ulei de tip IUP Aceste aparate, datorit ,n general,caracterului de serie al fabricaiei ct i al dimensiunilor acceptabile se monteaz dup procedeul de asamblare mobil cu ritm liber sau impus ( n special, asamblarea polilor i dispozitivelor de acionare). Din varietatea de tipuri constructive ,n cele ce urmeaz se va avea n vedere ntreruptoarele cu ulei puin tip IO fabricate n ntreprinderea Electroputere Craiova,ca fiind cele mai frecvent utilizate.Procesul tehnologic de asamblare care cuprinde numai principalele operaii se va referi mai nti la montarea subansamblelor de baz ,apoi ,n continuare,la asamblarea general a ntreruptorului i este urmtorul. Cap. 4.1.Procesul tehnologic de asamblare a principalelor pri constructive (fr ansamblul mecanism cu rol pur mecanic de acionare) i de montaj general, de exemplu, pentru varianta de 220 kV, este urmtorul : Asamblarea ansamblului camer de stingere (fig. 4 ) : Fig.4 Ansamblul camer de stingere pentru ntreruptorul de nalt tensiune tip IO. Operaii pregtitoare : -se monteaz contactul superior 3 pe portcontactul fix 4 ; -se monteaz camera de stingere cu discuri 5 pe portcontactul fix 4 cu ajutorul uru-burilor 6 (s-a obinut astfel ansamblul portcontact fix) ; -se asambleaz colierul superior 8 i inelul inferior 14 pe cilindrul izolant 7 ; -se monteaz garnitura 10 pe carterul superior 9; -se introduce cilindrul izolant cu colierul superior i prin mpingere n interiorul garniturii 10 se asambleaz cu carterul superior 9. Se fixeaz apoi cu uruburile 11. S-a obinut, astfel, ansamblul cilindrului izolant cu carter. Asamblarea propriu-zis a ansamblului camer de stingere (fig.4): -se monteaz contactul inferior 2pe portcontactul glisant 1; -se aeaz izolatorul 12 pe portcontactul glisant 1, prin intermediul garniturii 13 (inferioar) ; -se pune garnitura 13 (superioar), apoi se introduce ansamblul cilindru izolant n interiorul izolatorului, se centreaz bine i se fixeaz prin nurubarea inelului inferior14 pe portcontactul glisant 1; - se introduce ansamblul portcontact fix n cilindru, se centreaz pe tija de contact mobil 21, apoi se fixeaz de carterul superior 9, prin intermediul garniturii 15, cu uruburile 16;-se monteaz vizorul1 7 ;-se umple camera cu ulei ; -se monteaz capacul 19 (prin intermediul garniturii 18) i borna 20 a ntreruptorului. a) b) Fig.5 ntreruptor cu ulei puin de nalt tensiune IO-220 kV a) Ansamblul coloan izolant al ntreruptorului IO-220 kV; b)Ansamblu ntreruptor IUP de tip IO-220 kV cu: 1 - camer de stingere (un bra al V-ului) ; 2 - ansamblul mecanism propriu de acionare ; 3 - ansamblul coloan izolant ; 4 - soclu; 5 - mecanism de acionare MOP ;6 i 7 -born de intrare respectiv de ieire ; 8 - legtur de nseriere a celor dou camere (V-uri). Asamblarea ansamblului coloanizolant (fig.5 a) : armarea flanelor metalice pe izolatoarele suport; asamblarea tubului de nalt presiune 3, apoi montarea lui pe soclu prin intermediul garniturilor 6; montarea izolatorului inferior 2 pe soclul 1, a platoului cu inele gard 4 i a inelului de gard interior 5 ; montarea izolatorului superior 7 cu cel inferior 2 prin intermediul garniturilor 8, cu ajutorul uruburilor 9 ; montarea carterului superior 10 prin intermediul garniturii 11;asamblarea evilor de racord 12 ale subansamblului tub 3, cu ajutorul piulielor cu inel ermeto"1 3 ;montarea vizorului1 4 ;montarea capacului 15 prin intermediul garniturii1 6 ;executarea probei de etaneitate i, apoi, umplerea sub vid a ansamblului coloan cu ulei ; montarea buonului de umplere 17 i a inelului de gard exterior 18. Observaie: Din procesul tehnologie prezentat se reine faptul c asamblarea ansamblului coloana izolant 3 (fig. 6.) se face direct pe soclul 4, aa nct la montajul general se va ine seama deacest lucru. Cap.4.2 .Asamblarea general a ntreruptorului I0-220 kV (fig. 5b) : Montarea ansamblului camera de stingere 1 (dou buci) pe ansamblul mecanism 2 (se obine astfel forma n V); Montarea ansamblului n V (camera de stingere + mecanism) pe coloana izolant 3; Executarea racordurilor de nalt presiune ntre ansamblul mecanism 2 i ansamblul coloan 3 ; Amplasarea i racordarea mecanismului de acionare 5 tip MOP (mecanism oleopneumatic); nserierea celor dou ansambluri n V (camere de stingere) prin legtura 8. Cap.4.3.Mecanismul de acionare oleopneumatic MOP-1 La ntreruptoarele de nalt tensiune tip IO, contactul mobil trebuie s efectueze curse mari pe durate scurte; mecanismele oleopneumatice sunt capabile s satisfac aceste cerine, dispunnd de o energie acumulat mare (9,8 kJ), ce poate fi eliberat rapid. Mecanismul MOP-1 este un dispozitiv de acionare cu acumulare de energie n azot comprimat care, odat eliberat, se transmite pe cale hidraulic mecanismului cu piston cu dublu efect, montat pe polul ntreruptorului. Dup funcia ndeplinit, prile componente ale mecanismului MOP-1 se mpart n dispozitive hidraulice, respectiv electrice (de comand). Acumulatorul de energie, figura6 este constituit din cilindrul 10 n care se deplaseaz pistonul liber 12, avnd rolul de a separa uleiul din partea inferioar de azotul sub presiune, aflat n partea superioar. Fig. 6. Sistemul oleopneumatic de acionare a ntreruptoarelor de .t.

