Tema-Contactoare Si Ruptoare

33
CUPRINS Argument…………………………………………………… ..……pag. 3 Capitolul I: Generalitati privind aparatele electrice…………..….…pag. 4 Capitolul II: Contactoare si ruptoare A. Constructie si functionare……………………….. ………..pag. 5 B. Tipuri constructive si marimi caacteristice……………..…pag. 10 C. Probleme de exploatare……………………………...…….pag. 15 Capitolul III: Combinatii de contactoare cu relee……….…………..pag. 17 Capitolul IV: Masuri de protectie a muncii…………………...……..pag. 20 Bibliografie…………………………………………………….…….pag. 23 2

description

tehnica electrice

Transcript of Tema-Contactoare Si Ruptoare

Page 1: Tema-Contactoare Si Ruptoare

CUPRINS

Argument…………………………………………………… ..……pag. 3

Capitolul I: Generalitati privind aparatele electrice…………..….…pag. 4

Capitolul II: Contactoare si ruptoare

A. Constructie si functionare………………………..………..pag. 5

B. Tipuri constructive si marimi caacteristice……………..…pag. 10

C. Probleme de exploatare……………………………...…….pag. 15

Capitolul III: Combinatii de contactoare cu relee……….…………..pag. 17

Capitolul IV: Masuri de protectie a muncii…………………...……..pag. 20

Bibliografie…………………………………………………….…….pag. 23

2

Page 2: Tema-Contactoare Si Ruptoare

ARGUMENT

S-a ales aceasta tema datorita rolului deosebit de important pe care il au

aparatele electrice in general, in cadrul circuitelor electrice.Asfel,in

circuitele electrice, aparatele electrice au rolul de a masura, regla, modifica

si semnaliza parametrii acestora.

Rolul de a inchide si deschide circuitele electrice, revine aparatelo de

conectare, dintre care fac parte si conectoarele si ruptoarele.

Contactoarele si ruptoarele sunt destinate inchiderii si deschiderii

circuitelor de forta asa cum ar fi circuitele care alimenteaza motoarele

electrice.

Fata de intrerupatoare, contactoarele au avantajul ca permit inchiderea

si deschiderea circuitelor electrice cu o frecventa mult mai mare, fara a se

deteriora

3

Page 3: Tema-Contactoare Si Ruptoare

CAPITOLUL I

GENERALITATI PRIVIND APARATELE ELECTRICE

Aparatele electrice sunt mecanisme ( sisteme electromecanice )

parcurse de curent care au rolul de a masura, regla, modifica si semnaliza

parametrii acestuia.

Dupa rolul pe care il indeplinesc in instalatia electrica se deosebesc :

aparate de masurat marimi electrice fie prin citire directa fie prin

inregistrare ( ampermetre, volmetre, wattmetre, contoare de energie activa,

contoare de energie reactiva, cosfimetre, frecventmetre etc);

- aparate de protectie, care sesizeaza modificarile parametrilor

electrici si in cazul in care aceastea depasesc valorile periculoase pentru

instalatie actioneaza pentru a preveni avaria, de regula scotand-o de sub

tensiune ( sigurante fuzibile, relee electromagnetice, relee termice etc);

- aparate de semnalizare, care pun in evidenta prin semnale optice si

acustice starea de rapaus,de functionare normala si ami ales anormala a

unor instalatii electrice ( lampi de semnalizare, sonerii hupe etc);

- aparate de conectare, care au rolul de a inchide si deschide circuitele

electrice, fie manual, fie automat ( intreruptoare, comutatoare, separatoare,

contactoare etc).

4

Page 4: Tema-Contactoare Si Ruptoare

CAPITOLUL II

CONTACTOARE SI RUPTOARE

A. Constructie si functionare

Contactoare si ruptoare. Sunt aparate pentru inchiderea si deschiderea

circuitelor electrice care actioneaza in comanda unui electromagnet numit

bobina contactorului ( ruptorului). Contactorul in pozitie normala are

contactele deschise, iar ruptorul are contactele inchise.La actionarea

electromagnetului contactorul inchide circuitul electric, iar ruptorul

deschide circuitul. In rest nu sunt deosebiri importante intre acestea.

