48488081-Proiect-utilizarea-aparatelor-electrice-in-instalatii.doc

8/16/2019 48488081-Proiect-utilizarea-aparatelor-electrice-in-instalatii.doc

1/38

Grup Şcolar Anghel Saligny Iaşi

Proiect pentru examenul decalificare a competenţelor

profesionale nivelul 3

avansat

Specialitatea maistruelectrician în construcţii

oordonator !xecutant

Prof" ing" atarschi Andrieş Petru Smaranda

#$%%

1


2/38

&tili'area aparatelorelectrice în instalaţii

2


3/38

ArgumentulAparatele electrice reprezintă o categorie de echipamente electrice care

îndeplinesc rolul de a supraveghea şi de a asigura desfăşurarea normală atransportului de energie electrică de la surse la consumatorii industriali , edilitarişi casnici .

Aparatele electrice îndeplinesc în sistemul electroenergetic una sau maimulte din următoarele funcţiuni :

- Închiderea sau deschiderea circuitelor electrice , cu sau fără curent

- !omutarea " modificarea legăturilor electrice # în anumite circuite - $upravegherea şi protecţia instalatiilor electrice în cazul regimurilor anormale de funcţionare sau a regimurilor de avarie " scurtcircuit #

- !ontrolul şi măsurarea mărimilor fizice caracteristice funcţionăriiinstalaţiei electrice

- $upravegherea şi menţinerea automată a regimului de funcţionaredorită instalaţiei electrice .

Av%nd în vedere marea diversitate a aparatelor electrice , este greu de dat odefiniţie clară a lor .

&in cele de mai sus rezultă că un aparat electric este un ansam'lu dedispozitive care asigură un anumit regim sau o schemă dorită de funcţionarea instalaţiilor electrice . (rincipalele elemente componente ale aparatelor electrice sunt următoarele:

- )lementele conductoare al căror ansam'lu formează calea de curent - )lementele izolatoare al căror ansam'lu realizează izolaţia - )lementele necesare îndeplinirii funcţiilor pentru care este destinat

aparatul - )lementele susţinătoare şi proiectoare ale ansam'lelor mai sus

menţionate .

*


4/38

apitolul I " Aparate electrice

I"%" Generalit(ţi

Aparatele electrice pot fi clasificate dup( criterii diferite ca)

• tensiunea nominală,

• felul curentului,

• numărul de poli,

• regimul de funcţionare,

• locul de funcţionare,

1.&in punctul de vedere al tensiunilor se deose'esc două mari categorii şianume:

- aparate de joasă tensiune+ aparate de înaltă tensiune .

n general, se consideră că tensiunea limită între aceste categorii este de l -,în cazul curentului alternativ. /re'uie menţionat însă că, din punctul de vedere al protecţiei muncii, tensiunile de 0, - sînt considerate tensiuni înalte.

2. &e asemenea, din punctul de vedere al felului curentului se deose'esc două

mari categorii şi anume: aparate de curent alternativ.; aparate de curent continuu ,

*. &in punctul de vedere al numărului de poli, aparatele electrice se împartîn:

monopolare multipolare "'ipolare, tripolare#.

. &in punct de vedere al regimului de funcţionare se disting aparate cu: regim de funcţionare de lungă durată ] regim de funcţionare de scurtă durată.

n cadrul regimului de funcţionare de lungă durată se deose'esc: regimul de funcţionare permanent , în care aparatele electrice odată, intrate înfuncţiune s%nt parcurse de curent timp îndelungat

regimul de funcţionare intermitent* în care aparatele electrice s%nt conectate şideconectate frecvent.

n cadrul regimului de funcţionare de scurtă durată, aparatele electrice s%nt puseîn funcţiune la intervale mari de timp şi cu o durată de funcţionare scurtă.

3. &in punctul de vedere al locului în care funcţionează se deose'esc: aparate e lectrice de interior aparate electrice de exterior ; aparate electrice capsulate.

4. !lasificarea aparatelor electrice din punctul de vedere al funcţiilor pe carele îndeplinesc es te destul de difici l de realizat deoarece, îngeneral,acestea îndeplinesc mai multe funcţii. Astfel, de e5emplu,


5/38

pentru regimul normal de funcţionare al sistemului, întreruptorulîndeplineşte rolul de

aparate comutaţie , adică un aparat care permite punerea sau scoaterea din funcţiunea unor echipamente ale sistemului electroenergetic, în timp ce pentru regimulde avarie "scurtcircuit# al sistemului, întreruptorul îndeplineşte rolul decomutaţie

aparat de protecţie , realiz%nd întreruperea rapidă a curentului de scurtcircuit.&e aceea, se consideră util să se definească pe scurt fiecareaparat electric care formează o'iectul acestui curs.

Intreruptoarele s%nt aparate electrice care stabilesc, conduc şi întrerup curenţiielectrici care circulă, la o anumită tensiune, între două părţi ale sistemuluielectroenergetic. Separatoarele s%nt aparate electrice care realizează comutarea unor părţi alesistemului electroenergetic, în timpul când acestea nu sânt parcurse de curent . &easemenea, separatoarele izolează faţă de sistem un echipament sau o parte din instalaţie,oferind astfel posi'ilitatea efectuării reparaţiilor sau verificărilor acestora.

Separatoarele de sarcin( s%nt aparate electrice care îndeplinesc aceleaşi funcţiuni caşi întreruptoarele, în afară de întreruperea curenţilor de scurtcircuit , oferind înacelaşi timp aceleaşi condiţii de securitate ca şi separatoarele. Siguranţele fu'i+ile s%nt aparate de protecţie care realizează întreruperea rapidă acurenţilor de scurtcircuit în cazul apariţiei unui defect într+un echipament al sistemuluielectroenergetic.

,esc(rc(toarele s%nt aparate de protecţie care realizează protecţia izolaţieiechipamentelor sistemului electroenergetic în cazul apariţiei supratensiunilor.

-ransformatoarele de m(sur( "de curent şi de tensiune# asigură alimentarea aparatelor de măsurat, de protecţie şi de automatizări cu curenţi şi tensiuni proporţionale cumărimile respective care caracterizează regimurile de funcţionare ale diferitelor părţi ale

sistemului electroenergetic..o+inele de reactanţ( s%nt aparate electrice care limitează curenţii de scurtcircuit.o+inele de stingere s%nt aparate electrice prin intermediul cărora se leagă la

păm%nt neutrul reţelelor de 4+ *3 - pentru limitarea curenţilor capacitivi care apar încazul unei puneri la păm%nt monofazate.ompletele de aparate electrice s%nt constituite din mai multe aparate electrice,îndeplinind astfel mai multe funcţii din cele enumerate mai sus şi destinate instalaţiilor

pentru producerea, distri'uţia şi utilizarea energiei el ectr ice , ca de e5emplu: celule prefa'rica te, panour i de di st ri'uţ ie etc.

I"#" alitatea aparatelor electrice!alitatea unui produs este dată de ansam'lul caracteristicilor tehnice,6funcţionale,

psihoscnzoria.lt şi al parametrilor economici prin care acesta satisface nevoia pentrucare a fost creat şi respectă normele impuse privind eficienţa social+economicii calitatea este deci o măsură a gradului de utilitatesocială a produsului. !alitatea produselor constituie o pro'lemă de stat şi estereglementată de legea nr. 781977.(entru aparatele electrice vom prezenta în continuare caracteristici tehnice de calitateşi fia'ilitate.!aracteristicile tehnice s%nt impuse de standarde si de 6normele interne de produs. (entru

asigurarea calităţii aparatelor electrice, se impune respectarea riguroasă a tehnologieiîn procesul de fa'ricaţie, precum şi respectarea prescripţiilor privind e5ploatarea şi întreţinerea.

3


6/38

!aracteristicile tehnice se referă în primul r%nd la demente si condicii constructive ca:distanţe de străpungere şi conturnare, carcase, îm'inări, măsuri pentru proiecţia

personalului de deservire.Alte condiţii tehnice se referă la mărimi caracteristice: tensiunea nominală, rigiditateadielectrică, curentul nominal tehnic, rezistenţa de izolaţie, curentul limită termic şidinamic, capacitatea de închidere şi rupere, rezistenţa *a uzură mecanică şi su' sarcină

etc. altă categorie de caracteristici tehnice se referă la: interschim'a'ilitate, acoperiri pentru protecţia aparatului la agresiunea mediului, acţionarea organelor de comandă,gratie normale de protecţie "$/A$ 3*23+79#, încălzirea diverselor părţi componentecomportarea la acţiunea umidităţii, la căldura e5cesivă şi la foc, comportarea, aparatuluila vi'raţii si scuturări.

I"3" Sta+ilitatea aparatelor electrice

;ia'ilitatea, în termeni uzuali, reprezintă capacitatea unui produs de a nu. se defecta intimpul funcţionării.;ia'ilitatea este necesară pentru conservarea caracterului operaţional alaparatului şi oferă o formulare matematică a siguranţei de funcţionare într+untimp dat.!onform $/A$ 9000


7/38

B funcţia de repartiţie a timpului de funcţionare – F(t) B rata (intensitatea) defectării B Z (t), B media timpului de funcţionare — m.