Cap. 5.ncercrile i verificrile ntreruptoarelor Aceste ncercri au drept scop verificarea calitii execuiei, att a ntreruptoarelor ct i a mecanismului de acionare. ncercrile intermediare ale ntreruptoarelor sunt urmtoarele : determinarea cursei contactelor mobile ; se face vizual sau cu msurtori ale distanei dintre cele dou poziii extreme ocupate de tija contactului mobil ; verificarea rezistenei de izolaie, dup asamblarea principalelor elemente componente ; ncercarea de etaneitate a ansamblurilor cu garnituri; verificri vizuale ale fiecrui element asamblat. ncercrile finale ale ntreruptoarelor, acionate direct demecanismele proprii, sunt urmtoarele : determinarea caracteristicilor cinematice att statice ct i dinamice care constau n determinarea curselor ntreruptorului : cursa total a contactului mobil; cursa n contact. O dat cu caracteristicile cinematice, dinamice, dup curbele de nchidere i de deschidere a ntreruptorului, se determin, grafic, vitezele de acionare la nchidere i deschidere ; determinarea timpilor de acionare ai ntreruptorului care se face prin msurarea cu secundometrul electronic sau cu ajutorul unui oscilograf; verificarea simultaneitii nchiderii contactelor pe fiecare pol (faz); determinarea rezistenei de contact pe calea de curent, care urmrete verificarea calitii i a presiunii contactelor ; determinarea rezistenei de izolaie pe fiecare faz (cu ajutorul inductorului) ; ncercarea rigiditii dielectrice la 50 Hz. ncercrile i verificrile mecanismelor de acionare urmresc buna funcionare a acestora i depind de tipul i caracteristicile constructive. n general, aceste verificri au n vedere urmtoarele aspecte : verificarea diferitelor blocaje mecanice sau electrice a cror nefuncionare provoac neajunsuri mari; verificarea funcionrii sigure la nchidere i deschidere a ntregului mecanism ; funcionarea silenioas a ntregului ansamblu mecanism-ntreruptor. La mecanismul MOP (pentru acionarea ntreruptoarelor IO de nalt tensiune) se mai fac n plus i urmtoarele ncercri : determinarea timpului maxim de cretere a presiunii la valoarea nominal (dup efectuarea unei manevre); determinarea presiunii reziduale (rmase dup efectuarea a trei manevre de nchidere-deschidere, pe care trebuie s le asigure mecanismul n exploatare) ; msurarea timpului de revenire a presiunii (dup executarea unei manevre); verificarea funcionrii mecanismului la tensiuni minime de acionare. Cap.6.Tehnologia de reparare a ntreruptoarelor de tip IUP Tehnologiadereparareirecondiionareestetehnologiaaplicatpentrurestabilirea caracteristicilorconstructiveifuncionalealefondurilorfixeprinnlocuireasaurefacerea (renovare sau restaurare) unor piese sau pri defecte sau uzate din componena acestora. Maijosseprezintpescurtdefectelecepotaparelantreruptor,cauzeleacestorai remedierile necesare.Cele mai importante defecte care pot apare n exploatarea acestor aparate sunt: Defecte comune tuturor ntreruptoarelor. 1.Strpungerea izolaiei pieselor electroizolante. Cauze: - nclzirea pieselor electroizolante peste temperatura admis; - umiditate mrit; - mbtrnirea materialului electroizolant; -fisurarea pieselor izolante. Remedieri:- nlocuirea piesei defecte dac este posibil sau nlocuirea aparatului. 2.Conturnarea izolaiei pe suprafaa exterioar. Cauze:- depunerea de praf pe izolaie;- umiditate mrit; - nclzirea pieselor izolante n funcionare peste limita admis; Remedieri: - curirea izolaiei. 3.Lipirea contactelor: Cauze:- scderea forei de apsare pe contact, datorit oboselii sau ruperii arcurilor care asigur presiunea de contact; -formarea de cratere sau picturi de metal topit pe contacte n urma ntreruperii unui curent foarte mare. Remedieri; - nlocuirea arcurilor i contactelor; 4.nclzirea excesiv a contactelor: Cauze: - scderea forei de apsare pe contact datorit oboselii sau ruperii arcurilor care asigur presiunea de contact; Remedieri: - nlocuirea elementelor defecte. 5.Arderea sau ntreruperea bobinelor: Cauze: - defecte ale izolaiei conductorului;-vibraii ale spirelor bobinei (bobina nu este corect impregnat sau strns); - supratensiuni care duc la nclzirea bobinei. Remedieri: - nlocuirea elementelor defecte. 6.Ruperi de piese: Cauze:- eforturi mecanice mari; - defecte de fabricaie.7.Defecte specifice : - spargerea izolatoarelor suport; - deteriorarea camerei de stingere; - defecte de acionare; Remedieri: - nlocuirea sau repararea elementelor defecte