Fata de intreruptoare, contactoarele au avantajul ca permit inchiderea si

deschiderea circuitelor electrice cu o frecventa mult mai mare, fara a se

deteriora. Cele mai folosite sunt contactoarele trifazate tip TCA pentru

curenti nominali de 6, 10, 32, 40, 63, 100, 160, 250 si 400 A si de curent

continuu tip BC 60 de 60 A si MC de 80, 100 si 150 A.

In figura 3.34 este reprezentata schema electromecanica a contactorului.

Acesta se compune din:

- contactele fixe :

R - A, S - B si T - C numite contacte principale, deoarece fac parte din

circuitul electric ce trebuie inchis si deschis;

2 -- 4 si 6 -- 8 numite contacte auxiliare normal deschise ( N D) si pot sa

faca parte din circuite in care se afla lampi de semnalizare, relee, alte

contactoare etc. Aceste circuite se numesc circuite secundare;

3 -- 5 si 7 -- 9 numite contactoare auxiliare normal inchis ( N I ) si de

asemena pot sa faca parte din circuite secundare;

1 si 0 sunt bornele bobinei contactorului;

- contactele mobile 4, 5 si 6 sunt sub forma de lamele si se gasesc fixate

5

Page 5: Tema-Contactoare Si Ruptoare

pe tija mobila 2;

- bobina 1 care atunci cand este parcursa de curent atrage tija mobila 2

in sensul sagetii, realizand inchiderea contactoarelor principale si a

contactoarelor auxiliare normal deschise si deschiderea contactelor

auxiliare normal inchise;

- resortul 3 asigura forta de rezistenta si aduce tija mobila 2 in pozitia

normala dupa incetarea curentului prin bobina 1.

Functionarea contactorului este urmatoarea: se apasa pe butonul normal

deschis 7 si se stabileste curentul electric prin circuitul secundar: faza T,

butonul 7, butonul 8 ( inchis ), bobina 1, faza S. Bobina 1 atrage tija mobila

2. Astfel se inchid contactele 2 -- 4, 6 -- 8 si se deschid contactele 3, 5, 7 --

9.

Contactul normal deschis 2 -- 4 este legat in paralel cu butonul 7 si el

permite mentionarea curentului in bobina 1 dupa ce butonul 7 nu mai este

actionat. De aceea acest contact este obligatoriu pentru un contactor si se

numeste contact de automentinere. Contactul mai poate fi actionat, apasand

pe resortul 3. Tija 2 inchide contactele amintite si contactul de

automentinere, ceea ce face ca bobina 1 sa fie parcursa de curent si tija sa

ramana atrasa.

Pentru deschiderea circuitului principal se apasa butonul normal

inchis 8 si curentul prin bobina se intrerupe, tija 2 este eliberata si sub

actiunea resortului 3 revine in pozitia initiala. Butonul 7 se numeste si

buton de pornire, iar butonul 8, buton de oprire, deoarece, prin actionarea

lor receptorul aflat pe circuit porneste si respectiv se opreste din

functionare.

In schemele de instalatii electrice contactorul nu este reprezentat ca

in figura 3.34. El poate fi reprezentat ca in figura 3.35, a in schemele

monofilare si cxa in figurile 3.35, b si c in schemele multifilare ( pentru

6

Page 6: Tema-Contactoare Si Ruptoare

circuitele principale si pentru circuiltele secundare ). Circuitele principale

se deseneaza cu linie groasa, iar cele secundare cu linie subtire.

Contactoarele se pot monta in tablourile electrice sau, aparent, pe

panourile electrice.

