Aparate de protectie de j

LICEUL CONSTANTIN BRNCOVEANU - HOREZU

PROIECT DE SPECIALITATE PENTRU EXAMENUL DE CERTIFICARE A COMPETENELEOR PROFESIONALE

NIVEL 3

Calificarea profesionala: Tehnician in instalatii electrice

TEMA : APARATE ELECTRICE DE PROTECTIE DE JOASA SI MEDIE TENSIUNE NDRUMATOR :

ELEV:

Prof. Toma Mirela

Moldoveanu Gheorghita-LaurentiuAn scolar 2012-2013

CUPRINS

BIBLIOGRAFIE....3ARGUMENT..... 4CAPITOLUL 1-Aparatele de joasa tesiune....................................................5

1.1. Sigurante fuzibile de joasa tensiune .........51.1.1.Definitie, reprezentare conventionala, simbolizare, marimi caracteristice.... 51.1.2.Clasificarea sigurantelor fuzibile........ 61.1.3.Caracteristicile tehnice ale sigurantelor fuzibile ....111.1.4.Avantaje si dezavantaje ale sigurantelor fuzibile...111.1.5.Alegerea sigurantelor fuzibile....121.1.6.Verificarea sigurantelor fuzibile 12

1.2.- Relee de protectie........... 131.2.1.Relee termice..131.2.2.Relee electromagnetice..14CAPITOLUL 2. Aparate electrice de protectie de medie si inalta

tensiune.. 15

3.1.Definirea domeniului si prezentarea aparatelor15

3.2.Sigurante fuzibile de inalta tensiune.16

3.3.Eclatoare si declansatoare.17

3.4.Bobine de reactanta...18CAPITOLUL 3.Montare.Intretinere.Reparare..19CAPITOLUL 4. Norme de protectie a muncii..20ARGUMENTProductia si consumul de energie electrica reprezinta indicatori ai dezvoltarii economice a unei societati. Necesitatea unui consum tot mai mare de energie electrica a obligat economia mondiala la o exploatare industriala a principalilor combustibili utilizati in acest scop : titeiul, carbunele si gazul natural. Cum rezervele din astfel de combustibili sunt limitate, se pune problema utilizarii lor tot mai rational si totodata, folosirea altor forme de energie : nucleara, eoliana, solara, geotermica, etc.

Aparatele electrice sunt mecanisme (sisteme electromecanice) parcurse de curent care au rolul de a masura, regla, modifica si semnaliza parametrii acestuia.

Aparatele electrice de joasa tensiune sunt aparate ce se construiesc pentru tensiuni nominale ce nu depasesc 1000 V curent alternativ, 1200 V curent continuu. Se realizeaza intr-o mare varietate de tipuri si se folosesc nu numai in centrale si statii electrice, ci si in industrie si sectorul casnic pe scara larga. De altfel, toate aparatele electrice folosite in sectorul casnic sunt aparate de joasa tensiune; la fel- o mare parte a aparatelor electrice folosite in industrie.Se numesc aparate electrice de medie si inalta tensiune acele aparate care indeplinesc functii ( de comutatie- separatoare, separatoare de sarcina, sectionere, scurtcircuitoare, intreruptoare; de protectie si limitare a curentilor si a tensiunilor- eclatoare, descarcatoare, sigurante fuzibile, bobine de reactanta; de masurat si control- transformatoare de masura de tensiune si de curent, indicatoare de tensiune) in retelele electrice de peste 1kV.Clasificarea aparatelor electrice de joasa tensiune dupa functia pe care o indeplinesc in cadrul schemelor electrice este urmatoarea : aparate de conectare (comutatie) : intreruptoare automate, contactoare, comutatoare, inversoare de sens, separatoare; aparate de protectie : sigurante fuzibile, intreruptoare automate, relee termice, contactoare cu relee; aparate pentru comanda si semnalizare : butoane, chei, intreruptoare parghie, limitatoare, relee, ventile, lampi, hupe, sonerii; aparate pentru pornirea si reglarea motoarelor electrice : comutatoare stea-triunghi, autotransformatoare, reostate, controlere; aparate de masura : ampermetre, voltmetre, wattmetre, contoare.

Regimul nominal de functionare al unei instalatii electrice este cel pentru care a fost ea dimensionata, in care nu se depasesc anumite limite prestabilite de solicitare electrica, termica, mecanica, etc si care corespunde functionarii normale a acesteia.

Regimurile anormale de functionare sau defectele determina depasirea limitelor stabilite pentru functionarea normala a instalatiei si pot provoca avarii, a caror gravitate variaza in functie de numerosi factori- tipul instalatiei, locul in care a fost realizata, consumatorii pe care ii alimenteaza, conditiile de mediu, prezenta factorului uman, s.a

Rolul aparatelor de protectie din instalatiile electrice este sesizarea depasirii limitelor impuse de regimul normal de functionare al instalatiei in care sunt montate si a evita, prin modul lor specific de actiune, producerea avariilor. Inlaturarea cauzei care a produs actiunea aparatelor de protectie le readuce pe acestea in starea lor normala de functionare.

CAPITOLUL 1

Aparate electrice de protectie de joasa tensiuneNotiunea de aparat electric de joasa tensiune cuprinde un numar foarte mare de aparate, foarte diferite intre ele, atat ca domeniu de utizilare cat si in mod de constructie si grad de complexitate, dar indeplinid toate functiile generale de a miljloce si usurare a transportului de energie electrica de la sursele de energie electrica (generatoere, transformatoare, pile, acumulatoare) la consumatoriii de energie electrica.