;uncţia de fia'ilitate. ;ie T timpul de funcţionare fără defecţiuni al unui produs şi R(t) funcţia de fia'ilitate.(rin definiţie R(l) @ P (T C t) şi reprezintă probb!l!tt" f#$%ţ!o$&r!! f&r&d"f"%ţ!#$! '$ !$t"rl#l ", t#, '$ %o$d!ţ!! d"t"rm!$t".

;uncţia de repartiţie a timpului de funcţionare F(t #

reprezintă probb!l!tt" d" d"f"%tr" '$ !$t"rl#l ", t#.

ata de defectare (t) reprezintă probb!l!tt" % #$ prod#* %r" f#$%ţ!o$t f&r&d"f"%ţ!#$! '$ !$t"rl#l ", t# *& *" d"f"%t"l" '$ mom"$t#l !m"d!t #rm&tor, adică înintervalul (t, t+t #, c%nd &t reprezintă o unitate de timp foarte mică.

Dimita raportului dintre pro'a'ilitatea de defectare în intervalul "t, tE&t#,estecondiţionată de 'una funcţionare în intervalul ", t) şi mărimea intervalului &t, cînd&t+0.

ata de defectare reprezintă deci d"$*!tt" d" probb!l!tt" t!mp#l#! d" f#$%ţ!o$r" #$#! prod#*, %o$d!ţ!o$t& d" d"f"%tr" l mom"$t#l t, -t!!$d %& %"*t

f#$%ţ!o$t f&r& d"f"%t" p$& '$ %"*t mom"$t

,ensitatea de pro+a+ilitate a timpului de funcţionare eprezintă l!m!t rport#l#!d!$tr" probb!l!tt"

d" d"f"%tr" '$ !$t"rl#l (t, t+t # şi m&r!m" !$t"rl#l#!, %$d t + $"

/edia timpului de funcţionare se e5primă prin: m @ tf(t) dt.

(entru produse repara'ile, m reprezintă lor" m"d!" t!mp#l#! d" f#$%ţ!o$r" p$& l pr!m d"f"%tr" F//;. &acă repararea poate fi asimilată cu înlocuirea, m reprezintă

lor" m"d!" t!mp#l#! d" f#$%ţ!o$r" '$tr" do#& d"f"%t&r! "F/G;#.

ndicatorii de fia'ilitate au valori particulare, în funcţie de legile de repartiţie a timpului

de funcţionare "normală, log B normală, e5ponenţială etc.#.

n cazul aparatelor electrice, caracterizate prin număr mare de manevre, defectările

s%nt cauzate cel mai frecvent de fenomene de uzură şi legea de repartiţ ie este

entenanţa preventivă presupune operaţii de întreţinere în funcţionare normală "curăţare,regla>e etc.#< .operaţii de înlocuire sau de revizuire a elementelor care au timpul defuncţionare egal cu media de viaţă utilă. entenanţa corectivă presupune operaţii de reparare şi înlocuire a elementelor defecte.Da aparatele electrice se efectuează curent operaţii de curăţare, de ungere a mecanismelor de transmitere a mişcării, de întreţinere a contactelor "înlăturarea stratului de o5izi#,regla>e etc. &intre elementele componente supuse mai frecvent defectării s%nt : contacteleelectrice, camerele de stingere, piesele arcuitoare şi resoartele, mecanismele de acţionare,

'o'inele.în fiecare întreprindere producătoare 6de aparate electrice e5istă compartimente deasigurare a calităţii şi de control a modului în care este realizată calitatea.

rganizate pe activităţi distincte, aceste compartimente au atri'uţii multiple, şianume: B să nu permită introducerea în fa'ricaţie dec%t a produselor omologate

7


8/38

B să impună folosirea de materii prime şi materiale cu caracteristici testate B să verifice periodic tehnologiile de fa'ricaţie, mi>loacele de producţie

B să asigure funcţionarea corectă şi în limitele preciziei impuse a mi>loa celor demăsurare

B să asigure activitatea de fia'ilitate în la'oratoare şi să urmărească comportarea îne5ploatare a aparatelor,=

B să asigure activitatea de. analiză a calităţii prin sta'ilirea şi analizarea cauzelor care augenerat deficienţe de calitate B să urmărească măsurile de eliminare a deficienţelor p%nă la aducerea calităţii lanivelul acceptat.

I"0" Solicit(rile aparatelor electrice în timpul exploat(rii

n funcţionarea aparatelor, at%t în condiţii normale de serviciu, cit şi în caz deavarii, fiecare dintre elementele componente este supus unor anumite solicitări, lacare tre'uie să reziste în 'une condiţii, timp de 10 B20 ani, fără a fi necesare alteintervenţii ale personalului de e5ploatare dec%t cele prevăzute a se face cu ocaziareviziilor periodice.

$olicitările cele mai frecvente sunt:+ solicitările electrice!+ solicitările termice!+ solicitările mecanice;+ solicitările fi"ico-c#imice;+ solicitările provocate de acţiunea combinata a factorilor de mediu

caracterizare riguroasă a tuturor solicitărilor este practic imposi'ila datoritădiversităţii lor, precum si datorită ponderii lor diferite in diverse cazuri. Astfel, înfenomenele de comutaţie caracterizate de prezenta arcului electric, deose'it deintense sin t solicitările termice şi mecanice, dar intervin si alte tipuri de solicitări, produc%nd, în ansam'lu, efecte comple5e. n condiţii de e5ploatare caracterizate prin prezenta simultană a c%mpurilor electrice, magnetice şi de forţă, chiar dacă

intensităţile acestor c%mpuri s%nt mici şi nu produc degradări semnificativeimediat, acţiunea lor prelungită duce la apariţia fenomenului de îm'ătr%nire înspecial a izolaţiei, manifestată prin alterarea în timp a proprietăţilor electriceiniţiale etc.

..1. $olicitări electrice

$olicitarea electrică este cea la care este supus un izolau t electric, atunci c%nd două regiuniale sale se află la potenţiale diferite

/ensiunea /, aplicată între cele două regiuni, tinde să formeze o cale conductoare decurent, fie prin străpungerea, fie prin conturnarea izolan tului "se numeşte străpungereformarea unui canal conductor de electricitate prin interiorul unui izolant solid, lichid

H


9/38

sau gazos şi conturnare formarea, unui canal conductor pe suprafaţa unui izolantsolid.# $olicitări electrice pot provoca: tensiunile de serviciu, supratensiunile decomutaţie , de origine atmosferică, sau de punere la păm%nt, supratensiuniletemporare , caracteristice regimului de funcţionare a instalaţiei electrice în ansam'lu.&in ansam'lul unui aparat s%nt solicitate electric, în special izolaţia , dispozitivele destingere a arcului electric.

$olicitările electrice cele mai intense s%nt suportate de izolaţie. $olicitările electrice aleizolaţiei, chiar dacă nu duc la străpungere sau conturnare, produc o serie de fenomene"polarizarea dielectricului, curenţi de scăpări în dielectric, pierderi în dielectric#, caredetermină, treptat deteriorarea izolaţiei. $imptomele principale prin care se determină gradul de deteriorare al izolaţiei sunt:

• micşorarea rigidităţii dielectrice• înrăutăţirea caracteristicilor mecanice• micşorarea rezistentei de izolaţie• modificări de aspect, compoziţie chimică

n camerele de stingere, în timpul procesului de rupere al arcului

electric, se produc fenomene de ionizare, care solicită pereţii camerelor.

..2. $olicitări termice

%"Solicit(rile termice ale aparatelor electrice

$%nt solicitări provocate de variaţii de temperatura .ncălzirea aparatelor este consecinţa pierderilor de energie:

• (rin efect Ioule+Denz în căile de curent • (entru cei interesaţi: magnetizarea miezurilor din materialeJ

feromagnetice • (rin efect pelicular• În dielectricii aflaţi în c%mpuri electrice

n mecanismele în care au loc frecări, sau s%nt supuse la şocuri sau tensionăriîncălzirile pieselor învecinate s%nt deose'it de intense în cazul produceri arcului electric.

(ierderile de energie într+un conductor de rezistenţă parcurs de curentul electricîn timpul t, s%nt date de :. =R121t

n c. a., la valori mari ale curenţilor, la conductoare de secţiune mare si lafrecvenţe mar i, apa r pierder i sup limentare efect pelicular şi de apropiere. ;enomenul se

prezintă ca şi cum rezistenţa a conductorului ar creşte re la o valoare R p = R3 p , unde 3 p este un factor care variază direct proporţional cu f /p si se determină cu a>utorulunor diagrame pentru fiecare tip de material.&acă două conductoare s%nt stră'ătute de curenţi electrici varia'ili si se găsesc înapropiere, flu5ul magnetic varia'il al unui conductor induce in. masa celuilaltconductor curenţi tur'ionari, cu at%t mai mari, cu cit stratul corespunzător este maiapropiat.