Pentru a comanda un contactor din mai multe puncte se vor monta

mai multe butoane de pornire, toate in paralel si mai multe butoane de

oprire, toate in serie.Pe portiunea dintre borna 0 a butonului de oprire b2 si

borna b1 a bobinei contactorului C1 ( fig. 3.35 ) se pot monta contactele

normal inchise ale unor aparate care prrin actionare vor deschide circuitul

liniei notate cu 12, borna contactorului putand fi scoasa din functionare.

Aceste contacte pot fi ale unui releu termic ( si se asigura protectia la

supracurenti de sarcina ) sau ale altui releu sau contactor si se asigura o

corelare in functionarea diferitelor receptoare, schimbarea regimului de

functionarea a receptorului etc.

Observatie:

In alcatuirea unui contactor mai intra si dispozitivele de stingere a

arcului electric. O importanta deosebita o au si combinatiile de contactoare

cu relee asa cum ar fi contactoarele cu relee termice.

Se folosesc de asemenea inversarele de sens automate realizate din doua

contactoare. Pornirea prin comutatie stea - triunghi a motoarelor asincron

trifazate se poate face cu ajutorul comutatoarelor automate stea - triunghi.

Contactoarele intra de asemenea, in alcatuirea intreruptoarelor automate.

7

Page 7: Tema-Contactoare Si Ruptoare

Fig. II.1. Schema electromecanica a contactorului

8

Page 8: Tema-Contactoare Si Ruptoare

Fig. II.2. Reprezentarea contactorului in schemele de instalatii electrice:

a- in schemele monofilare;

b- in schemele circuitelor principale;

c- in schemele circuitelor secundare.

9

Page 9: Tema-Contactoare Si Ruptoare

B. Tipuri constructive si marimi caracteristice

Dupa felul curentului din circuitul principal ( circuitul comandat ),

contactoarele si ruptoarele pot fi de curent continuu sau de curent

alternativ. In mod normal, contactoarele se construesc pentru tensiuni pana

la 440 V in curent continuu si 380 sau 660 V in curent alternativ si

intensitati nominale cuprinse intre 6 si 600 A.

Dupa modul de actionare a contactoarelor mobile, contactoarele si

ruptoarele pot fi:

- cu actionare prin electromagneti ( de curent continuu sau de curent

alternativ, indiferent de felul curentului din circuitul principal ). Acesta este

solutia cea mai frecvent folosita, ea reprezentand o serie de avantaje

( posibilitati largi de comanda la distanta, comanda usoara si rapida prin

butoane sau relee, putere de rupere suficient de mare );

- cu aer comprimat, in deosebi la contactoarele de curent continuu pentru

curenti mari ( tractiune electrica ), unde este necesara separarea rapida a

contactoarelor;

- cu actionare mecanica, prin arbori cu came; metoda este utilizata rar si

numai la intensitati mici, deoarece puterea de rupere este mica, viteza de

separarea a contactelor fiind dedusa.

Dupa numarul de poli, sunt deosebesc prin contactoare si ruptoare

monopolare, bipolare, tripolare ( cele mai frecvent folosite) tetrapolare.

Dupa modul de deplasare a contactelor mobile, se deosebesc:

- contactoare cu miscare de rotatie ( cu o singura intrerupere pe faza);

- contactoare cu miscare de traslatie ( cu doua intreruperi pe faza )

Contactoarele cu miscare de rotatie sunt mai buste la solicitari prin

vibratii, au o putere de rupere relativ mare ( comportandu-se mai bine la

10

Page 10: Tema-Contactoare Si Ruptoare

utilizarea in curent continuu) si se pot realiza cu usurinta in diferite variante

constructive ( cu numar variabil de poli sau de contacte auxiliare).

Acest tip constructiv se foloseste pentru contactoare de curent

continuu, contactoare cu compozitie variabila, contactoare de regim greu

( cu solicitari deosebite de mediu, vibratii si socuri ), contactoare pentru

intreruperea curentilor capacitivi.

