PETROM EPS Mentenanta

“ TEACHER ”

PROGRAM DE

PERFECTIONARE PROFESIONALA

Tema E7:Producerea, transportul, distributia si utilizarea energiei electrice - II

2011

2

Producerea, transportul, distributia si utilizarea energiei electrice

II

Material pentru perfectionare profesionala Compilare si redactare: Ing. Paul Popescu Sef Serviciu Tehnic si Fiabilitate

3

Cuprins:

5. Materiale şi aparate electrice de joasa tensiune……………………...4 5.1 Materiale electrice ……………………………………………………….4 5.2 Aparate electrice de joasă tensiune ……………………………………...8 6 Dimensionarea reţelelor şi nstalaţiilor electrice de joasa tensiune…34

6.1 Dimensionarea conductoarelor şi cablurilor…………………………….35 6.2 Dimensionarea aparatelor de conectare şi separare……………………..35 6.3 Dimensionarea aparatelor de conectare de protecţie……………………36 6.4 Dimensionarea aparatelor electrice de măsură………………………….39 6.5 Dimensionarea transformatoarelor dintr-un post de transformare…...…40 7. Influenta mediului asupra instalaţiilor electrice…………………….41 7.1 Clasificarea constructiilor, încăperilor şi locurilor de muncă………..…42 7.2 Adaptarea aparatelor electrice la mediul ambiant………………………45

5. Materiale şi aparate electrice de joasa tensiune

Reţelele electrice de joasa tensiune , analizate din punct de vedere a structurii lor, în capitolele anterioare, sunt executate cu materiale şi aparate electrice adecvate.

Materialele electrice reprezintă în primul rând, căile de curent, respectiv conductoarele electrice, dar şi accesoriile de montaj ale acestora(tuburi izolante, cutii de derivaţie, manşoane ,etc.).

Aparatele electrice, pe lângă funcţia naturală de cale de curent au şi un rol funcţional bine definit(conectare, protecţie, măsură. etc. ).

5.1. Materiale electrice 5.1.1. Conductoare şi cabluri electrice

Definiţii ; simbolizări ; tipuri

Conductorul electric este un corp metalic, care constituie o cale unică de curent, formată din unul(conductor unifilar) sau mai multe fire(conductor multifilar). In funcţie de forma secţiunii, conductorul poate fi rotund sau sector, obţinut prin presare .

Conducta electrică, este o noţiune complexă, cu care este definită o cale de curent formată din conductoare(unul sau mai multe), izolate, cu sau fără învelişuri sau mantale .

Cablul electric este un ansamblu format din unul sau mai multe conductoare izolate înfuniate după un anumit sistem, având mantale individuale sau comune , cu eventuale învelişuri de protecţie, armături sau ecrane .

Dacă materialul din care este confecţionat conductorul, este aluminiul, atunci prima literă este Ap.

Simbolurile conductoarelor şi cablurilor trebuie să cuprindă, în ordine cel puţin:

- litera sau grupul de litere de mai sus ; - simbolul învelişurilor ce le conţine, soluţia de realizare a acestora(de la

conductor spre exterior); Simbolizarea cablurilor electrice de energie se face astfel : - C - cablu de energie la începutul simbolului sau cauciuc pentru litera a

doua din simbol ; - H - hârtie impregnată ; - M - pentru instalaţii mobile ; - I - iută ; - E - ecran ; - A - aluminiu la începutul simbolului şi armătură la sfârşit ; - Y - material plastic pentru izolaţie sau manta; - P - plumb

Exemplu: simbol ACYY 3 x 25 + 16 - cablu de energie cu izolaţie şi manta din pvc, cu trei conductoare, din aluminiu cu secţiunea de 25 mm2 şi un conductor cu secţiunea 16 mm2 .

2

Invelişul exterior al cablului se alege în funcţie de mediul în care se pozează, respectiv PVC în cazul mediilor agresive, cauciuc pentru receptoare mobile, plumb pentru medii cu vibraţii, etc.

Fig. 5.1.