#.Pierderile în materialele feromagnetice. dtort" f"$om"$#l#! d" 4!*t"r"!*

şi a %#r"$ţ!lor t#rb!o$r! şi se determină cu relaţia

3.Pierderile în p(rţile componente ale aparatelor.

9


10/38

$olicitările fermier cea mai mare parte a izolaţiilor folosite în prezent îşi pieţei imediat proprietăţile de izolare îndată ce temperatura depăşeşte 100 .+130 în funcţie de naturaizolaţiei.

• durata deKserviciu a izolanţilor organici se reduce la >umătate pentrufiecare creşte cu H . . .100 ! a temperaturii de lucru

• se produc fenomene de înmuiere, scurgere sau pierdere a elastici tăţii:

• la solicitări termice cu temperaturi de c%teva sute de grade, cuprul sialuminiul si chiar otelul îşi micşorează rezistenţa la rupere

• peste 70L! se produc o5idări mai rapide, care înrăutăţesc comportarea pieselor în zonele de contact

• piesele arcuitoare din otel, tom'ac sau 'ronz fosforos, îşi pierd de o'icei proprietăţile elastice la temperaturi care depăşesc 120 . . .1*0L!

• funcţionarea aparatelor la temperaturi ridicate poate constitui, înanumite condiţii, pericol de incendiu sau de e5plozii

• la temperaturi de 4 000 . . .7 000 M, caracteristice arcului electric

erodarea şi topirea materialelor utilizate pot duce la sudareacontactelor

• la temperaturi mari, uleiul de transformare se dilată răcirea uleiului su' oanumită limită poate duce la congelarea parţial sau totala aacestuia,afect%nd capacitatea ele evacuare a căldurii şi favoriz%ndformarea de alveole în masa uleiului, în care se intensifică descărcărileelectrice parţiale. ;enomenele termice intense duc în cele din urmă laalterarea uleiului

• in piesele din materiale solide, dacă acestea nu s%nt prevăzute curezerve de dilatare, apar tensiuni interne periculoase care duc ladeformaţii , ruperi, crăpături şi fisuri superficiale sau interne

ariaţiile rapide de temperatură duc la condensarea umezelii in pori siinterstiţii sau la distrugerea acoperirilor decorativ+protectoare. Încălzirea conductoarelor sau a oricărei părţi a aparatelor electrice are locsimultan cu procesul de răcire. )nergia calorică se transmite din punctele cele mai calde in punctele cele .maireci ale aparatului sau ale mediului pe trei căi: conducţie, confecţie, radiaţie.

(ropagarea călduri prin conducţie depinde de conducti'ilitatea termicăcaracterizată de coeficientul de conducti'ilitate "N8cm grd#.

(ropagarea căldurii prin convecţie. în mediile fluide, uniformizareatemperaturii se face preponderent , adică prin curenţi de fluid care se formeazădatorită diferenţelor de temperatură din masa fluidului. !oeficientul de transfer termic prin convecţie 3 % "N8cm2 grd# depinde de: poziţiasuprafeţelor de contact, de mediul de răcire, de natura si viscozitatea , de vitezade circulaţie a curenţilor.

(ropagarea căldurii prin radiaţie. rice corp încălzit emite, su' formă deunde electromagnetice ,radiaţii care se propagă cu viteza luminii si transportă cuele şi o anumită cantitate de căldură luată de la corpul care le+a emis.aloarea coeficientului de transfer termic prin radiaţie 3r depinde de temperatura

corpului si de aspectul suprafeţei.

10


11/38


12/38

• poluarea aerului• vi'raţii, cutremure• factorii 'iologici "microorganisme, insecte, păsări etc.#

Astfel: Presiunile scă"ute înrăutăţesc condiţiile de răcire şi micşorează rigiditatea dielectricăa aerului.

%icloanele de aer produc solicitări mecanice, deteriorări ale pieselor, favorizează pătrunderea prafului în construcţia aparatului

%eaţa salină duce la formarea unui strat conductor care înrăutăţeşte proprietăţile desuprafaţă, accelerează fenomenele de corodare

Praful si nisipul duc la uzura şi 'locarea pieselor în mişcare. Alte particule poluante,în funcţie de natura lor, duc, de asemenea, la înrăutăţirea proprietăţilor de suprafaţă

&adiaţiile solare produc solicitări ca şi temperaturile înalte, modificări fizico+chimice

etc.

'actorii biologici pot produce scurtcircuite între conductoarele adiacente "păsări,animale etc.#, devorarea materialelor izolante sau distrugerea suprafeţei "insecte#,formarea unui strat conductor pe suprafaţă "microorganisme#.

(ibraţiile si trepidaţiile produc deteriorări mecanice nu numai ale aparatelor, dar şi alesuporturilor sau clădirilor aferente.

,in punctul de vedere al solicit(rii datorit( factorilor de mediu"

)5istă diferenţe între aparatele montate:• în încăperi încălzite si ventilate• în posturi sau staţii neîncălzite• la 'ordul navelor marine• în medii normale, dar cu umiditate mare• pe platformele de cale ferată• pe 'ordul avioanelor• pe 'ordul rachetelor cosmice• în medii conţin%nd pul'eri sau gaze e5plozive

• în mediu tropical umed sau uscat, sau în mediu polar

I"1" ;enomene care produc solicitări ale aparatelorelectrice

.3.1. Arcul electric de întrerupere

a" Ioni'area si deioni'area ga'elor"

Atomul oricărui corp este format dintr+un nucleu şi din mai mulţi electroni care serotesc în >urul acestuia. )lectronul este încărcat cu electricitate negativă, iar nucleul ,cu electricitate pozitivă.n condiţii normale, cantitatea de electricitate negativă a tuturor electronilor unui

12


13/38

atom compensează cantitatea de electricitate pozitiva a nucleului acestuia, astfel înc%t,faţă de mediul e5terior, atomul este neutru din punct de vedere electric. &acă însă printr+un procedeu oarecare i se smulge atomului un electron, sarcinaelectrică a atomului nu mai este nulă "atomul nu mai este neutru din punct de vedereelectric# şi el apare ca fiind încărcat cu o anumită cantitate de electricitate pozitivă. Pnastfel de atom se numeşte ion po"itiv.

rice proces prin care se reali"ea"ă smulgerea electronilor de pe orbitele lor, cu formareade electroni liberi *i ioni, poartă numele de ionizare.Pn gaz în care au apărut electroni li'eri şi ioni devine ioni"at , în această stare, gazul îşi

pierde proprietăţile izolante şi devine conducător de electri citate, conductivitatea sa fiindcu at%t mai mare, cu cit gazul este mai puternic ionizat.

onizarea se poate realiza:+ prin *oc "ciocnirea dintre un electron şi un atom neutru#+ prin procese termice!+ sub acţiunea radiaţiilor cu energie mare "raze cosmice, radiaţii gama#

+ sub acţiunea radioactivităţii naturale. Da separarea su' sarcină a contactelor unui aparat electric se produc rapidurmătoarele fenomene:

+ suprafaţa reală de contact scade foarte mult, pe măsură ce contactele sedepărtează

+ în ultimul punct de contact, metalul este încălzit p%nă la topire datoritadensităţii de curent foarte mari

+ puntea de metal lichid se vaporizează c%nd contactele s+au depărtat şimai mult

Aerul se ionizează foarte puternic, în condiţiile e5istenţei, într+un spaţiu foarte redusa unei cantităţi mari de vapori metalici şi a unor electrozi puternic încălziţi se

formează plasma

+" /etode si dispo'itive de stingere arcului electric n aparatele de comutaţie urmăreşte fr%narea a proceselor de ionizare şi favorizareacelor de deionizare. ;avorizarea proceselor de deionizare se realizează îndeose'i prin: + folosirea unor contacte de rupere din materiale cu punct de vaporizare c%t mairidicat + menţinerea unei presiuni ridicat" în zona în care se dezvoltă arcul electric + răcirea spaţiului în care se dezvoltă arcul electric + deplasarea arcului electric , prin sufla> magnetic, în zone cu gaze reci sau în

contact cu pereţii reci ai unei et de gaz sau lichid rece; + folosirea gazelor electromagnetice "he5afluorura de sulf# care au proprietatea dea fi5a electroni pe atomii neutri, form%nd ioni negativi cu mo'i litat e mult mairedusă + divizarea arcului.Da întreruptoarele cu vid înaintat nu este posi'ilă formarea arcului electric.