1.1.Sigurantele fuzibile1.1.1 Definitie, reprezentare conventionala, simbolizare, marimi caracteristice.Sigurantele fuzibile sunt aparate cu intrerupere automata destinate protectiei instalatiilor electrice de iluminat si de forta impotriva efectelor termice si dinamice produse de curentii de scurtcircuit si de suprasarcina foarte mari.

Functionarea de principiu a sigurantelor se bazeaza pe elemental fuzibil (un fir sau o banda subtire de metal), montat in serie cu obiectul protejat, calibrat astfel incat :

sa reziste la trecerea curentului electric pana la o anumita valoare, fara intreruperea continuitatii circuitului in care este montat;

sa se topeasca foarte rapid la trecerea unui curent de intensitate mai mare decat cea admisa de instalatie, cu intreruperea circuitului protejat.

Reprezentarea conventionala a sigurantelor fuzibile este prezentata in fig.1.1

Fig. 1.1 Semne conventionale pentru reprezentarea sigurantelor fuzibile

a- pe circuit monofazat

b,c- pe circuit trifazat

Simbolizarea sigurantelor fuzibile se face conform STAS 4273/1.3- 91 prin doua litere :

prima litera arata domeniul din caracteristica de fuziune pe care se asigura functionarea corecta (arderea fuzibilului). Se utilizeaza :a.- functionarea corecta numai pe o portiune a caracteristicii t= f(Is)

g.- functionarea corecta pe toata caracteristica de fuziune t= f(Is).

- a doua litera indica domeniul de utilizare recomandat :

I(L)- protectia cablurilor si conductoarelor de distributie (caracteristica

rapida)

M- protectia motoarelor si receptoarelor electrice (caracteristica lenta)

R - protectia semiconductoarelor (caracteristica ultrarapida)

B- protectia instalatiilor electrice miniere (fara manifestari exterioare)Constructiv sigurantele fuzibile sunt : sigurante cu filet- tip D (Diazed)- cu corp, capac si patron;

sigurante cu elemente de contact : tubulare si cu cutite NH (MPR).

Marimile caracteristice ale sigurantelor fuzibile sunt :

1. curentul nominal al corpului sigurantei In;

2. curentul nominal al fuzibilului Inf;3. capacitatea de rupere a sigurantei Ir : mica, medie, mare;

4. tensiunea nominala Un in current alternative si current continuu;

5. frecventa nominala 45- 65 Hz;

6. temperature mediului ambiant.

Curentul nominal al soclului este acel curent de valoare constanta care poate fi suportat un timp nedefinit, fara a se depasi supratemperaturile maxime admisibile si pentru care s-a calculat functionarea de durata a partilor conductoarelor de curent si a contactelor sigurantelor.

Curentul nominal al fuzibilului este acel curent de durata (garantat de fabrica constructoare) la care elementul fuzibil trebuie sa functioneze timp indelungat. Se determina prin calibrarea sa pe baza de incercari.

Tensiunea nominala a sigurantei fuzibile intervine ori de cate ori se aleg sau se compara intre ele doua sigurante de constructie diferita. In majoritatea tarilor europene, standardele prevad ca orice aparat trebuie sa poata functiona corect un timp nelimitat si la o tensiune cu 15% mai mare decat tensiunea nominala.Curentul de rupere (capacitatea de rupere) reprezinta valoarea maxima a curentului de scurtcircuit, pe care il poate intrerupe siguranta, in conditii de incercare precizate de norme, aceasta ramanand fara deteriorari.

Sigurantele lente intrerup circuitul pe care sunt montate intr-un timp mai lung decat cele rapide. De aceea sunt recomandate sa fie utilizate pentru protectia circuitelor cu varfuri de curent de scurta durata ce apar in functionarea normala a unor receptoare (motoare asincrone, transformatoare de sudura).

Sigurantele rapide actioneaza intr-un timp scurt, atat in regimuri de suprasarcina, cat si de scurtcircuit, de aceea ele sunt recomandate pentru protectia circuitelor fara varfuri mari de sarcina (receptoare de forta cu regim de functionare continuu, receptoare de iluminat).

Sigurantele lent-rapide intrunesc avantajele ambelor caracteristici, actionand lent la suprasarcina si rapid la scurtcircuit, fiind astfel de preferat celor lente in cazul protectiei receptoarelor de forta industriale.

Sigurantele ultrarapide actioneaza extrem de rapid la curentii de scurtcircuit si sunt destinate protectiei receptoarelor ce nu suporta incarcari termice mari (redresoare cu semiconductoare, tiristoare).

1.1.2. Clasificarea sigurantelor fuzibile

Clasificarea sigurantelor fuzibile de joasa tensiune are in vedere criterii constructive si functionale care sa asigure, pe cat posibil, indeplinirea cerintelor impuse la realizarea acestora.

Dupa modul de realizare a intreruperii si solutia constructiva exista sigurante cu intrerupere : - in aer :

- deschise

- cu maner

- tubulare

- in nisip :

- cu filet

- cu mare putere de rupere.

Dupa timpul de producere a topirii fuzibilului exista sigurante :

rapide : la care timpul pana la topire este foarte scurt, chiar si in cazul unor supraintensitati de valori foarte apropiate de curentul nominal al fuzibilului;

inerte : care au o functionare intarziata la supraintensitati relativ mici (suporta un timp relativ lung, de ordinul secundelor sau minutelor, dupa caz, supraintensitati de cateva ori mai mari decat curentul nominal) si actioneaza foarte rapid la scurtcircuite (la fel ca cele rapide).