Contactoarele cu miscare de translatie prezinta avantajul unui gabarit

redus, ceea ce este favorabil realizarii de panouri compacte; se preteaza mai

bine unui mecanizari avansate a fabricatiei si a montajului; au o durata

mecanica de serviciu mare si un cost mai redus. Ele reprezinta o solutie

practic generalizata la contactoarele de curent alternativ pana la 400 A.

O varianta a acestui tip constructiv o constitue contactoarele cu miscare

combinata, la care directia de deplasare a contactelor mobile este

perpendiculara pe directia de deplasare a armaturii mobile a

electromagnetului.

Aceasta constructie folosita si la noi pentru unele contactoare de

peste 100 A, prezinta avantajul ca reduce vibratia contactoarelor, asigurand

o rezistenta marita la uzura sub sarcina.

Marimile caracteristice ale unui contactor sunt:

- tensiunea nominala, Un - tensiunea la care dimensioneaza izolatia

aparatului, distantele de strapungere si conturare;

- curentul nominal, In - curentul pe care il poate suporta circuitul

principal contactorului, fara a depasi in regim normal de lucru incalzire

admisa; la contactoarele asociate cu relee termice, se defineste si curentul

de serviciu, aceasta reprezentand curentul nominal al releului termic. La

contactoarele folosite pentru comanda motoarelor, se indica adesea puterea

maxima a motorului care poate fi comandat;

- frecventa de actionare - numarul maxim de actionari pe care

11

Page 11: Tema-Contactoare Si Ruptoare

contactorul le poate executa intr-o unitate de timp;

- durata relativa de conectare, care este astandardizata, si frecventa

de conectare; ambele determina clasa de lucru sau regimul de lucru pentru

contactoare.

Alte marimi caracteristice sunt capacitatea de rupere nominala sau

capacitate ade inchidere nominala.

12

Page 12: Tema-Contactoare Si Ruptoare

Fig. II.4. Schema de principiu a unui contactor cu miscare de rotatie:

a- schema constructive;

b- schema electrica;

1- contact fix; 2- contact mobil; 3- aramatura electromagnetului; 4-

legatura flexibila; 5- electromagnet; 6- infasurare; 7- camera de

stingere; 8- buton de comanda; 9- resort de deschidere; 10- lacat de

baza; 11- borna de record; 11- circuit principal; 11- circuit de

comanda

13

Page 13: Tema-Contactoare Si Ruptoare

Fig.12.2. Contactoare si miscare de translatie:

a- montat;

b- cu miscare combinata;

1- corp; 2- armature fixa; 3- bobina; 4- contact fix; 5- echipaj mobil;

6- armature mobile; 7- puntea contactelor mobile; 8- camera de

stingere cu gartar metalic; 9- resortul contactelor; 10- borne; 11-

resortaj antagonist.

14

Page 14: Tema-Contactoare Si Ruptoare

C. Probleme de exploatare

Domeniul de utilizare al contactoarelor fiind foarte larg si in continua

extindere, cuprinde situatii foarte diferite in ceea ce priveste natura circuitul

comandat si solicitarile pe care acesta le impune contactorului.

Normele internationale definesc, pentru contactoarele de curent

alternativ pentru categorii tipice de regim de lucru ( fig.12.3 ):

AC1 - corespunzator sarcinilor pur rezitive ( cuptoare, de exemplu ):

AC2 - corespunzator motoarelor cu inel;

AC3 - corespunzator motoarele cu rotorul in scurtcircuit;

AC4 - corespunzator regimului de lucru cu socuri si inversari de sens

ale motoarelor cu rotorul in scurtcircuit.

Pentru contactoarele de c.c. definesc cinci categorii tipice de

regimuri de lucru:

- DC1 - corespunzator sarcinilor rezistive;

- DC2 - corespunzator motoarelor cu excitatie derivatie;

- DC3 - corespunzator pornirii, mersului cu socuri si reversarii

motoarelor derivatie;

- DC4 - corespunzator motoarelor serie;

- DC5 - corespunzator pornirii mersului cu socuri si reversarii

motoarelor serie.