Stingerea arcului de curent continuu ,În ceea ce priveşte arcul de curent continuu, se constată următoarele

+ în coloana de arc căderea de tensiune este uniformă şi are o valoare cuprinsăîntre 13 si *0 8cm, în funcţie de mărimea curentului, natura, presiunea şi viteza dedeplasare a gazului

1*


14/38

+ în imediata apropiere a electrozilor, apare o cădere de tensiune de 20 *0 , înfuncţie de valoarea curentului şi de materialul electrozilor.ezultă că se poate e5prima căderea de tensiune în arc prin relaţia lui ASrton(entru stingerea arcului de curent continuu este necesară o cădere de tensiune în arcegală cu cel puţin tensiunea sursei. Fărirea necesară a căderii de tensiune în arc sa poate o'ţine pe una dintre următoarele căi:

+ cre*terea lungimii arcului , ce se o'ţine prin folosirea unor prelungiriînclinate ale contactelor, numite coarne de sufla>.

+ divi"area arcului , folosită la aparatele care au rupere du'lă, întrerup%ndcircuitul simultan în două puncte

+ deplasarea rapidă a arcului, concomitent cu lărgirea lui, cu ajutorulsuflajului magnetic.

n acest caz se foloseşte forţa care acţionează asupra unui conductor stră'ătut decurent electric "în cazul nostru B arcul electric# şi aflat într+un c%mp magnetic, îndispozitivele de acest fel, larg utilizate în aparatele de curent continuu, c%mpulmagnetic este creat chiar de curentul care stră'ate aparatul şi care tre'uie întrerupte

Stingerea arcului de curent alternativ divi"area arcului într+un mare număr de arcuri scurte, în camerele de stingere cu plăcuţedeionice. Acestea fiind din oţel, creează un c%mp magnetic eu efect de atracţie Asupra arculuielectric, ceea ce face ca la ma>oritatea aparatelor de >oasă tensiune să nu mai fie necesar şiun dispozitiv de sufla> magneticsuflajul. magnetic , folosit acum aptoape litanii la unele aparate de medie tensiune, încom'inaţie cu un grătar defonicutili"area mediilor de stingere;.

+ solide: nisipul de cuarţ ="la siguranţe#+ lichide: uleiul sau apa 6+ gazoase: aerul comprimat,T he5afluorura de sulf produsele su'stanţelor gazoase caaminoplastul sau fi'ra

vidul înaintat .

.3.2. $upracurenţii

$upracurenţii s%nt %#r"ţ! %&ror lor" d"p&-"-t" lor" %#r"$t#l#! $om!$l l #$#!prt *# l #$#! r"%"ptor "l"%tr!% .

$upracurenţii se datoresc unei stări anormale a receptorului sau circuitului electric. n general, supracurenţii apar în următoarele cazuri:+suprasarcină a unui receptor electric, cum este, de e5emplu, încărcarea unui motor

electric peste puterea sa nominală+scurtcircuit.$upracurenţii pot să fie:

+ d" d#rt& '$d"l#$7t&+ d" *%#rt& d#rt&.

)fectele supracurenţilor s%nt termice şi electrodinamice, duc%nd la solicitărisuplimentare ale aparatelor, conductoarelor şi receptoarelor electrice. n cazul curenţilor de suprasarcină efectul lor este îndeose'i termic, duc%nd întimp la distrugerea izolanţilor din >urul căilor de curent stră'ătuţi de curenţi.în multe cazuri însă suprasarcina este de scurtă durată, pasageră şi are un efect

negli>a'il !urenţii de scurtcircuit se datorează scăderii la valori foarte mici a impedanţeicircuitului electric. Această scădere se produce din cauza atingerii directe

1


15/38

accidentale a unor conductoare între care e5istă diferenţă de potenţial, în funcţie dediferenţa de potenţial dintre conductoare, de rezistenţa lor electrică şi de modulatingerii accidentale, curenţii de scurt+circuit pot atinge valori de ordinul miilor deamperi. &atorită acestor valori mari, efectele termice si electrodinamice s%nt foarte puternice. Da producerea unui scurtcircuit, variaţia curentului urmăreşte, de o'icei,

evoluţia în timp în care se o'servă că valoarea curentului de scurtcircuit scade încursul c%torva alternanţe p%nă la o valoare sta'ilizată + d. curentul de scurtcircuit dedurată "care se ia în consideraţie la calculul încălzirii la scurtcircuitU. aloarea de v%rf a primei alternanţe 2 * se numeşte curent de scurtcircuit de *oc şise ia în consideraţie la calculul forţelor electrodinamice. (entru a limita efectele, protecţia împotriva scurtcircuitelor tre'uie să fie c%tmai rapidă posi'il.$upracurenţii pot apărea pentru o durată foarte scurtă "0,03...0,01 s# în condiţiinormale de serviciu la conectarea transformatoarelor de putere, a lămpilor cufilament de Nolfram sau a 'ateriilor de condensatoare, put%nd depăşi de c%teva zecide ori curenţii nominali. Da conectarea motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit, valorilesupracurenţilor ating 3...7 si durează între * si 13 s.

apitolul II " Aparate de comand( şi protecţie

II"%" Aparate pentru comand( manual(

n instalaţiile electrice sunt folosite numeroase tipuri de aparate electrice de >oasătensiune cu acţionare manual( atît la închidere, cît şi la deschidere ele servesc numai lastabilirea *i întreruperea voită a unor circuite, neavînd rol de protecţie.

Aparatele electrice se pot împărţi în:+ aparate de conectare: întrerupătoare şi comutatoare cu pîrghie, pachet şi cu came,separatoare, întreruptoare de sarcină, întreruptoare cu siguranţă+ aparate pentru acţionarea ma*inilor electrice: comutatoare stea+triunghi,inversoare de sens, autotransformatoare de pornire, reostate de por nire şi e5citaţie,controlere+ aparate pentru instalaţii interioare pentru iluminat *i racordarea receptorilor mobili la reţea: întrerupătoare, comutatoare, prize si fise, conectoare etc.

Aparate de conectare

a" 2ntrerup(toare şi comutatoare cu pîrgie

$%nt aparate de construcţie foarte simplă, 'azate pe rotirea unor cuţite de contact cua>utorul unui m%ner izolat sau pentru întreruptoarele montate în spatele ta'loului cua>utorul unui sistem de p%rghii .$e fa'rică în ţară la tensiunea nominală de 800 ,

pentru curenţi între 23 şi 100 A cu acţionare directă, în construcţie prote>ată în 'achelită,iar pentru curenţi între 200 şi l000 A cu acţionare indirectă, în construcţie

deschisă

+" Intrerup(toare şi comutatoare pachet

13


16/38

Aparatele se o'ţin prin înşirarea pe acelaşi a5 a unui număr varia'il de elemente"pacheţi# de construcţie similară "nu neapărat identice# fiecare element cuprinz%nd ocale de curent. ;iecare cale de curent este formată din două sau trei contacte fixe,montate între discuri presate din material electroizolant "'achelită, amino+plast#%ontactele mobile , din material 'un conducător şi elastic "tom'ac#, s%nt aşezate pe un a5central şi se rotesc solidar cu a5ul.

$e deose'esc trei tipuri de contacte mo'ile, primul fiind folosit la între+ruptoare, iar celelalte lacomutatoare, permiţ%nd o'ţinerea unor scheme de comutare foarte variate. întreruptoarele+ pachet se pot realiza în e5ecuţie deschisă, prote>ată, capsulată, în 'achelită sau metal. &atorită întreruperii 'ruşte, cu două locuri de rupere şi în spaţiu închis, se o'ţincapacităţi de rupere relativ mari at%t în curent alternativ, c%t şi în curent continuu.$tingerea arcului electric se produce într+o cameră închisă formată din două discuriizolante. $e pot realiza scheme de conectare foarte variate şi se pot întrerupe curenţirelativ mari cu aceste aparate simple şi de ga'arit redus. $%nt foarte rezistente la şocuri şivi'raţii, ceea ce le face indicate pentru comanda acţionării masinilor+unelte, pentrumontarea pe panouri si pupitre de comandă, în atmosferă umedă şi cu praf, caz în care secapsulează, în figura este dată schema electrică a unui comutator pachet. !omutatoarele

pachet se construiesc pentru curenţi între l0 si 200 A, la tensiuni nominale de *H0B300 .!urenţii de rupere s%nt mai mici în circuite inductive şi de aceea nu se recomandăutilizarea acestor aparate în circuite cu cos V 0,.

c" 2ntrerup(toare şi comutatoare cu came

&in punct de vedere constructiv, întreruptoarele şi comutatoarele cu came seaseamănă cu întreruptoarele+pachet, fiind alcătuite tot dintr+un număr varia'il de căide curent suprapuse deschiderea şi închiderea contactelor mo'ile este, de asemenea,realizată prin acţionarea unui a5 central comun.