Dupa modul de functionare si de ardere a fuzibilului, sigurantele fuzibile tubulare pot fi : foarte rapide (simbol FF);

rapide (simbol F);

semitemporizate (simbol M);

temporizate (simbol T);

foarte temporizate (simbol TT).

Dupa domeniul pe care asigura protectia sigurantele se realizeaza pentru :

protectia pe intregul domeniu de curenti (simbol g)

protectia de la un multiplu al curentului nominal in sus (simbol a).

Dupa obiectul protejat sigurantele se realizeaza pentru :

protectia conductoarelor (normale sau rapide, cu caracteristici gL); protectia motoarelor (lent- rapide, cu caracteristici aM);

protectia semiconductoarelor (ultra- rapide, cu caracteristici aR si gR).

Sigurantele fuzibile cu filet sunt cel mai frecvent utilizate in instalatiile pentru protectia circuitelor de iluminat si de forta de joasa tensiune si intensitati ale curentului electric de valori medii (6- 100 A). Componentele lor de baza sunt : soclul :1. se realizeaza din material ceramic;2. asigura fixarea sigurantei pe suportul de sustinere in tabloul electric;

3. este prevazut cu borne de legare la circuitul exterior;4. se executa cu legaturi electrice : in spate (sigurante LS); in fata- izolate (sigurante LF) si neizolate de contactul cu mana (de tip industrial- sigurante LFi)

patronul fuzibil este :1. un corp tubular ceramic, de o anumita forma;2. umplut cu nisip cuartos, cu rol de sustinere a firului fuzibil si de mediu de stingere a arcului electric format la topirea acestuia;3. inchis la capete cu capace de contact metalice.

firul fuzibil sau lamela fuzibila este :1. intins in masa de nisip intre capacele de contact;2. fixat in partea inferioara de capacul de contact prin lipire, iar in partea superioara, de un disc diferit colorat (in functie de curentul sau nominal), printr-un resort de intindere, care arunca discul din pozitia normala, la topirea fuzibilelor (permitand o identificare rapida a sigurantei fuzibile);

piesele de contact : au diametru interior calibrat si permit introducerea exclusiv a patroanelor pana la o anumita intensitate, corespunzatoare circuitului protejat, impiedicand introducerea patroanelor de intensitate nominala mai mare (care nu ar putea asigura protectia corecta). capacul filetat este compus din :1. piesa metalica filetata, pentru prinderea lui in soclu, care

asigura fixarea patronului si introducerea firului fuzibil in

circuitul electric;2. piesa din material ceramic, pentru sustinerea si izolarea piesei metalice, care permite observarea discului colorat al patronului (indicator al starii de functionare).

Sigurantele cu mare putere de rupere de joasa tensiune (cu maner) sunt sigurante fuzibile de constructie speciala, care pot intrerupe curenti de scurtcircuit de ordinul zecilor de kiloamperi, folosite uzual in retele de distributie urbana si in instalatii industriale.

Componentele de baza ale MPR sunt :

soclul : un tub foarte rezistent, din portelan sau steatit, umplut cu nisip fin si inchis ermetic la capete prin capace metalice, care indeplineste acelasi rol functional ca si al sigurantelor cu filet; fuzibilul : o banda de argint sau cupru perforata (pentru stingerea usoara a arcului electric), trecuta de la un capat la celalalt si sudata de acestea, avand aplicate aliaje de topire prin efect metalurgic (la variantele moderne), in scopul reducerii incalzirii sale in regim normal;

suportul : din material ceramic, umplut cu nisip cuartos, in care este montat fuzibilul, fiind prelungit la capete cu doua contacte de tip cutit;

contactele electrice : de tip furca, introduse in contactele cutit ale patronului; manerul de prindere : pentru montarea fuzibilului in soclul sigurantei, prins de patronul fuzibil prin gheare de fixare;

bornele de contact : prin care se realizeaza legatura electrica la contacte.

Sigurante cu mare putere de rupere

Sigurantele fuzibile tubulare (cilindrice) sunt sigurante cu mare putere de rupere, care :

se realizeaza in constructie simplificata si cu gabarit redus;

nu folosesc cutite, de regula, legatura cu circuitul exterior realizandu-se chiar prin capetele de inchidere a tubului ceramic protector.

Siguranta tubulara1.1.3. Caracteristicile tehnice ale sigurantelor fuzibile de joasa tensiune

I. Marimile nominale ale soclurilor :1. tensiunea nominala- in functie de care se dimensioneaza izolatia sigurantei;2. curentul nominal- in functie de care se dimensioneaza contactele si caile de curent, valorile standardizate fiind : 25, 63, 100, 200, 350, 630, 1000 A.