1-conductor d cupru sau aluminiu; 2-izolatie de cauciuc; 3-banda cauciucata; 4-împletitur ă de bumbac impregnat în amestec bituminos;5-împletitur ă din fibre

metalice; 6-izolaţie de hîrtie; 7-izolaţie de PVC;

a) cablu cu conductor din cupru sau aluminiu izolat cu cauciuc; b) cablu cu conductor din cupru armat; c) cablu cu conductor din cupru sau aluminiu izolat cu cauciuc şi rezistent la intemperii; d) conductor în manta de cauciuc cu executie mijlocie; e) conductor plat pentru corpuri de iluminat; f) conductor punte cu izolaţie din PVC.

De regulă, se folosesc cabluri nearmate, cele armate folosindu-se în tunele, canale, poduri, în exterior, sub pământ, în apă şi în încăperi cu pericol de explozie sau incendiu, precum şi în medii puternic corozive .

Cablurile de măsură, comandă, semnalizare se execută cu un număr de 2 - 51 conductoare de cupru, izolate individual şi cu secţiuni cuprinse între 0,75 - 6 mm2. Pentru aceste cabluri, se utilizează următoarea simbolizare:

- C - cablu la începutul simbolului, respectiv comandă pentru a doua literă din simbol ;

- S - semnalizare, centralizare, blocare; - B - armătură din bandă; - M - măsură; - Y - material plastic;

3

- I - protecţie cu iută sau izolant; - T – telefonie;

Fig. 5.2

Cablurile pentru teletransmisii se realizează cu un număr de 6 - 1224 perechi de conductoare din cupru, cu secţiunea de(0,6 - 0,9) mm2, fiind prevăzute cu izolaţii şi protecţii, eventual armături, ca în cazul cablurilor de energie .

5.1.2. Tuburi izolante şi de protecţie . Pentru protejarea împotriva loviturilor mecanice şi acţiunii mediului

ambiant, conductoarele se trag în tuburi de protecţie alese în funcţie de umărul şi secţiunea conductoarelor şi de gradul de protecţie pe care trebuie să-l asigure. Intr-un tub se introduc un număr de 1-7 conductoare izolate

Tuburile se montează îngropat sau aparent, pe suporţi necombustibili şi la distanţă de sursele de căldură.

Din punct de vedere constructiv, tuburile pot fi cu manta rigidă, respectiv tuburi flexibile .

Utilizarea tuburilor de protecţie la realizarea reţelelor electrice necesită şi o serie de accesorii cum ar fi manşoane de legătură, coturi, curbe, doze de ramificaţie, de trecere sau de aparat.

4

a) Tuburile cu manta rigidă sunt realizate din metal sau PVC şi se folosesc următoarele tipuri :

- Tubul de protecţie ( P ) este realizat din tablă de oţel laminat la rece (îmbinat prin suprapunerea marginilor şi lăcuit în interior şi exterior împotriva coroziunii. Asigură numai protecţia mecanică a conductoarelor. Se montează numai aparent în încăperi uscate, fără praf sau agenţi corozivi. La montare se utilizează o serie de accesorii: doze de ramificaţie din fontă sau tablă de oţel, curbe, coturi şi manşoane de legătură, scoabe .

- Tubul izolant uşor protejat (IP) este realizat din tablă de oţel plumbuită cu grosime de 0,15 - 0,22 mm şi îmbinată prin fălţuire. In interior se introduce un tub izolant din carton impregnat cu bitum industrial. La montare se folosesc ca accesorii dozele tip IP , coturi , manşoane.

- Tubul izolant, de protecţie, etanş ( IPE ) este realizat din tablă de oţel laminat la rece , îmbinată prin sudare pe generatoare asigurând o bună protecţie mecanică şi etanşeitate. La exterior , aceste tuburi se lăcuiesc cu lac protector contra coroziunii, iar în interior se introduce o izolaţie din carton impregnat cu bitum. Pentru ansamblare se utilizează manşoane şi coturi filetate, precum şi doze din fontă cu garnituri din cauciuc pentru etanşare. Se montează aparent sau îngropat , în încăperi cu pericol de explozie sau incendiu, unde nu se pot folosi tuburile P şi IP .