Cap. 7.Concluzii ntreruptoarele de tip IUP tind s fie scoase din producie din cauza proprietilor lor i nlocuite cu ntreruptoare cu stingere a arcului cuSF6 sau vid . Mai jos se arat urmtoarele concluzii asupra construciei i funcionrii acestora Siguran: Riscul de explozie i foc dac presiunea crete (operaii multiple). Mrime: Volumul aparatului este destul de mare. ntreinere: nlocuirea regulat a uleiului (descompunerea ireversibil a uleiului la fiecare rupere). Influena mediului: Mediul de rupere poate fi schimbat de mediul nconjurtor (umiditate, praf, etc.). Ciclu rapid de rupere: Timpul lung de reducere a presiunii necesit o subevaluare a capacitii de rupere dac exist riscul unor ruperi succesive. Rezistena: Mediocr. 8.Bibliografie: [1] G. Iacobescu, M. Tudose, E. Balaurescu Utilajul i tehnologia instalaiilor din centrale i reelele electrice - Ed. Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1978; [2] Cioc, N. Catrina, N. Cristea Tehnologia fabricrii, ntreinerii i reparrii mainilor i aparatelor electrice Ed. Didactic i Pedagogic, 1977. [3] *** www.Electroputere .ro [4] G.Fetecu Notie de curs,Galai,2012 [5]M. Iordaches.a. Elemente moderne n realizarea staiilor electrice. [6] Standardul de Performan pentru Serviciul de Distribuie a Energiei Electrice ANRE. [7] Codul Tehnic al Reelor Electrice de Distribuie - ANRE [8] Regulamentul de Conducere i Organizare a Activitii de Mentenan ANRE [9] Instruciune tehnic intern de exploatare a ntreruptoarelor IO 110-400kv i dispozitive de acionare MOP din staia 400/110/20 kV Smrdan. Anexe Anexa A1 Calculul simplificat de proiectare a camerei de stingere pentru ntreruptor IUP Date iniiale: vc- viteza medie a contactului mobil ((