Similar pentru contactele auxiliare sunt doua categorii standardizate:

AC11 si DC11.

15

Page 15: Tema-Contactoare Si Ruptoare

Fig.II.5. Reprezentarea grafica a conditiilor de lucru ale contactoarelor

la diferite categorii de regim de lucru

16

Page 16: Tema-Contactoare Si Ruptoare

CAPITOLUL III

COMBINATII DE CONTACTOARE CU RELEE

Contactorul cu relee termice. Ceea mai uzuala combinatie este

conatctorul cu relee termice, denumit si demaror magnetic, realizat uzual

atat in executie deschisa, cat si inchisa ( fig. 12.4 ).

Pentru protectia impotriva curentilor de scurtcircuit, in amontele

contactorului cu relee termice trebuie montat un intrerupator automat sau

sigurante fuzibile adecvate.

Se folosesc de asemenea inversare de sens automate cu doua

contactoare interblocate intre ele electric si mecanic ( cand unul este inchis,

celalalt nu se poate inchide ) (fig. 12.5 ).

Demaroarele magnetice rezolva in cele mai bune conditii comanda si

protectia motoarelor electrice in caz de supraincalzire periculoasa. Fizic,

constructia contactorului este separata de cea a releelor, aceasta din urma

realizandu-se ca unitati distincte numite blocuri. Contactoarele asociate cu

relee termice se folosesc numai acolo unde frecventa de conectare nu

depaseste ( 40....60 ) con/ora.

Contactoarele cu relee termice nu sunt indicate pentru protectia

motoarelor cu porniri grele, cu frecvente mari de conectare, sau motoarelor

cu doua turatii.

Comutatoarele automate stea - triunghi sunt formate din trei

contactoare ( retea, stea si triunghi ), un bloc de relee termice de protectie si

un releu de timp cu care se poate regula timpul de la pornire pana la

trecerea de la conexiunea stea la conexiunea triunghi.

17

Page 17: Tema-Contactoare Si Ruptoare

Fig. III.1. Schema de conexiune a unui inversor de sens

18

Page 18: Tema-Contactoare Si Ruptoare

Fig. III.2. Reprezentarea in schemele electrice a contactorului si releului

termic:

a- in schemele monofilare;

b- in schemele multifilare ale circuitelor principale;

c- in schemele multifilare ale circuitelor secundare;

R,S,T- fazele retelei; O- nulul de lucru; P- nulul de protectie.

19

Page 19: Tema-Contactoare Si Ruptoare

CAPITOLUL IV

MASURI DE PROTECTIE A MUNCII

Conceptia constructiva a aparatelor electrice trebuie sa asigure o

deplina securitate a operatorilor.

Masuri privind constructia aparatelor

Msurile constructive care se iau se impart in mai multe categorii.

- Protectia impotriva electrocutarii prin asigurarea izolatiei, atat a

pieselor de manevra, cat si a celorlalte piese metalice cu care operatorul

poate veni accidental in contact. Piesele de manevra trebuie sa fie din

material izolant sau imbracate in material izolant, iar piesa metalica pe care

actioneaza piesa de manevra trebuie sa zie izolata fata de partile sub

tensiune, respectandu-se distantele de strapungere si conturnare stabilite de

norme.

Cadrul metalic al aparatului trebuie sa fie prevazut cu surub de punere

la pamant iar zona din jurul surubului trebuie sa fie cositorita si sa ramana

nevopsita pentru a se asigura un contact electric bun al conductorului de

legare le pamant.

Pentru mai multa siguranta impotriva electrocutarii, este recomandata

folosirea tensiunii nepericuloase de 24 V in toate circuitele de comanda.