II. Curentul nominal al patroanelor : acopera o scara mai larga de valori, pentru asigurarea unei protectii cat mai eficiente, valorile standardizate fiind

pentru sigurantele cu filet : uzual, 6, 10, 16, 20,25 A (in soclu de 25 A); 35, 40, 63 A (in soclu de 63 A); 80, 100 A (in soclu de 100A) si, mai rar 125, 160 si 200 A (in soclu de 200 A ); pentru sigurantele MPR (de c.a. cu frecventa de 50 sau 60 Hz) : uzual, 50, 63, 80, 100 A (in soclu de 100A); 125, 160, 200, 250, 315 A (in soclu de 315 A) si 400, 500, 630 A (in soclu de 630 A).III. Puterea de rupere :

relatia de calcul generala : Pr= 3UnIs [MVA], unde :

Un este tensiunea nominala a sigurantei;

Is este valoarea efectiva a celui mai mare curent de scurtcircuit prezumtiv (posibil de atins in cazul in care siguranta ar fi inlocuita cu o portiune de conductor cu rezistenta neglijabila) pe care il poate intrerupe siguranta.

pentru sigurantele de joasa tensiune, se exprima sub forma capacitatii de rupere Ir [kA], indicandu-se numai valoarea maxima a curentului de scurtcircuit ce poate fi interupt fara deteriorarea sigurantei, care este mare, la sigurantele cu filet (de 5- 8 kA) si foarte mare, la sigurantele MPR (pana la 1000 kA, cu un efect de limitare foarte puternic).IV. Caracteristica de protectie (timp- curent) t= f(I) :

reprezinta variatia timpului de functionare t (scurs de la inceputul scurtcircuitului pana in momentul topirii fuzibilului) in functie de valoarea curentului de scurtcircuit prezumtiv;

trebuie corelata cu caracteristica termica a obiectului protejat, pentru alegerea corecta a sigurantelor, in scopul asigurarii unei protectii eficiente a instalatiei respective;

este necesara pentru realizarea selectivitatii protectiei la scurtcircuit, cu stabilirea succesiunii de functionare in timp a diferitelor aparate de protectie montate in serie intr-un circuit dat, astfel incat aparatul de protectie cel mai apropiat de defect sa declanseze primul, lasand o portiune cat mai mare din circuit neafectata de defect.

1.1.4. Avantaje si dezavantaje ale sigurantelor fuzibile

Avantaje :

sunt ieftine;

au constructie simpla;

au proprietatea de a intrerupe curentii mari de scurtcircuit intr-un timp foarte scurt, inca inainte ca acestia sa fi atins valoarea maxima posibila (se realizeaza, deci o limitare a curentului de scurtcircuit care strabate instalatia, reducandu-se foarte mult solicitarile termice si dinamice la care aceasta este supusa).

Dezavantaje :

intreruperea instalatiei la arderea fuzibilului, pe un termen relativ lung, necesar inlocuirii acestuia;

variatia in limite foarte largi a timpului de topire, facand dificila asigurarea selectivitatii (intreruperea liniei numai in punctul de alimentare cel mai apropiat de locul defectului);

ramanerea motorului in doua faze datorita topirii unei singure sigurante din cele trei care protejeaza un circuit trifazat;

eficienta redusa la protectia impotriva suprasarcinilor;

nu pot fi reglate in exploatare in scopul realizarii unei caracteristici de protectie.

1.1.5. Alegerea sigurantelor fuzibile

Valorile curentilor nominali ai fuzibilelor sigurantelor se vor alege cat mai reduse (pentru asigurarea sensibilitatii protectiei), dar astfel incat sa nu intrerupa functionarea instalatiilor la suprasarcini de scurta durata data de utilajul tehnologic antrenat sau in cazul pornirii motoarelor electrice.

1. Protectia motoarelor electrice

Se stie ca motoarele electrice asincrone absorb la pornire un curent mai mare decat curentul nominal.

Ip= kpIn,

in care kp= 57 la motoarele asincrone cu rotor in scurtcircuit; kp= 1,62 la motoarele asincrone cu rotorul bobinat.

Valoarea curentului fuzibilului se calculeaza cu relatia :

Ifc= , in care cs este un coeficient de siguranta, care depinde de tipul pornirii (grea sau usoara) si anume :

cs= 1,62, pentru pornire grea;

cs= 2,5 , pentru pornire usoara.

Daca sunt alimentate mai multe receptoare pe acelasi circuit,

Ifc=, in care Ipmax este cel mai mare curent de pornire

Ici= curenti ceruti de ceilalti consumatoriDupa ce s-a calculat aceasta valoare se alege valoarea standardizata a curentului nominal al fuzibilului, cea mai apropiata. Se va avea in vedere asigurarea selectivitatii protectiei. Se aleg tipul sigurantei si curentii nominali ai corpului si capacului sigurantei.

2. Protectia coloanelor, instalatiilor de iluminat si bateriilor de condensatoare:

pentru coloane : Ifc 3Iad;

pentru instalatiile de iluminat : Ifc Ic (Ic- current de calcul); pentru bateriile de condensatoare : Ifc= (1,31,8) Icond.In cazul coloanelor, se observa ca exista o relatie intre curentul nominal al fuzibilului si sectiunea conductorului.

1.1.6. Verificarea sigurantelor fuzibile

Sigurantele alese trebuie sa fie sensibile sis a aiba capacitatea de rupere. Aceasta se verifica cu relatiile : Ksens= 1,5 si Irup isoc(k1.2.RELEELE DE PROTECTIE Releele de protectie sunt aparate electrice care au rolul de a opri functionarea intalatiei electrice pe care o protejeaza in momentul aparitiei unui regim anormal de functionare.

Releele de protectie se clasifica dupa mai multe criterii:

dupa marimea electrica de actionare, releele pot fi de curent, de tensiune, de putere, etc;

dupa principiul constructiv se deosebesc: relee termice, relee electromagnetice, relee de inductie;

dupa timpul de functionare, releele pot fi instantanee sau de timp, acestea din urma putand avea caracteristica independenta sau dependenta.