,eosebirea dintre întreruptoarele-pac#et *i întreruptoarele cu

came

constituie modul derealizare a circuitului de curent: la întreruptoarele+pachet contactele mo'ile se rotesc odată cu a5ul de acţionare, contactele fi5e fiind aşezate pe un cerc periferic, iar închidereasi deschiderea circuitului se realizează între contacte cu frecare de tip furcă, pe c%nd laîntreruptoarele cu came, contactele mo'ile e5ecută mişcări de translaţie, închiderea şideschiderea circuitelor realiz%ndu+se cu a>utorul unor contacte de presiune punctiformefără frecare. !omutatoarele cu came prezintă performante superioare în ceea ce

priveşte durata de viaţă, care este de 0,3Bl milion manevre faţă de 10 B 3000 lacomutatoarele + pachet, au posi'ilităţi mai mari de realizare a unor scheme comple5e,ga'arite reduse şi siguranţă mai mare în funcţionare, dar au capacităţi de rupere maimici, nu se pot folosi în curent continuu şi necesită un consum important de argint pentru pastilele de contact. !a şi comutatoarele şi întreruptoarele pachet, acesteaparate pot realiza o varietate foarte mare de scheme, se montează si se întreţin în modsimilar, dar contactele de lucru, fiind realizate din nituri cu alia>e de argint, nu se pilesc sinu se curăţă cu p%nze a'razive, ci numai cu o c%rpă aspră muiată în 'enzină.

d" 2ntrerup(toare de sarcin(

$e folosesc din ce în ce mai mult în locul întreruptoarelor cu p%rghie, asigur%nd faţă deacestea capacităţi de rupere si durate de serviciu mai mari în ga'arite reduse.

$e realizează fie în construcţii derivate din cele ale unor întreruptoare automate, la care s+au eliminat releele, fie în construcţii speciale

e" 2ntrerup(toare cu siguranţ(

14


17/38

în orice ta'lou de distri'uţie sau de comandă fiind necesar at%t un între+ruptor general, c%t şiun grup de trei siguranţe fuzi'ile de protecţie, s+a născut ideea com'inării celor douăfuncţiuni într+o construcţie comună, realiz%ndu+se astfel o economie de material si de spaţiu,întreruptoarele cu siguranţe se realizează fie în varianta simpla, fie într+o construcţie încare siguranţele s%nt independente de întreruptor, construcţie mai complicată, dar careelimină riscul accidentării operatorului în cazul închiderii întreruptorului pe un scurtcircuit.

f" Pri'e şi fişe

$e utilizează pentru conectarea la reţea a consumatorilor mo'ili, cum s%nt grupurile desudură, maşinile de găurit şi polizoarele portative etc.

Pri"a este fixă , av%nd contactele conectate la reţea, iar fisa este mobilă, av%nd contacteleconectate la cordonul fle5i'il de alimentare a consumatorilor.(rizele şi fişele industriale s%nt tripolare ele au în plus un contact - nenul si un contact de

pământ sau cel puţin unul cu am'ele funcţiuni. Wtiftul de contact corespunzător contactului de păm%nt tre'uie să fie mai lung, astfel ca legătura la păm%nt să se facă

înaintea celorlalte.

?otă. !onstrucţia prizei, amplasarea sau dimensiunile ştifturilor tre'uie astfelrealizate înc%t introducerea fisei în pri"ă să nu fie posibilă decât în po"iţia corectă. (rizele şi fişele industriale se construiesc pentru tensiunea de *H0 B 300 si curenţinominali între 14 si 100 A

!ste inter'is( întreruperea curentului prin scoaterea fi*ei din pri"ă .

(entru prizele de 4* A şi mai mari este o'ligatorie includerea în corpul prizei a unuiîntrerupt or prevăzut cu un mecanism de 'locare care împiedică scoaterea fişei din

priză dacă întreruptorul nu este deschis.

17


18/38

II"#" Aparate pentru comand( automat(

uprindem în aceast( grup( aparate care pot fi comandate de la distanţ( sau de

c(tre un releu de protecţie:

%" ontactoare şi ruptoare#" ontactoare cu relee3" 2ntreruptoare automate

%" ontactoare şi ruptoare

Principiul de funcţionare

!ontactorul este un aparat de comutaţie cu acţionare mecanică, electromagnetică sau pneumatică, cu o singură poziţie sta'ilă, capa'il de a sta'ili, suporta si întrerupe curenţiiîn condiţii normale de e5ploatare ale unui circuit, inclusiv curenţii de suprasarcină.

)lementele componente ale unui contactor sunt:+ circuitul principal de curent "'orne de racord la circuitul e5terior, contacte fi5e şicontacte mo'ile#+ circuitul de comandă "'o'ina electromagnetului de acţionare, contactele deautoreţinere şi 'utonul de comandă#+ circuitele auxiliare "contacte de 'locare, semnalizare#

+ dispo"itivele de stingere a arcului electric "camere de stingere, 'o'ine de sufla>#.În construcţia unui contactor mai intră elemente izolante, elemente metalice"altele dec%t cele conductoare#, cuva de ulei cu capac "numai la contactoarele în ulei#,elemente de fi5are, carcasa.

'servaţie. &in punct de vedere constructiv, deose'im contactoare siruptoare. Da contactoare, poziţia de repaus corespunde situaţiei cu circuitul principal deschis, în timp ce la ruptoare, poziţia de repaus corespunde situaţiei cucircuitul principal deschis.,în timp ce la ruptoare ,poziţia de repaus corespundesituaţiei cu circuit principal închis.

-ipuri constructive şi m(rimi caracteristice

&upă felul curentului din circuitul principal "circuitul comandat# ,contactoarele şiruptoarele pot fi de curent continuu sau de curent alternativ .

n mod normal, contactoarele se construiesc pentru tensiuni p%nă la 0 încurent continuu şi *H0 sau 440 în curent alternativ şi intensităţi nominale cuprinse între 4şi 400 A.

&upă modul de acţionare a contactoarelor mo'ile, contactoarele şi ruptoarele pot fi:+ cu acţionare prin electromagneţi "de curent continuu sau de curent alternativ,

indiferent de felul curentului din circuitul principal#. Aceasta este soluţia cea mai frecventfolosită, ea prezent%nd o serie de avanta>e "posi'ilităţi largi de comandă la distanţă,comandă uşoară şi rapidă prin 'utoane sau relee, putere de rupere suficient de mare#

1H


19/38

+ cu aer comprimat , îndeose'i la contactoarele de curent continuu pentru curenţimari "tracţiune electrică#, unde este necesară separarea rapidă a contactelor

+ cu acţionare mecanică , prin ar'ori cu came metoda este utilizata rar şinumai la intensităţi mici, deoarece puterea de rupere este mică, viteza ce separare acontactelor fiind redusă. &upă numărul de poli, se deose'esc contactoare şi ruptoare monopolare, bipolare,

tripolar "cele mai frecvent folosite# şi tetrapolare. &upă modul de deplasare a contactelor mo'ile, se deose'esc:

+ contactoare cu mi*care de rotaţie "cu o singură întrerupere pe fază# + contactoare cu mi*care de translaţie "cu două întreruperi pe fază#.

%ontactoarele cu mi*care de rotaţie s%nt mai ro'uste la solicitări prin vi'raţii, au o putere de rupere relativ mare "comport%ndu+se mai 'ine la utili zarea în curentcontinuu# şi se pot realiza cu uşurinţă în diferite variante construct ive "cu număr varia'il de poli sau de contacte au5iliare#.

Acest tip constructiv se foloseşte pentru contactoare de curent continuu, contactoare cucompoziţie varia'ilă, contactoare de regim greu "cu solicitări deose'ite de mediu,vi'raţii şi şocuri#, contactoare pentru întreruperea curenţilor capacitivi.

%ontactoarele cu mi*care de translaţie prezintă avanta>ul unui ga'arit redus, ceeace este favora'il realizării de panouri compacte.

$e pretează mai 'ine unei mecanizări avansate a fa'ricaţiei şi a monta>ului au odurată. mecanică de serviciu mare şi un cost mai redus. )le reprezintă o soluţie practicgeneralizată la contactoarele de curent alternativ p%nă la 00 A. variantă a acestui tip constructiv o constituie %o$t%tor"l" %# m!-%r" %omb!$t&, lacare direcţia de deplasare a contactelor mo'ile este perpendiculară pe direcţia de

deplasare a armăturii mo'ile a electromagnetului. Această construcţie, folosită şi lanoi pentru unele contactoare de peste 100 A, prezintă avanta>ul că reduce vi'raţiacontactoarelor, asigur%nd o rezistenţă merită la uzura su' sarcină.

Fărimile caracteristice ale unui contactor sunt:+ tensiunea nominală, n B tensiunea la care se dimensionează izolaţia aparatului ,distanţele de străpungere şi conturare + curentul nominal +n — curentul pe care îl poate suporta circuitul principal alcontactorului, fără a depăşi în regim normal de lucru încălzirea admisă lacontactoarele asociate cu relee termice, se defineşte şi curentul de serviciu , acestareprezent%nd curentul nominală. al releului termic. Da contactoarele folosite pentru

comanda motoarelor, se indică adesea puterea maximă a motorului care poate ficomandat+ frecvenţa de acţionare B numărul ma5im de acţionări pe care contactorul le

poa te e5ecuta într+o un itate de timp + durata relativă de conectare , care este standardizată, şi frecvenţa de conectare;am'ele determină clase de lucru sau regimuri de lucru pentru contactoare.Alte mărimi caracteristice s%nt capacitatea de rupere nominală sau capacitatea deînc#idere nominală.