Aparatele care nu sant montate in incaperi speciale trebuie sa fie inchise in

carcase. In locurile unde, cu pericol mare de electrocutare, carcasele trebuie

sa nu poata fi deschise personal de calificat; ele trebuie sa fie prevazute cu

suruburi necesitand chei speciale ( de exemplu, suruburi cu cap

20

Page 20: Tema-Contactoare Si Ruptoare

triunghiulara ) sau cu blocaje care sa nu permita deschiderea capacului

decat dupa ce intrerupatorul interior a fost scos de sub tensiune.

- Protectia impotriva actionarii accidentale a aparatelor prin prevederea

butonului de comanda cu inel de protectie. Pentru evitarea comenzilor

gresite, indicatiile butoanelor trebuie sa fie foarte clare, eventual cu imagini

sugestive.

- Protectia impotriva manifestarilor exterioare ale intreruperii curentilor,

flacari, gaze fierbinti, gaze ionizate.

Pentru acesta, carcasele de protectie trebuie sa reziste la presiunea

gazelor produse la intreruperea curentului corespunzator capacitatii de

rupere, iesirea gazelor fierbinti trebuie sa fie orientata in sens, in afara

zonei in care s-ar putea gasi mana sau fata operatorului.

Masuri privind exploatarea aparatelor

Masuri care trebuie luate in exploatare se impart in:

- masuri care trebuie luate la montarea aparatelor;

- masuri care trebuie luate in cursul exploatarii.

La montarea aparatelor este necesar:

- sa se verifice concordanta dintre parametrii instalatiei si datele marcate

pe aparat sau inscrise in catalogul produsului;

- sa se verifice izolatia aparatului si functionarea lui corecta;

- sa se fixeze bine aparatele pe panou sau pe perete, sa se etanseze

corect trecerile conductoarelor, sa se inchida bine capacele, sa se respecte

distantele minime prevazute in instructiuni fata de alte aparate si in special

in partea superioara fata de alte piese puse la pamant sau sub tensiune;

- sa se instruiasca personalul asupra modului de deservire ori marcandu-

21

Page 21: Tema-Contactoare Si Ruptoare

se explicit butoanele si manetele de comanda si afisandu-se principalele

indicatii privind actionarea masinii si in spacial actiunile periculoase care

trebuie evitate.

In exploatarea aparatelor este necesar:

- sa nu se intrevina la aparate decat dupa ce a fost sigur scoase complet

de sub tensiune, de la intrerupatorul sau separatorul din amonte. La acesta

trebuie atarnata o tablita cu textul " Atentie ! Se lucreaza pe linie "

- orice manevra la aparatele deschise trebuie facuta cu mana protejata cu

manusa electroizolanta de cauciuc si cu fata ferita printr-o masca sau un

paravan.

Inchiderea este mai periculoasa decat deschiderea; nu uitati ca puteti

inchide pe un scurtcircuit !

22

Page 22: Tema-Contactoare Si Ruptoare

BIBLIOGRAFIE

1. Eugenia Isac-Masurari electrice si electronice (Manual pentru

clasele a – X – a , a XI – a si a XII-a) – Editura Didactica si Pedagogica,

R.D.Bucuresti - 1993

2. Sabina Hilohi , M.Popescu – Instalatii si echipamente electrice

( Manual pentru licee industriale , clasele a-IX –a si a-X-a si scoli

profesionale) – Editura didactica si pedagogica, R.A., - Bucuresti ,1997

3. Niculae Mira, Constantin Negus – Instalatii si echipamente

electrice ( Manual pentru licee industriale si de matematica – fizica cu

profil de electrotehnica si scoli profesionale ) – Editura didactica si

pedagogica, R.A.,- Bucuresti ,1999

4. Nastase Bichir , Dan Mihoc , Corneliu Botan , Sabina Hilohi ,

Dragos Simulescu – Masini , aparate , actionari si automatizari ( Manual

pentru clasele a-XI-a si a-XII-a licee industriale si scoli profesionale ) –

Editura didactica si pedagogica R.A.,- Bucuresti ,1994

23