Releele cu caracteristica independenta au practic acelasi timp de functinare, indiferent de valoarea curentului. Releele cu caracteristica independenta au timpul de functionare legat de valoarea curentilor de actionare.1.2.1Relee termice

Releele termice sunt elemente serie de circuit care asigura protectia instalatiilor electrice impotriva efectelor pe care le pot produce suprasarcinile de durata ale motoarelor termice (1,26)In. Releele termice sunt elemente bimetalice incalzite de curentul de comanda ce poate fi acelasi sau proportional cu intensitatea curentului din instalatia protejata. La incalzire , bimetalul se curbeaza si, la depasirea unei anumite temperaturi deformarea bimetalului este suficient de mare pentru a determina deschiderea unui contact auxiliar care, la randul lui comanda deschiderea contactorului ce alimenteaza instalatia protejata.

Deci piesa de baza a releului termic este bimetalul (piesa formata din doua metale cu coeficienti de dilatatie foarte diferiti, incat la incalzire se dilata incovoindu-se pe partea metalului cu coeficientul de dilatatie mai mic).

Releele termice actioneaza temporizat ca si siguranta fuzibila avand o caracteristica asemanatoare, cu diferenta ca nu raspunde la curentii de scurtcircuit. Releele termice se pot gasi ca piese componente intr-un alt aparat (intreruptor automat, contactor cu relee termice) sau se pot introduce in circuite ca aparate independente. In acest din urma caz se mai numesc si blocuri de relee termice.

Se folosesc relee termice tip TSA cu lamele bimetalice in montaj direct pana la In=63A si relee tip TSAW in motaj indirect cu transformatoare de curent trifazate.

Protectia la suprasarcina a motoarelor de importanta deosebita se realizeaza numai cu ajutorul termistoarelor montate in infasurarile motoarelor. Circuitul de protectie poate fi prevazut si cu compensare in functie de temperature mediului ambiant.

Alegerea releelor termice

Se calculeaza curentul ce trebuie reglat la releul termic cu relatia:

Irt=(1,051,2)Ism.

Se alege curentul de serviciu (Is) al releului termic astfel incat sa existe relatia Irt=(0,671)Iskt.

In functie de curentul se serviciu se alege curentul nominal si tipul releului termic.

Verificarea functionarii la suprasarcina a protectiei cu relee termice si face astfel: se regleaza la releu curentul rezultat din calcul Irt si se porneste motorul din stare rece. Dupa ce a functionat 15 min se scoate siguranta fuzibila de pe una din faze. Releul trebuie sa declanseze in cel mult 2 minute. Daca nu declanseaza, se va roti butonul de reglaj spre limita inferioara pana cand releul declanseaza. Se monteaza siguranta fuzibila, iar dupa pauza necesara se verifica daca releul nu declanseaza la pornire1.2.2.Relee electromagnetice Acestea asigura protectia la curentii de scurtcircuit sau la scaderea tensiunii. Relee de curent. Aceste relee au un electromagnet (figura 2.2 a).

Cand curentul din bobina depaseste o anumita valoare armatura mobila este atrasa. Domeniul de reglare al releului electromagnetic in cazul protectiei la scurtcircuit este de (5-10)In pentru protectia motoarelor si (3-6)In pentru protectia retelelor.

O armatura mobila 2 actioneaza direct sau prin intermediul unor parghii asupra unor contacte (Cf si Cm). Forta electromagnetica de atractie a armaturii mobile este proportionala cu patratul curentului care trece prin bobina 1. Datorita acestui fapt, releele electromagnetice pot fi utilizate atat in curent continuu cat si in curent alternativ.

Reglarea curentului la care armatura mobila este atrasa se executa prin modificarea fortei antagoniste F1 data de un resort 3 si prin variatia intrefierului.

Pentru reglajul la beneficiar, releul este prevazut cu un buton de reglare si cu scara gradata in amperi sau in multipli ai curentului nominal.

Releele electromagnetice nu sunt aparate de sine statatoare. Ele se gasesc montate intr-un ansamblu de aparate (intreruptoare automate, etc).

Relee de tensiune minima. Releul de tensiune minima actioneaza pentru anumita valoare a tensiunii aplicate la bornele bobinei (figura 2.2 b). Reinchiderea se produce instantaneu. Dispozitivul de temporizare poate fi un mecanism de ceasornic sau, pentru curent continuu, un dispozitiv de temporizare cu condensator.

Releele de tensiune minima apartinand intreruptoarelor automate, trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii de functionare:

sa anclanseze la tensiunea de minimum 0,85 Un; sa retina armatura mobila la 0,7 Un;

sa se deschida comandand declansarea intreruptorului automat atunci cand tensiunea bobinei ajunge la minimum 0,35 Un pentru curent alternativ si la 0,15 Un pentru curent continuu

Releul de tensiune minima protejaza numai la scaderea tensiunii.

Declansatoarele sunt aparate care, datorita unei marimi de intrare de natura electrica, actioneaza printr-un impuls mecanic direct asupra mecanismului de declansare al unui intreruptor, pentru a intrerupe alimentarea receptorului protejat in momentul aparitiei unui regim anormal de functionare.

Declansatoarele electromagnetice de curent se folosesc pentru protectia la scurtcircuit.

Declansatoarele de tensiune minima se intalnesc in constructia intreruptoarelor automate folosite pentru protectia motoarelor.