Pro+leme de exploatare

&omeniul de utilizare al contactoarelor fiind foarte larg si în continuă e5tindere,cuprinde situaţii foarte diferite în ceea ce priveşte natura circuitului comandat şisolicitările pe care acesta le impune contactorului.

19


20/38

?ormele internaţionale definesc, pentru contactoarele de curent alternativ, intrucategorii tipice de regim de lucru :

A!1 B corespunzător sarcinilor pur rezistive "cuptoare, de e5emplu#A!2 B corespunzător motoarelor cu ineleA!* B corespunzător motoarelor cu rotor în scurtcircuitA! B corespunzător regimului de lucru cu şocuri şi inversări de sens ale motoarelor

cu rotorul în scurtcircuit Pentru contactoarele de c.c. se definesc cinci categorii tipice de regimuri de lucru: %/ 5 corespunzător sarcini rezistive

% 0 5 corespunzător motoarelor cu e5citaţie derivaţie % 1 5 corespunzător pornirii, mersului cu şocuri şi revărsării motoarelor derivaţie %2 + corespunzător motoarelor serie % 3 + corespunzător pornirii, mersului cu şocuri a motoarelor serie. $imilar, pentru contactele au5iliare s%nt două categorii standardizate: A!11şi&!11.

#" ontactoare cu relee

ontactorul cu relee termice"!ea mai uzuală com'inaţie este contactorul cu relee termice, denumit şi demaror

magnetic* realizat uzual at%t în e5ecuţie deschisă, c%t şi închisă ). (entru protecţia împotriva curenţilor de scurtcircuit, în amonte contactorului cu releetermice tre'uie montat un întrerupător automat sau siguranţe fuzi'ile adecvate. $efolosesc de asemenea inversoare de sens automat cu două contactoare toate înter'locate întreele electric şi. mecanic "c%nd unul este închis, celălalt nu se poate închide#

&emaroarele magnetice rezolvă în cele mai 'une condiţii comanda şi protecţiamotoarelor electrice în caz de supraîncălzire periculoasă.

;izic, construcţia contactorului este separată de cea a releelor, acestea din urmărealiz%ndu+se ca unităţi distincte, numite 'locuri. !ontactoarele asociate cu relee termicese folosesc numai acolo unde frecvenţa de conectare nu depăşeşte "0 ... 40# con8oră. !ontactoarele cu relee termice nu s%nt indicate pentru protecţia motoarelor cu pornirigrele, cu frecvenţe mari de conectare, sau a motoarelor cu două turaţii. omutatoarele automate stea4triunghi!omutatoarele automate stea+triunghi sunt formate din trei contactoare "reţea, stea şitriunghi#, un 'loc de relee termice de protecţie şi un releu de timp cu care se poateregla timpul de la pornire p%nă la trecerea de la cone5iunea stea la cone5iuneatriunghi.

3" 2ntrerup(toare automate• Principiul de funcţionare

$pre deose'ire de contactoare, întreruptoarele automate se caracterizează prin faptul că, odată închise contactele principale, ele s%nt menţinute în poziţiautorul unui zăvor mecanic numit


21/38

+ circuitul principal de curent , format din: contacte principale,contacte de rupere "'o'ină de sufla> magnetic#, coarne de sufla> şi 'orne de racordla circuitul e5terior, realizate din profile de cupru.

(astilele de contact se e5ecută din materiale sinterizate "argint cu Nolfram#. Daîntreruptoarele mari se folosesc două categorii de contacte pe pol: contacte

principale , care se e5ecută din argint, şi contacte de rupere care se e5ecută din

argint+Nolfram cu peste 30X Y, argint+grafit.+ camerele de stingere a arcului electric , e5ecutate din materialerezistente la acţiunea arcului electric

+ piese i"olante pentru susţinerea căilor de curent si separarea fazelorrealizate de o'icei prin presare din răşini fenolice

+ mecanismul de acţionare *i "ăvorâre , realizat din ta'le şi profile deoţel tratate în mod special pentru a face faţă uzurilor şi solicitărilor

+ cutia aparatului , e5ecutată din ta'lă de oţel la aparatele mari şi dinrăşini fenolice la aparatele mici şi întreruptoarele tip


22/38

chiar dacă tensiunea dispare complet economie de energie;

5 posibilitatea de a se dimensiona electromagnetul mai economic – în cazul acţionării prin electromagnet , dat fiind faptul că el se alia su' ten siune numai o fracţiune desecundă, cit se produce închiderea- re"istenţă mult mai mare la solicitări prin vibraţii si *ocuri mecanice

;olosirea zăvorîrii mecanice are însă şi dezavanta>e, cele mai importante fiind: frecvenţa de conectare permisă este foarte mică "cel mult c%teva zeci de manevre pe

zi#, durata de serviciu fiind de ordinul zecilor de mii de ac ţionări + aparatul are o construcţie complicată , fiind în consecinţă şi relativ scump.

• -ipuri si caracteristici constructive

&ată fiind varietate mare a domeniilor de utilizare, se întîlneşte şi o marevarietate a tipurilor constructive de întreruptoare automate. $e pot distingetotuşi c%teva categorii principale de astfel de aparate.:

2ntreruptoarele automate tripolare comandate prin 'uton se e5ecută pentruintensităţi nominale pînă la 0 A.

2ntreruptoarele automate în construcţie deschis( se construiesc pentru,curenţi nominali medii şi mari. sunt comandate atît manual, cît şi cuelectromagneţi sau servomotor şi sînt folosite îndeose'i pentru protecţiacircuitelor principale ale alimentărilor eu energie .

Întreruptoare automate compacte, în carcasă de masă plastică fenolică, seconstruiesc pentru curenţi nominali de ordinul sutelor de amperi ele sînt folosite

pentru protecţia circuitelor electrice din instalaţiile industriale unde se impun

dimensiuni reduse ale panourilor. Întreruptoare automate limitatoare se construiesc pentru instalaţii de ordinulsutelor de amperi şi capacităţi de rupere p%nă la 100 -A virtuali. )le limiteazăvaloarea curentului de scurtcircuit apărut în instalaţie, reduc%nd mult solicităriletermice şi electrodinamice la care este supusă instalaţia "de aici le vine si numelede ează foarte eficient împotriva

pericolului electrocutării şi incendiilor.

22


23/38

Întreruptoarele automate diferă de asemenea, prin modul de acţionare şi prin gradul de echipare cu dispozitive accesorii, cum sînt: contacte de semnalizare,dispozitive, de declanşare de la distanţă, declanşatoare ele tensiune minimă,dispozitive de temporizare a declanşării prin relee etc. .În prezent, practic, tot"'$tr"r#ptor"l" #tomt" d" o*& t"$*!#$" *" "6"%#t % prt" d" '$tr"r#p"r" '$ "r.

apitolul III" Aparate de semnali'are şi control

Gutoanele de comanda sunt folosite p"$tr# %om$d o!t& %o$t%tor"lor pe maşini+unelte, ascensoare, maşini de ridicat, pupitre de comandă. )le sunt în general prevăzutecu un contact normal deschis (N) şi un contact, normal închis (N2), putînd fi folositedeci fie ca b#to$" d" por$!r", fie ca b#to$" d" opr!r", în funcţie de contactul care se

conectează în circuit. #to$"l" mai comple5e (d#bl") pat comanda simultandeschiderea, unor circuite şi închiderea altora. !urenţii nominali de serviciu s%nt deo'icei 4 A "rar, 10 A# în curent alternativ, şi 1,3 B 2 A în curent continuu. Gutoanele decomandă se împart în două grupe mari:

4utoane pentru montare pe panou

4utoane în cutii înc#ise&in punctul de vedere al funcţiei îndeplinite, e5istă o foarte mare varietate constructivă:b#to$" $orml", b#to$" %!#p"r%& cu capul mai mare, folosite ca 'utoane de oprire şi de

avarie, b#to$" %# %4"!" care se pot încuia pe poziţia dorită, împiedic%nd acţionarea de cătrecei care nu posedă cheie, b#to$" %# lmp& care luminează c%nd dau comanda, b#to$" %#r"ţ!$"r" care răm%n pe poziţia închis din care pot ieşi prin tragere sau rotire, şi multealtele. categorie importantă o constituie butoanele selectoare , care pot realiza diferitescheme în funcţie de poziţia micului m%ner rotativ cu care s%nt prevăzute .Acest lucru îl pot realiza şi butoanele manipulatoare , prevăzute cu o manetă a cărei

poziţie "sus, >os, stingă, dreapta# determină realizarea anumitor scheme, de o'iceidestinate acţionării unui organ al maşinii chiar în sensul indicat de manetamanipulatoare .