- Tevile de oţel se utilizează în instalaţiile electrice în locurile care necesită o protecţie mecanică superioară sau o execuţie perfect etanşă, ori atunci când este nevoie de diametre mai mari de 35 mm.

- Tubul de protecţie etanş, lăcuit ( PE ) se realizează din bandă de oţel laminată la rece şi îmbinată prin sudură pe generatoare, asigurând astfel protecţie mecanică şi etanşeitate. La exterior se lăcuieşte pentru protecţia anticorozivă. Imbinările se realizează cu mufe filetate sau nefiletate prin lipire.

- Tuburile din PVC rezistă la acţiunea corozivă a principalilor agenţi chimici şi a materialelor utilizate în construcţii(var, ciment, ipsos, etc.), ard numai la flacăra întreţinută, nu absorb apa şi suportă îndoiri de 900 cu o rază minimă de trei ori diametrul exterior. Se montează îngropat sau aparent, dar numai pe suporturi necombustibile. Nu se utilizează la instalaţii cu siguranţă marită în funcţionare, precum sunt: iluminatul de siguranţă, alimentarea şi comanda pompelor de incendiu, instalaţiile de semnalizare a incendiilor.

- Tubul izolant, uşor protejat (IPY) se foloseşte în locul tubului IP în încăperi U0 sau U1 , fără pericol de incendiu sau explozie şi cu temperaturi cuprinse între - 25 - + 400 C.

- Tubul izolant , de protecţie, etanş (IPEY) se foloseşte ca şi tubul IPY.

b) Tuburile flexibile se utilizează pe traseele sinuoase şi expuse vibraţiilor.

- Tubul izolant, uşor protejat, flexibil ( IPF ) este realizat din bandă de oţel plumbuită, înfăşurată în elice şi prevăzut în interior cu căptuşeală izolantă din bandă de hârtie impregnată în două straturi în elice .

- Tubul izolant şi de protecţie, flexibil, cu rezistenţă mecanică (IPFR) este confecţionat din două fâşii de tablă din oţel plumbuit, înfăşurate elicoidal şi prevăzute la interior cu un strat de hârtie izolantă înfăşurată tot elicoidal.

5

Se foloseşte în condiţii similare ca şi tubul IPF în locurile unde este necesară o rezistenţă mecanică sporită.

- Tubul de protecţie, flexibil, cu rezistenţă mecanică(PFR ) are două învelişuri flexibile din bandă de oţel plumbuit, înfăşurat în elice, între care se dispune o bandă de hârtie impregnată.

Se utilizează în medii umede dar necorozive, pe trasee cu solicitări mecanice de până la 3 daN/cm2 .

5.2. Aparate electrice de joasă tensiune 5.2.1. Consideraţii generale . Tipuri de aparate Din definiţia reţelei electrice, "ansamblu de linii şi instalaţii electrice

conectate între ele, care folosesc la transmiterea energiei electrice de la producere la consum", rezultă că aceasta este formată din elemente care asigură transmiterea propriu - zisă a energiei electrice - liniile electrice - şi puncte de conexiuni - "un ansamblu unitar de dispozitive, aparate şi echipamente care asigură exploatarea reţelei, în sensul conectării liniilor electrice, a surselor şi receptorilor, a protejării acestora şi a măsurării mărimilor ce le caracterizează funcţionarea în regim normal şi de defect ".

Respectiv, dacă reţeaua electrică este în primul rând o cale de curent, prin care energia este transmisă de la surse la receptori, pentru asigurarea acestei funcţii obiective(asigurarea parametrilor de calitate), în contextul larg al activităţii de exploatare a unei reţele electrice, este necesară şi o activitate de conducere şi deservire operativă, care se bazează pe posibilitatea de coordonare, control şi observare a acesteia.