CAPITOLUL 2APARATE ELECTRICE DE PROTECTIE DE MEDIE SI INALTA TENSIUNE

2.1. Definirea domeniului si prezentarea aparatelor

Inalta tensiune cuprinde intregul domeniu de tensiuni nominale de la 1kVin sus.

In cadrul acestui domeniu, se numesc tensiuni medii tensiunile nominale peste 1kV si mai mici de 10kV folosite exclusiv pentru alimentarea motoarelor mari (1-6kV) si pentru distributie. Tensiunile foarte inalte, de la 110 kV in sus, se folosesc, de regula, numai pentru transportul energiei electrice.

In instalatiile de inalta tensiune se folosesc o serie de aparate, unele cu acelasi rol functional ca in joasa tensiune (sigurante fuzibile, separatoare, intreruptoare automate, contactoare), altele cu caracter specific (eclatoare, descarcatoare, bobine de reactanta).

Cele mai utilizate aparate in instalatiile de inalta tensiune sunt:

separatoarele;

intreruptoarele automate;

contactoarele de inalta tensiune;

sigurantele fuzibile de inalta tensiune;

eclatoarele si descarcatoarele;

bobinele de reactanta.

Aparatele de protectie de medie tensiune sunt: eclatoarele si descarcatoarele, bobinele de reactanta.

2.2. Sigurante fuzibile de inalta tensiune

Sigurantele fuzibile sunt aparate care asigura protectia instalatiilor electrice impotriva curentilor de scurtcircuit prin topirea unei parti a caii de curent.

Din punct de vedere constructiv, o siguranta fuzibila de inalta tensiune consta dintr-un patron izolant, tereminat la capete cu doua armaturi metalice, in interiorul caruia se afla fuzibilul metalic legat de cele doua armaturi. Pentru a usura stingerea arcului, interiorul patronului izolant este umplut cu un material solid (nisip de cuart) sau este captusit cu materiale solide generatoare de gaze (fibre, diferite rasini).

Patronul se fixeaza pe izolatorul suport rigidizat pe un cilindru metalic. Elementul fuzibil al sigurantei se conecteaza in serie cu circuitul instalatiei protejate prin intermediul bornelor de legatura si este topit direct de curentii de scurtcircuit sau de suprasarcina care il strabat. Dupa stingerea arcului electric aparut in procesul de fuziune a elementului, circuitul se intrerupe, protejand astjel instalatia din aval. Ulterior fuzibilul ars este inlocuit, siguranta putand fi astfel utilizata din nou.

Parametrii principali ai sigurantelor de inalta tensiune, in afara de tensiunea nominala, sunt: curentul nominal al patronului, curentul nominal al fuzibilului si puterea limita de rupere a sigurantei.

Conform normelor de incercare, fuzibilele sigurantelor pentru protectia circuitelor principale trebuie sa se topeasca dupa o ora de functionare la un curent egal cu 1,3In in mai putin de o ora la un curent de 2In. Sigurantelor fuzibile pentru protectia transformatoarelor de tensiune trebuie sa li se topeasca firul fuzibil la un curent cuprins intre 0,61,8A pe o durata de 1min. Se construiesc pentru tensiuni pana la 35kV, curenti pana la 100A pentru 10kV, pana la 40 A pentru 25-35kV.

2.3. Eclatoare si descarcatoare

Descarcatoarele si eclatoarele electrice sunt aparate destinate a proteja echipamentul electric impotriva supratensiunilor atmosferice si uneori impotriva supratensiunilor de comutatie (interne).

Eclatoarele sunt cele mai simple aparate pentru protejarea instalatiilor impotriva supratensiunilor atmosferice. Un eclator este format din doi electrozi metalici, din care unul se conecteaza la linie, iar celalalt la pamant. Unda de supratensiune ce apare la descarcarea atmosferica strapunge intervalul distructiv si, prin arcul electric ce se formeaza, este dirijata spre pamant. Curentul de insotire, de frecventa industriala, ramane in continuare si dupa disparitia curentului de impuls produs de unda de supratensiune, punand astfel instalatia electrica la pamant. Daca reteaua electrica functioneaza cu neutrul pus la pamant, atunci descarcarea electrica produce un scurtcircuit la pamant care este lichidat de protectia retelei. Daca reteaua functioneaza cu neutrul izolat, strapungerea intervalului distructiv duce la punerea la pamant a retelei. In functie de capacitatea si inductanta retelei electrice, punerea la pamant poate deveni instabila.

Tipurile constructive uzuale sunt: eclatorul cu coarne (coarnele ajuta la stingerea arcului amorsat) si eclatorul cu tija.

Deci, eclatoarele sunt aparate simple si ieftine, dar imprecise si, in general nu pot stinge arcul amorsat.

Descarcatoarele tubulare se obtin prin introducerea unui eclator intr-un tub de material gazogen, fiind capabile sa intrerupa arcul electric format datorita suflajului de gaze produse prin descompunerea materialului gazogen.

Pentru a se evita solicitarea continua a dielectricului tubului se intercaleaza, de obicei, un al doilea eclator intre descarcator si conductorul protejat.

Descarcatoarele cu rezistenta variabila sunt formate din urmatoarele elemente:

o coloana cu discuri 1, obtinute din praf de carbura de siliciu (carborund) aglomerat cu anumiti lianti, care constituie o rezistenta variabila in functie de tensiune; o coloana de eclatoare identice 2, formate din discuri de cupru sau alama, separate prin distantiere (de mica, steatit);

un izolator de portelan, in interiorul caruia sunt inchise ermetic eclatoarele si rezistentele;

bornele de legatura electrica si elementele de fixare mecanica.