sm s1 - distana parcurs de tij din momentul n care a parsit contactul fix pn n momentul n care a ieit din camera de stingere[m]. Criteriul de proiectare este dat de presiunea care solicit camera de stingere.Proiectarea camerei de stingere, la ntreruptoarele cu ulei puin, cuprinde calculul urmtoarelor elemente: a) Calculul lungimii arcului electric Momentul cel mai favorabil pentru stingerea arcului este cel n care contactul mobil (2) figura A1.1 prsete camera de stingere, momentul cnd intensitatea suflajului este maxim; dac acest fapt nu se produce la distana 1Sdintre contactul fix i cel mobil, din cauza c la distana 1Scurentul nu a trecut prin zero, atunci contactul mobil mai parcurge o distan pn la prima trecere natural prin zero. Deci durata de ardere a arcului electric va fi Fig.A1.1. Seciune prin camera de stingere a unui ntreruptor cu ulei puin

| | SVStC1a > 1 unde: CV - viteza medie a contactului mobil ((

sm || m S1-distanaparcursdetijdinmomentulncareaprsitcontactul fix pn n momentul n care a ieit din camera de stingere.Conform relaiei (1) rezult:

mS 46 , 3675 , 10392 , 0ta= >; deciduratadeardereaarculuielectricvafi,pentrucameradestingerealecrei caracteristici le-am propus (1 CS , V), urmtoarea:

( ) de semiperioa s ta4 10 42= = ; nacestecondiiisepoatedeterminalungimeaarculuielectricnregimul pungiidegazeivaporinchise(adicpnnmomentulcndcontactulmobilse aflnpoziiapunctatdinfigura1ncaresedeschidecomunicareantrecamera de stingere i restul uleiului din ntreruptor i anume: ||.|

\|+ ~2a c 1a C at V mt V L; 2 unde: ( )| |11m 25 , 0 15 , 0 m-coeficientceianconsiderareinfluenafor elor electrodinamicedincameradestingere;valorilemaimaricorespundcamerelorde stingere ce au volum mai mare:

( )( ) m La448 , 0 10 72 , 1 10 4 75 , 1010 4 75 , 10 2 , 010 4 75 , 103 2222~ + ~||.|

\| + ~ b) Calculul energiei dezvoltate n arcul electric Calcul se efectueaz cu ajutorul urmtoarei rela ii: } } =ta0a c ata0a a adt ti V E dt i U W; 3 unde: || V t V E Uc a a =-valoareaeficaceatensiuniidelabornelearculuielectric n momentul t al cursei contactului mobil; ai - valoarea instantanee a curentului din arc; ((

cmVEa- gradientul tensiunii din arcul electric a crui valoare o gsim tabelat n funcie de mediul de stingere i modalitatea de rcire ale arcului electric. Spre a facilita stingerea arcului electric n ntreruptoarele cu ulei, energia din arcul electric aWtrebuie s aib o valoare ct mai mic ceea ce se obine reducnd durata atde ardere. Prin urmare min a aW W =, dac contactul mobil efectueaz cursa 1Sntr-o semiperioad (la frecvena f=50Hz corespunde 210f 21t= = A); caz n care viteza contactului mobil va fi :

| | s / mtSV1cA=;4 sm2 , 3910392 , 0V2c= =; Deci constructia cea mai reuit de ntreruptor cu ulei puin va fi aceea la care:

( ) ( )| | s 10 2 10 t 2 t t2 2a = A A e; 5 Deasemeneadinrelaia4putemobservacdac 1S semicoreaznaceeai msur se va micora i CV deoarece n aceast relaiect t = A . Dacseaproximeazcurentuldinarc(consideratsinusoidal )prinvaloarea medie a capacitii de rupere: t=tI=R RRmedI 2 2 2I; 6 din expresia 3 se obine:

| | s w t V E I2tdt V EI 2 2W2a C a Rta0C aRat=t=};7 deci: ( ) kWs 79 , 4877 10 4 1075 200 5 , 312W22a= t=; Energiamaximdezvoltatdectrearculelectricnultimasemiperioad nainteastingerii,sepoatecalculapentrucurenintrerupiI>1000Acurelaia emiric a lui Wogelsanger:

5 , 0r2 , 1r ma x aU I k W =; 8 unde: 310 2 , 2 = koconstantcedepindededimensiuneacamereidestingerei viteza contactului mobil; || A Ir- capacitatea de rupere n 3r U 25 , 1 Unr ~ - mrimea componentei9de frecven industrial a tensiunii de restabilire; n care: nU - tensiunea nominal a ntreruptorului; n numrul camerelor de stingere;T1,8 factorul de supratensiune. kV 969 , 1466 38 , 1 400 25 , 1 Ur= ~; deci:

kWs 193 , 6668 969 , 146 31500 10 2 , 2 W5 , 0 2 , 1 3max a= = . c) Calculul cderii de tensiune de la bornelearcului electric Cderea de tensiune pe arcul electric, nsumeaz cderea de tensiune din vecinatatea anodului, a catodului ct i cderea de tensiune din lungul coloanei de arc. n acest caz o relaie mai corect pentru calculul tensiunii de arc, este cea a lui Kesselring. ( ) ( ) 1 emEat ut Vc 1 m1a = ;10 Prinreinereaprimilortreitermenidindezvoltareanserieaexponenialei vom obine urmtoarea relaie de calcul: || V2t V mt V E U2a c 1a C a a||.|

\|+ ~; 11

( )V 8 , 8969210 4 75 , 10 2 , 010 4 75 , 10 20000 U222a=||.|

\| + = d) Calculul volumului gazelor produse prin descompunerea uleiului Acest calcul se face cu ajutorul expresiei lui Bauer: | |3cm cWa V =12 unde: ((

=kWscmkuTTC C300 - constanta lui Bauer 13 la temperatura T a amestecului de gaze i vapori de ulei; n care: kWscm60 C30 = - constanta lui Bauer pentru uleila presiuneabar 1 p0 =i temperatura K T2930 = ; ( ) K 2500 1800 T e -temperaturamedieaamesteculuidegazei vapori;limitainferioarcorespundeabsen eicamereidestingereiarceasuperioar cazului cnd camera de stingere exist;

K 293 T0= - temperatura normal (20C)

UK-coeficientceianconsiderareprezenavaporilorde ulei n gazele formate prin descompunere de ctre arcul electric a uleiului; U0KTT-valoarecesegsetetabelatnfunc iedecondiiilede stingere a arcului electric; pentru cazul nostru5 , 9 KTTU0=. deci:

kWscm570 50 , 9 60 C3= = Conform relaiei (12) vom avea : 3cm 9 , 2780410 913 , 4877 570 V = = Masa uleiului descompus de arcul electric n timpul atva fi:

| | kg W qa 1 o =; 14 unde:

((

= okWskg10 241 - o funcie de constanta lui Bauer kg 10 582 , 975 913 , 4877 10 2 q3 4 = =. f) Durata de ardere a arcului electric n punga de gaz Dupa cum se poate observan figuraA1.2 sub aciunea arcului electric (A) de comutaie ce apare ntre contactul fix(1) i cel mobil (2), are loc descompunerea uleiului (4) coninut n cuva (3) ; n acest desen este prezentat cazul ruperii simple a arcului n ulei, adic n absena dispozitivelor de antistingere (arcul deschis sub ulei). Dup cum se observ, n imediata vecintate a coloanei A de arc electric se afl nveliul de hidrogen B urmat de zona C de disociere a gazelor n ioni, zona D n care vaporii de ulei s-au descompus n gaze, E zona de vapori de ulei i zona de vaporizare a uleiului F; gazele formeaza 60% din volumul pungii iar vaporii de ulei restul. Gazele sunt compuse din (7080)% hidrogen atomic i molecular, (1520)% acetilena , (510)% metan i etilen. Fig. A1.2 Hidrogenul avnd conductivitate termica de circa 17 ori mai mare dect cea a aerului i vscozitatea mai mic dect a oricrui alt gaz, asigur prelucrarea intensa cldurii din arcul electric.Durata de ardere a arcului electric n punga nchis de gaz (naintea eliberrii de ctre contactulmobil a unuia din orificiile de suflaj ale camerei de stingere) va fi dat de formula: | | S9 V I Ea CS L 5 , 0tCU2 3001 e =; 15 unde: | | cm L0-lungimeacanaluluidincareestendeprtatuleiul ntimpulprimei etapedeardereaarculuielectric(regimulpungi inchise);deobicei 1 0S l