4utoanele în cutii înc#ise se clasifică în primul r%nd prin numărul de 'utoane incluse încutie, în al doilea r%nd prin gradul de protecţie asigurat de cutie.&e o'icei, 'utoanele de comandă s%nt colorate sau marcate după un anumit cod:

B "rd" sau l!t"r l indică 'utonul de pornire, respectiv de punere su' tensiune a

2*


24/38

circuitului B ro-# sau l!t"r indică 'utonul de oprire, respectiv de scoatere desu' tensiune a circuitului.

Pnii producători folosesc concomitent marcarea prin culori şi prin litere

lasificarea aparatelor de semnali'are şi control

4.uton normal deschis56ormal 7pen8!and 'utonul este apasat, elementul de comutare se deplaseaza impotriva forteiarcului de comutare si realizeaza contactul dintre cele doua terminale. !and 'utonuleste eli'erat, atunci contactul va reveni in pozitia initiala.4.uton normal inchis56ormal lose8

!and 'utonul este apasat, elementul de comutare se deplaseaza impotriva forteiarcului de comutare si intrerupe contactul dintre cele doua terminale. Astfel, circuituleste intrerupt. !and 'utonul este eli'erat, atunci arcul va resta'ili cantactul in pozitiainitiala.

4 .uton cu doua contacte5hange 7ver8Da apasarea 'utonului, contactele normal inchise vor intrerupe circuitul, iar celenormal deschise vor inchide circuitul. Da eli'erarea 'utonului, contactele vor reveni la

pozitia initialal.

4omutator cu 'avorare59oc:er S;itch8&upa ce este actionat comutatorul, contactul este practic zavorat mecanic. Apasand din nou pecomutator, se va eli'era contactul si va reveni in pozitia initiala.

4


25/38

(oduri rulante Ascensoare

Da aceste instalaţii apare în mod fregvent necesitatea fie de a se întrerupe funcţionareainstalaţiei c%nd cursa orga în mişcare a dep%şit limita permis%, fie mde a comanda succesiuneade operaţii, în funcţie de poziţia piselor în mişcare.&eplasarea elementelor mecanice de comandă este de multe ori foarte lentă dacădeplasarea contactelor mo'ile ar fi legată direct de organul de comandă, contactele s+ar uza rapid. &e aceea, toate limitatoarele de cursă directe "cu curenţi mari# au dispozitivede acţionare 'ruscă a contactelor, iar cele indirecte e5istă în am'ele variante: cu contactde translaţie şi cu contact săritor .

4


26/38

normale

miniaturizate

su'miniaturizate

apitolul I?" Instalaţii de comand( a unui motor

I?"%" /otorul asincron ) pornirea direct(

(entru pornirea motoarelor asincrone tre'uie asigurate următoarele condiţii:- cuplul de pornire să fie suficient de mare- curentul de pornire să nu depăşească valoarea admisi'ilă pentru reţeaua de alimentare

a motorului- durata procesului să fie c%t mai scurtă

Alegerea metodei de pornire se face funcţie de reţeaua de alimentare "dacă este suficientde puternică# şi funcţie de mecanismul acţionat de motor.

Fotoarele asincrone cu rotorul în scurtcircuit pot fi pornite utiliz%nd următoarelemetode:) por$!r" pr!$ %#plr" d!r"%t& l r"ţ";

b) por$!r" *t"5tr!#$74!;

%) por$!r" %# bob!$" d" r"%t$ţ";

d) por$!r" %# #totr$*formtor.

Pornirea prin cuplare direct( la reţea

24


27/38

Această metodă, deşi este e5trem de simplă "se realizează prin simpla cuplare la reţea aînfăşurării statorice#, nu se utilizează dec%t pentru motoare de puteri mici "( ? V 2,3 -Y la cele înconstrucţie normală#.

(ornirea poate fi făcută manual, cu a>utorul unui comutator Z de regulă cu came, sauautomat, cu a>utorul unui contactor, respectiv dis>unctor. (entru motoare care sunt utilizate înanumite sectoare economice pornirea se face şi cu a>utorul demaroarelor.

(ornirea directă prin comandă manualăa motorului asincron cu rotorul în scurtcircuit

(ornirea automată "cu contactor# a unuimotor asincron cu rotorul în scurtcircuit

(ornirea prin cuplare directă a motoarelor de mică putere este posi'ilă, din următoareleconsiderente:+ reţeaua de alimentare e suficient de puternică

Comanda manualăa pornirii

27


28/38

+ şocurile de cuplu nu provoacă solicitări periculoase mecanismului acţionat+ secţiunea conductoarelor înfăşurării statorice este mică, ceea ce conduce la o rezistenţă

mare, respectiv un curent 1p "curentul statoric la pornire#, relativ scăzut+ aceste motoare au momentul de inerţie mic, ceea ce determină pornirea lor înainte ca 1p

să atingă valoarea ma5imă.

I?"#" /otorul asincron ) pornirea în stea4triunghiFetoda se poate utiliza doar la motoarele care în mod normal funcţionează în triunghi.

(entru e5emplificare se consideră două motoare ale căror tensiuni nominale "de linie#,corespunzătoare cone5iunilor stea "=[=# şi triunghi "= ∆ =#, sunt *H08220 [8∆ , respectiv4408*H0 [8∆ . &acă reţeaua de alimentare furnizează *H0 , singurul motor care poate fi

pornit cu a>utorul acestei metode este cel de+al doilea.

$chema de principiu corespunzătoare pornirii stea+triunghi este prezentată în figura 2.*.9.

(ornirea cu două întreruptoare manualeM Z întreruptor cu p%rghie Z comutator stea+triunghi 1 Z poziţie stea 2 Z poziţie

triunghi$ Z statorul maşinii asincrone Z rotorul maşinii asincrone

(ornirea motorului asincron, în acest caz, se realizează în felul următor "iniţial @ % şi Isunt deschise#:

+ se trece comutatorul stea+triunghi I pe poziţia % "corespunzătoare cone5iunii stea aînfăşurării statorului#

+ se alimentează înfăşurarea statorică prin închiderea întreruptorului @ % "motorul

porneşte, punctul său de funcţionare se deplasează pe caracteristica mecanică artificială detensiune,


29/38

%8 (entru reprezentarea calitativă a caracteristicilor din figura următoare s+a ţinut seamade faptul că o dată cu modificarea tensiunii de alimentare, P1, alunecarea critică, s- "respectivturaţia critică, n- #, nu este afectată, în timp ce cuplul ma5im F- depinde de pătratul tensiunii.

(rin urmare, ţin%nd cont de faptul că o dată cu trecerea de la =[= la = ∆ = tensiunea defază, P1, se modifică de * ori, rezultă:

1

/

56 57

=

lucru vizi'il pe figura alăturată.

&in aceleaşi considerente şi raportul cuplurilor de pornire areaceeaşi valoare:

1

/

p6

p7 =

2# !urentul de pornire "valoarea de linie# corespunzător cazului \n care conectarea la

reţea se face în stea se calculează cu relaţia:/sc

8 1

/9 .

f7 +

p7 + == ,

unde cu P1? a fost notată tensiunea nominală "de linie# a reţelei de alimentare, iar cu f7 +

curentul de fază corespunzător cone5iunii stea.&acă pornirea s+ar face cu înfăşurarea statorică în cone5iune triunghi, curentul de fază

corespunzător ar avea valoarea:

/sc 8

/9

f + =

∆,

ceea ce conduce la următoarea valoare a curentului de pornire a'sor'it din reţea:

/sc

8

/9 .

f +

p + ** =

∆=

∆

(rin urmare, se o'ţine:*

1=

∆ p +

p +

!ele demonstrate anterior >ustifică următoarele conclu'ii:+ pornirea stea+triunghi este însoţită de şocuri de curent şi de cuplu+ metoda prezintă avanta>ul unui curent de trei ori mai mic dec%t cel corespunzător

conectării directe+ cuplul de pornire scade de trei ori, ceea ce impune ca această metodă să poată fi utilizată

doar pentru porniri în gol sau cu sarcină foarte mică.

)voluţia punctului

de funcţionare

29


30/38

I?"3" /otorul asincron ) pornirea cu +o+ine de reactanţ( 5 în circuitul

statoric 8

(rincipial, această metodă este asemănătoare cu cea anterioară, ea presupun%ndalimentarea motorului, în primul moment al pornirii, cu o tensiune redusă faţă de ceanominală.

)voluţia punctului de funcţionare este asemănătoare cu cea din cazul anterior cudeose'irea că, în noua situaţie, nu se mai păstrează acelaşi raport al cuplurilor şi curenţilor.Astfel, dacă se alimentează cu un curent limitat de > ori, cuplul fiind direct proporţional cu

pătratul curentului scade de > ? oriÎn concluzie, se poate spune că soluţia utilizării unor 'o'ine de reactanţă este simplă şi

ieftină. Fetoda este însă însoţită de şocuri de curent şi de cuplu.În plus, apare şi dezavanta>ul unei scăderi rapide a cuplului, ceea ce a determinat

utilizarea metodei în cazul unor porniri rare, în gol sau cu sarcină redusă.7+servaţie)În condiţii similare, se poate utiliza un autotransformator care are avanta>ul că, la pornire,

cuplul scade în acelaşi raport cu intensitatea curentului de pornire.