La aparitia unei supratensiuni, eclatorul amorseaza un arc electric. Se stabileste astfel prin rezistente un curent de punere la pamant de la cateva sute la cateva mii de amperi.

2.4.Bobinele de reactanta se folosesc pentru limitarea curentilor de scurtcircuit in retelele de medie tensiune. Curentul de scurtcircuit este:

Isc=

unde ZL este impedanta liniei, iar ZR este impedanta bobinei de reactanta (practic egala cu reactanta, rezistenta ohmmica a bobinei fiind foarte mica). Se vede ca printr-o dimensionare corespunzatoare a bobinei se poate obtine o reducere apreciabila a curentului de scurtcircuit.

De obicei, bobinele se calculeaza astfel incat curentul de scurtcircuit sa fie limitat la 20 In.

Bobinele de reactanta sunt bobine in aer, fara miez de fier. La scurtcircuit, deoarece o mare parte din tensiunea retelei se aplica la bornele bobinei, este puternic solicitata izolatia intre spire. De asemenea, apar forte electrodinamice foarte mari care solicita puternic atat spirele cat si legaturile intre ele. De aceea, spirele se rigidizeaza prin turnare in beton sau cu distantiere din isoplac sau stratitex.

In cazul in care cele trei bobine de faza se monteaza suprapus, bobina corespunzatoare fazei de mijloc trebuie astfel montata, incat sensul de spiralizare al conductoarelor sa fie opus celui al celorlalte doua faze (in caz contrar, apar solicitari electrodinamice deosebit de mari intre bobine).

CAPITOLUL 3Montare.Intretinere.RepararePrin parcurgerea modulului ntreinerea aparatelor de joas, medie i nalt tensiune, elevii vor fi capabili s:

selecteze aparatele de medie i nalt tensiune;

verifice funcionalitatea aparatelor de medie i nalt tensiune;

evalueze solicitrile aparatelor de joas, medie i nalt tensiune;

realizeze ntreinerea aparatelor de joas, medie i nalt tensiune Lucrri de ntreinere i reparaii specifice aparatelor electrice:

Lucrri de ntreinere i reparaii specifice aparatelor de joas tensiune: ntreruptoare, contactoare i ruptoare, relee de protecie, sigurane automate i fuzibile, aparate de comand de la distan, aparate de semnalizare.

Montarea aparatelor de josa medie si inalta tensiune se face doar cand reteaua electrica nu este supusa tensiunii, astfel riscam sa incalcam Norme de Protectia si Sanatea Muncii. Repararea se efectueaza doar in momentul cand este oprit tot circuitul, mai exact cand nu circula cureti in retea.CAPITOLUL 4NORME DE PROTECTIA MUNCII

Din punct de vedere al pericolelor pe care le prezinta, exploatarea instalatiilor electrice difera de exploatarea altor instalatii, la care pericolul este anuntat de cele mai multe ori prin unele semnale, la care simturile omului reactioneaza si il ajuta sa ia masuri de aparare. In instalatiile electrice, curentul si tensiunea nu prezinta niciun indiciu care sa previna omul asupra pericolului posibil.

Instalatiile electrice sunt dimensionate pentru un anumit regim de functionare (regimul nominal) in care nu se depasesc anumite limite de solicitare termica, mecanica, electrica. Acest regim corespunde unei functionari normale a instalatiei. Depasirea acestor limite se datoreaza unui defect sau unor functionari anormale care pot provoca avarii, adica pagube care uneori pot fi deosebit de mari. Aparatele de protectie au rolul de a sesiza depasirea limitelor impuse de regimul nominal si prin comenzile pe care le dau evita producerea avariei. Dupa ce se inlatura cauza care a provocat actionarea aparatelor de protectie, acestea intra din nou in functionare normala.

In functionarea aparatelor, atat in conditii normale de serviciu, cat si in caz de avarii, fiecare dintre elementele componenete este supus unor anumite solicitari, la care trebuie sa reziste in bune conditii, timp de 10-20 ani , fara a fi necesare alte interventii ale personalului de exploatare decat cele prevazute a se face cu ocazia reviziei periodice.

Trecerea curentului prin corpul omenesc poarta numele de electrocutare. Electrocutarile pot avea loc in urmatoarele cazuri:

atingerea cailor de curent ale echipamentelor electrice care in mod normal sunt sub tensiune;

atingerea partilor metalice ale echipamentelor, intrate accidental sub tensiune si care nu sunt racordate la o instalatie de protectie corespunzatoare.

Electrocutarile prin atingere directa pot avea loc in urmatoarele imprejurari:

atingerea unor borne sau bare ale tablourilor de distributie, cand se executa legaturi improvizate sau legaturi sub tensiune fara mijloce de protectie corespunzatoare; atigerea bornelor unui intreruptor ale carui capace de protectie lipsesc sau sunt deteriorate;

atingerea cutitelor unui intreruptor care nu are aparatoare de protectie, in timpul manevrarii acestuia;

atingerea unui conductor sub tensiune, in urma deteriorarii izolatiei sau carcasei unui echipament, prin lovirea cu obiecte ascutite si fara ca in prealabil sa fi identificat cu atentie traseul acestuia.