Pentru ca o reţea electrică să poată fi controlată sunt necesare echipamente electrice cu care să se închidă(conecteze) şi să se deschidă (deconecteze) circuite electrice(surse, linii electrice, receptori ), când acestea sunt parcurse de curenţi normali sau de defect. Echipamentul electric cu care se asigură această activitate este reprezentat de aparatele electrice de conectare şi separare.

Însă conectarea şi deconectarea unui circuit, respectiv controlul său, este necesar în regim normal( ând este expus unor mărimi electrice ce au valori în limite normale) dar şi în regim de defect(când mărimile electrice au valori diferite), respectiv solicitările sunt mult mai mari.

Datorită solicitărilor diferite, corespunzătoare celor două regimuri şi aparatele electrice necesare activităţii de control, trebuie să aibă caracteristici diferite. Ca urmare, în practica exploatării unei reţele electrice, aparatele electrice cu care se asigură controlul acestora în regim normal, sunt definite ca aparate electrice de conectare şi separare, iar cele cu care se asigură controlul în regim de defect sunt definite ca aparate de conectare de protecţie .

Evident, un aparat de conectare poate asigura atât controlul în regim normal cât şi în regim de defect, dacă are caracteristicile electrice corespunzătoare .

La rândul său, activitatea de control poate avea scopuri diferite în funcţie de natura elementului reţelei electrice, la care se referă. Astfel, controlul unui

6

receptor constă în comanda acestuia în scopul pornirii, opririi, inversării sensului de rotaţie, etc., în conformitate cu o anumită funcţie scop determinată de rolul funcţional al acestuia. Evident, pentru un receptor este necesar şi controlul în scopul protejării lui.

Activitatea de control a unei linii electrice(latură a reţelei) nu are ca scop o anumită funcţie de comandă, ci doar punerea şi scoaterea ei de sub tensiune, în scopul asigurării tensiunii la consumator .

Din acest motiv, aparatele electrice cu care se asigură controlul elementelor unei reţele electrice, au, de regulă, caracteristici diferite de cele cu care se asigură controlul(comanda) receptorilor .

In scopul asigurării activităţii de exploatare a unei reţele electrice, respectiv a coordonării şi controlului, aceasta trebuie să aibă şi posibilitatea de a fi supravegheată(observată).

Mulţimea mărimilor ce trebuie observate(supravegheate) în timpul activităţii de exploatare a unei reţele electrice, este formată din valorile mărimilor electrice(în regim normal şi de defect), din poziţia aparatelor electrice de conectare, separare şi protecţie, precum şi din mărimi ce evidenţiază cauzele ce au determinat un anumit eveniment( de ex. acţiunea unui aparat de conectare, de protecţie).

Ca urmare, o reţea electrică trebuie să fie prevăzută cu aparate şi instrumente electrice de măsură, semnalizare şi protecţie .

Aparatele electrice de protecţie(denumite RELEE) cu care se asigură observarea unei reţele, sunt cele care au rolul de a sesiza, indentifica şi localiza un regim de defect şi de a transmite această informaţie unui aparat capabil să acţioneze în scopul protejării reţelei(sau unui element al acestuia), respectiv unui aparat de conectare de protecţie.

Pe seama celor de mai su , aparatele electrice de joasă tensiune utilizate în realizarea retelelor electrice, respectiv a punctelor de conexiuni(nodurilor ) şi care asigură conducerea si deservirea operativă a acestora, se clasifică astfel:

a) aparate electrice de conectare şi separare; b) aparate electrice pentru comanda motoarelor electrice; c) aparate electrice de conectare de protecţie; d) aparate electrice de măsură; e) aparate electrice diverse. 5.2.2. Caracteristicile aparatelor electrice Datorită solicitărilor electrice, mecanice şi de mediu la care este expus un

aparat electric, acesta trebuie să aibă caracteristici corespunzătoare locului din reţea în care va fi montat.