(ornirea cu 'o'ine de reactanţă

(ornirea cu 'o'ine de reactanţă în circuitul statoric se realizează în felul următor "iniţial@ % şi @ # sunt deschise#:

+ se închide @ %, în acest fel maşina asincronă fiind alimentată cu o tensiune, P 1p, o'ţinutăca diferenţă între tensiunea reţelei, P1?, şi căderea de tensiune pe 'o'ina de reactanţă ]

+ după intrarea în turaţie, se închide @ # "se scurtcircuitează reactanţa ]#, motoruluiaplic%ndu+i+se întreaga tensiune a reţelei.

I?"0" /otorul asincron ) reglarea vite'ei motoarelor asincrone

*0


31/38


32/38

apitolul ?" 6orme de SS/ pentru montareaaparatelor în instalaţiile electrice

Făsurile constructive care se iau se împart în mai multe categorii, B Protecţiaîmpotriva electrocutării prin asigurarea i"olaţiei , at%t a pieselor de manevră, c%t si a

celorlalte piese, metalice cu care operatorii poate veni accidental în contact.

(iesele do manevră tre'uie să fie din material izolant sau îm'răcate în material

izolant, iar piesa metalică pe cere acţionează piesa do manevră tre'uie să fie

izolată faţă de părţile su' tensiune resptect%ndu+se distanţele de străpungere şi

conturnare sta'ilite de norme. !adrul metalic al aparatului tre'uie să fie prevăzut cu

şuru' de punere la păm%nt, iar zona din >urul şuru'ului tre'uie să fie cositorită şi sărăm%nă nevopsită pentru a se asigura un contact electric 'un al conductorului de

legare la păm%nt.

?otă. (entru mai multă siguranţă împotriva electrocutării, este recomandată folo*!r"

t"$*!#$!! $"p"r!%#lo.*" d" ?@ < '$ tot" %!r%#!t"l" d" %om$d&.

Aparatele care nu s%nt montate în încăperi speciale tre'uie să fie închise în carcase. În

locurile umede, cu pericol mare de electrocutare, carcasele tre'uie să nu poată fi

deschise de personal necalificat :ele tre'uie să fie prevăzute cu şuru'uri necesit%nd chei

speciale "de e5emplu, şuru'uri cu cap triunghiular# sau cu 'loca>e care să nu permită

deschiderea capacului dec%t după ce întreruptorul interior a fost scos de su'+ tensiune.

B Protecţia împotriva acţionării accidentale a aparatelor prin prevederea 'utonului

de comandă cu inele de protecţie. (entru evitarea comenzilor greşite, indicaţiile

'utoanelor tre'uie să fie foarte clare, eventual cu imagini sugestive

++ Protecţia împotriva manifestărilor exterioare ale întreruperii curenţilor ; flăcări, gaze

fier'inţi, gaze ionizate etc. (entru aceasta, carcasele de protecţie tre'uie să reziste la

presiunea gazelor produse la întreruperea curentului corespunzător capacităţii de rupere,

ieşirea gazelor fier'inţi tre'uie să fie orientată numai în sus, în afara zonei în care s+ar

putea găsi mina sau faţa operatorului.

2"/(suri privind exploatarea aparatelor Făsurile care tre'uie luate în e5ploatare se împart în:

+ măsuri care tre'uie luate la montarea aparatelor.

+ măsuri care tre'uie luate în cursul e5ploatării.

*2


33/38

:a montarea aparatelor este necesar:

B să se verifice concordanţa dintre parametrii instalaţiei şi datele măr eşte peaparat sau înscrise în catalogul produsului

B să se verifice izolaţia aparatului şi funcţionarea lui corectă B să se fi5eze 'ine aparatele pe panou sau pe perete, să se etanşeze corect

trecerile conductoarelor, să se închidă 'ine capacele, să se respecte distanţele minime prevăzute în instrucţiuni faţă de alte aparate şi în special în partea superioară faţă dealte piese puse la păm%nt sau su' tensiune

B să se instruiască personalul asupra modului de deservire marc%ndu+se e5plicit 'utoanele şi manetele de comandă şi afiş%ndu+se principalele indicaţii6 privind acţionareamaşinii şi în special acţiunile periculoase care tre'uie evitate. +n exploatarea aparatelor este necesar:

Bsă nu se intervină la aparate dec%t după ce au fost sigur scoase com plet de su'tensiune, de la întreruptorul sau separatorul din amonte. Da acesta tre'uie at%rnatăo tă'liţă cu te5tul ;


34/38

.i+liografie1. Cosma, D., ş.a. Electromecanică. Laborator de bazele metrologiei. Manual

pentru anul I Şcoala de rte şi Meserii ! domeniulelectromecanică, Editura Econimică "reuni#ersitaria,$ucureşti, %&&'

%. Mirescu, (.C.,ş.a.

Laborator te)nologic. Lucrări de laborator şi *işe de lucru.+ol. I şi II. Editura Economică "reuni#ersitaria, $ucureşti,%&&

'. Mareş, l., ş.a. (olicitări şi măsurări te)nice. Laborator te)nologic. uiliar curricular pentru clasa a /-a, liceu te)nologic ! pro*il te)nic.

Editura Econimică "reuni#ersitaria, $ucureşti, %&&1. $ălăşoiu, 0., ş.a. Elemente de comandă şi control pentru acionări şi (2,

manual pentru clasele a /I-a şi a /II-a, liceu te)nologic,specializarea electrote)nică. Editura Econimică"reuni#ersitaria, $ucureşti, %&&%

3. 4ilo)i, (., ş.a. Elemente de comandă şi control pentru acionări şi (2,manual pentru clasele a /I-a şi a /II-a, liceu te)nologic,specializarea electrote)nică. Editura Didactică şi"edagogică, $ucureşti, %&&%

5. 4ilo)i, (., ş.a. Instalaii şi ec)ipamente. 0e)nologia meseriei. Manual pentrulicee industriale, clasele a I/-a şi a /-a, domeniulelectrote)nică şi şcoli pro*esionale, Editura Didactică şi"edagogică, $ucureşti, 1665

7. 8 8 8 Dicionar. In#entatori ş i in#enii. Editura 0e)nică, $ucreşti,%&&1

9. nton, ., ş.a. (olicitări şi măsurări te)nice. Editura :rizonturi ;ni#ersitare,0imişoara, %&&1

6. 8 8 8 Ştiina azi. Dosarele cunoaşterii. Editura Egmont, $ucureşti,%&&&

1&. 8 8 8 Enciclopedia te)nică ilustrată. Editura 0eora, $ucureşti, 166611. 8 8 8 E#oluia te)nologiei. Editua rborele lumii?1. Mira, @., ş.a. Instalaii electrice industriale. Antreinere şi reparaii. Manual

pentru clasa a /I-a, licee industriale şi şcoli pro*esionale,Editura Didactică şi "edagogică, $ucureşti, 1695

13. "opa, . parate electrice de Boasă şi naltă tensiune. Manual pentrulicee industriale cu pro*il de electrote)nică şi şcolipro*esionale, Editura Didactică şi "edagogică, $ucureşti,1677

15. Mira, @., ş.a. Instalaii şi ec)ipamente electrice. Manual pentru clasele a/I-a şi a /II-a, licee industriale cu pro*il de electrote)nică şi

şcoli pro*esionale, Editura Didactică şi "edagogică,$ucureşti, 166

*


35/38

Anexe Bixarea aparaturii electrice

iarea poate *i *ăcută n interior, eterior sau pe lateralul unui panou electric.

uncie de tipul aparatului şi de rolul pe care-l are n circuit, montarea se poate *ace

debroşabil, pe şasiu, pe contrapanou sau n decupaBul unui panou electric.

Anexa -ipuri de pri'e

iarea aparatelor electrice prin montaB pe şină

iarea aparatelor electrice prin montaB pe şasiu

iarea aparatelor electrice prin montaB pe patină *uncională

Antreruptor debraoşabil montat pe soclu

Antreruptor debroşabil montat pe şasiu

"rize duble cu contact de protecie

*3


36/38

Ane5a /ipuri de întreruptorare

"rize simple cu şi *ără contact de protecie

"riză simplă cu sistem de protecie mpotri#aatingerii #oite a contactelor, pentru pre#enirea

electrocutării

Antreruptor simplu

Antreruptor dublu

Antreruptor simplu cu

semnalizarea prezeneitensiunii n poziia nc)is

Antreruptor dublu cusemnalizarea prezenei

tensiunii n poziia nc)is

*4


37/38

ntreruptoare cu p%rghie

Ane5ă. Gutoane de comandă

a b c

*7


38/38

48488081-Proiect-utilizarea-aparatelor-electrice-in-instalatii.doc

Documents

Transcript of 48488081-Proiect-utilizarea-aparatelor-electrice-in-instalatii.doc