Principalele masuri pentru evitarea accidentelor prin electrocutare sunt:

folosirea carcaselor de protectie, ingradirilor si blocajelor care permit izolarea partilor mecanice ale echipamentelor aflate sub tensiune;

folosirea mijloacelor individuale de protectie din dotare (mijloace de protectie izolante, indicatoare mobile de tensiune, garniturile de scurtcircuitare si legare la pamant, ingradirile provizorii, placile avertizoare);

folosirea protectiei prin legarea la priza la pamant si prin legarea carcasei echipamentului la nulul retelei;

Pentru electricieni, mijloacele de protectie cuprind urmatoarele categorii:

mijloace de protectie contra electrocutarii: prajini izolante, manusi, cizme, platforme, covoare si presuri electroizolante, clesti electroizolanti, scule cu manere izolante;

mijloace de protectie pentru verificarea prezentei sau a lipsei de tensiune (indicatoare mobile de tensiune);

mijloace de protectie contra aparitiei accidentale a actiunii , ca urmare a conectarilor gresite sau a descarcarilor atmosferice ( scurtcircuitoare mobile, legare la pamant);

mijloace de protectie pentru delimitarea zonelor de lucru (ingradirile mobile, imprejmuirile si semnalizarile);

mijloace de protectie cu rol de avertizare si semnalizare vizuala, cu caracter de interdictie sau anulare a accesului, a manevrelor, in scopul prevenirii unui pericol sau al marcarii unor locuri fara pericol, placi avertizoare, banderole avertizoare, semnalizatoare; mijloace de protectie contra traumatismelor (centura si franghie de siguranta, casca de protectie), a actiunii agentilor chimici (costume, manusi si cizme antiacide, ochelari), a produselor de ardere (masti contra gazelor, manusi), a actiuni arcului electric (ochelari de protectie).

Executarea, exploatarea, intretinerea si repararea instalatiilor electrice se face numai de catre electricieni calificati

Persoanele care deservesc instalatiile electrice trebuie sa indeplinesca urmatoarele conditii:

sa fie sanatoase din punct de vedere psihic;

sa nu sufere de boli sau sa aiba infirmitati care i-ar putea stanjeni in activitatea lor;

sa posede cunostinte profesionale si de tehnica a securitatii muncii si prevenire si stingere a incendiilor, corespunzatoare functiei ce o detin;

sa cunoasca procedeele de scoatere de sub tensiune a persoanelor electrocutate si a le poate acorda primul ajutor.

Pentru o insusire a cunostintelor de tehnica a securitatii muncii, de prevenire si stingere a incendiilor, de scoatere de sub tensiune si de acordarea primului ajutor, personalul muncitor este supus urmatoarelor instructaje: instructajul introductiv general, instructajul la locul de munca si instructajul periodic.

In exploatarea sigurantelor fuzibile trebuie sa se tina seama de urmatoarele probleme:

marimea sigurantei trebuie aleasa corect in functie de sectiunea conductorului protejat;

trebuie interzisa inlocuirea fuzibilelor arse cu fire de cupru necalibrate si in special trecerea firului de cupru pe deasupra elementului de inlocuire;

la montarea sigurantelor toate legaturile de contact trebuie sa fie bine stranse si este necesar sa se verifice periodic mentinerea fortei de apasare pe contact;

sigurantele fuzibile trebuie sa fie asezate in partea de sus a panourilor astfel incat caldura degajata de ele sa nu afecteze alte elemente ale instalatiei;

introducerea in furci a sigurantelor cu mare putere de rupere trebuie facuta cu manusi de protectie si cu fata aparata , tinand seama ca este posibil sa existe un scurtcircuit pe linie, iar siguranta sa explodeze;

prevederea unor paravane intre faze pentru a evita scurtcircuitul in cazul spargerii unui patron.

sigurantele fuzibile de inalta tensiune nu trebuie atinse niciodata, ele fiind montate intr-un circuit de inalta tensiune. Schimbarea fuzibilului se poate face numai dup ace se constata ca circuitul respective este scos de sub tensiune

In toate situatiile enumerate se inlocuiesc subansamblurile defecte, dupa care aparatul trebuie reglat la parametrii initiali.`

BIBLIOGRAFIE

Gheorghiu N, Selischi Al, s.a Echipamente electrice, Editura Didactica si

Pedagogica, Bucuresti, 1981

Stan AL.I, Canescu T,s.a Aparate, echipamente si instalatii de electronica

industriala. Manual pentru clasele a IX-a si a X

a, Editura Didactica si Pedagogica, R.A,

Bucuresti, 1993.

Canescu T- Tehnologia lucrarilor electrotehnice. Manual pentru clasele a

IX-a si a X-a, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1979

Hihohi S. i alii InstCE VREI FOFalaii i echipamente. Tehnologia meseriei. Manual

pentru clasele IX-X-a E.D.P., R.A. Bucureti, 1992

Mira N., Negu C. Instalaii i echipamente electrice. Manual pentru cls.

XI- XII- a E.D.P., R.A. Bucureti, 1996

Mircea I. Instalaii i echipamente electrice. Ghid teoretic i practic

E.D.P., R.A. Bucureti, 1996

Bichir N, Mihoc D, s.a Masini, aparate, actionari si automatizari. Manual

pentru clasele a-XI-a si a-XII-a, Editura Didactica

si Pedagogica, R.A, Bucuresti, 1993 .

Mares F, Balasoiu T, s.a Elemente de comanda si control pentru actionari

si sisteme de reglare automata. Manual pentru

clasele a-XI-a si a-XII-a, Editura Economica

Preuniversitaria, Bucuresti, 2002

PAGE 16

_1272124223.unknown

_1272125354.unknown

_1333716993.unknown

_1272091666.unknown