Pe seama solicitărilor electric şi a caracteristicilor mediului ambiant, rezultă că un aparat electric este necesar să fie caracterizat prin următoarele trei tipuri de caracteristici :

I. Caracteristici electrice : a) curentul nominal(In) , este valoarea maximă de durată pe care o poate

suporta calea de curent a aparatului electric, respectiv valoarea curentului ce

7

asigură stabilitatea termică în regim de lungă durată. Această valoare este indicată de producător pentru anumite condiţii de mediu;

b) tensiunea nominală(Un) este determinată de nivelul de izolaţie al aparatului, dimensionată să asigure protecţia împotriva atingerilor indirecte(a carcasei );

c) rezistenţa de izolaţie, caracterizează calitatea izolaţiei şi determină pierderile de energie electrică transversale, limitează posibilităţile de electrocutare în cazul unei atingeri directe sau indirecte în reţele cu neutrul izolat. Normativele impun ca valoarea acestei rezistenţe să fie de cel puţin 10 MΩ în stare uscată şi de 2 MΩ în cazul stării umede a izolaţiei aparatului;

d) capacitatea de rupere , reprezintă valoarea maximă a curentului pe care îl poate întrerupe aparatul de conectare. Valoarea capacităţii de rupere este cuprinsă între: zero în cazul aparatelor de conectare de separare); In, în cazul aparatelor de conectare care au rolul de comandă şi punere sub tensiune (întrerupătoare cu pârghie) şi (5-40)In, în cazul aparatelor de conectare de protecţie;

e) curentul limită termic(Ilt) , reprezintă valoarea maximă a curentului pe care o poate suporta aparatul în regim de scurtă durată, un timp tlt.

Dacă aceste valori nu sunt indicate de producător se consideră :

I lt = 10 . In şi tlt = 1 sec

f) curentul limită dinamic(Ilt) este valoarea maximă a curentului pe care o poate suporta aparatul fără a se deteriora, datorită solicitărilor electrodinamice produse de curenţii ce-l străbat, respectiv se impune conform :

I lt≥isoc

g) rezistenţa nominală la uzură electrică, reprezintă capacitatea pieselor cu care se realizează contactele electrice , fig. 5.3, de a rezista acţiunii curentului şi a arcului electric. Se exprimă în procente din rezistenţa la uzură mecanică şi exprimă câte comutaţii suportă camera de stingere a aparatului.

II. Caracteristici mecanice a) Rezistenţa nominală la uzură mecanică, reprezintă numărul de acţionări

pe care-l suportă aparatul, în gol. Aceasta este o caracteristică a mecanismului de acţionare a aparatului ;

b) Durata relativă nominală de conectare, exprimă în procente durata trecerii curentului (∆t conectat , fig. 5.3 ) pe parcursul unui ciclu ( ∆t ciclu, fig. 5.3) şi este specifică aparatelor de conectare cu funcţionare ciclică.

III. Caracteristicile constructive , caracterizează aparatul din punct de vedere a condiţiilor de mediu în care poate funcţiona, a asigurării securităţii personalului ce îl deserveşte, precum şi protectia sa intrinsecă .

Codul utilizat este IP, ca şi în cazul tuburilor izolante şi de protecţie, urmat de două sau trei cifre, având următoarea semnificaţie:

- prima cifră cu valori cuprinse intre 0-6, caracterizează :

8

a) Gradul de protecţie împotriva accesului la părţile periculoase interioare, de exemplu :

0 - neprotejat; 1 - protejat împotriva accesului cu dosul palmei; 2 - idem, cu un deget; . 6 - idem, cu o sârmă . b) Gradul de protecţie împotriva pătrunderii corpurilor străine, inclusiv

praf, de exemplu : 0 - neprotejat;

1 - protejat împotriva corpurilor solide cu diametrul mai mare de 50 mm; 2 - idem, cu diametrul mai mare de 12,5 mm; . 5 - protejat împotriva prafului; 6 - etanş la praf.

- a doua cifră, cu valori între 0-8, indică gradul de protecţie asigurat, prin carcasare împotriva efectelor dăunătoare asupra aparatului datorate pătrunderii apei, de exemplu:

0 - neprotejat ; 1 - protejat impotriva căderilor verticale ale stropilor de apă; . 3 - protejat împotriva apei pulverizate; . 7 - protejat impotriva efectelor unei scufundări temporare în apă; 8 - idem, prelungite în apă.

- a treia cifră, cu valori cuprinse intre 0-5, caracterizează gradul de protecţie mecanică

În cazul asigurării protejării prin carcasare, pe lângă primele două cifre, codul poate conţine una sau două litere dintre care prima se consideră adiţională (A,B,C,D), iar a doua suplimentară (H, M, S, W).

Litera adiţională arată gradul de protecţie a persoanelor împotriva accesului la părţile periculoase.

Literele adiţionale se utilizează numai : - dacă protecţia reală împotriva accesului la părţile periculoase este mai

ridicată decât cea indicată prin prima cifră caracteristică ; - sau dacă este menţionată numai protecţia împotriva accesului la părţile

periculoase, prima cifră caracteristică fiind înlocuită printr-un X. Exemplu : - A - protejat împotriva accesului cu dosul mâinii; - B - idem, cu un deget; - C - idem, cu o sculă; - D - idem, cu o sârmă. Litera suplimentară, permite ca în standardele specifice de produs să se

poată adăoga o informaţie suplimentară şi se amplasează după a doua cifră caracteristică sau după litera adiţională.

Exemplu : - H - aparat de înaltă tensiune;

9

-M - încercare de verificare a protecţiei împotriva efectelor dăunătoare datorate pătrunderii apei , efectuată la echipamente care au părţi mobile în mişcare(de ex. rotorul unei maşini electrice);

- S - idem, cu părţi mobile staţionare(de ex. statorul unei maşini electrice); -W - echipament conceput să poată fi utilizat în condiţii atmosferice

specifice şi unde sunt prevăzute măsuri sau procedee suplimentare de protecţie. Pentru aparatele care lucrează în medii cu gaze sau vapori explozivi s-au

stabilit grade speciale de protecţie. Pentru aparatele electrice folosite de publicul larg, din punct de vedere a

modului în care se asigură protecţia împotriva electrocutării, există o clasificare specială .

Marcarea bornelor. - Bornele unui aparat electric se marchează cu litere şi simboluri pentru a

uşura efectuarea legăturilor . - Bornele aparatului electric care se leagă la sistemul trifazat al sursei de

alimentare se marcheză cu literele R,S,T. - Începutul înfăşurărilor unui motor electric, sau bornele aparatului ce se

leagă la acestea se marcheză cu literele A,B,C. - Sfârşitul înfăşurărilor unui motor electric sau bornele aparatului electric

ce urmează să se lege la acestea se marchează cu literele x,y,z fig. 5.9.c. - Borna aparatului electric sau a unui receptor , care se leagă la pământ

sau la conductorul de nul de protecţie(PE) se marcheză cu simbolurile , . 5.2.3. Aparate electrice de conectare şi separare . Aşa cum s-a arătat, aceste aparate au rolul de a conecta şi

deconecta(controla) circuite electrice parcurse de curenţi cu valori de regim normal, inclusiv de suprasarcină şi au următoarele caracteristici specifice:

- sunt comandate manual, de pe aparat sau de la distanţă, în sensul că , acţionarea lor este determinată de acţiunea voită a unui operator uman(deoarece nu sunt prevăzute cu dispozitive de comandă automată);

- frecvenţa de manevră este relativ redusă. a) Prize cu fise, au rolul de a alimenta receptori debroşabili, mono sau

trifazaţi, de regulă electrocasnici. Prin introducerea fişei receptorului electric în priză, se realizează, de regulă, numai conectarea la reţeaua electrică nu şi comanda receptorului respectiv.

Comanda propriu-zisă(controlul), se asigură cu aparate electrice de comandă montate pe receptorul electric.

Prizele cu fişe pot fi fără, sau cu contact de protecţie în care caz, contactul de protecţie se realizează înaintea celor de alimentare cu energie elctrică.

Prizele bipolare necesare alimentării receptorilor monofazaţi, au curentul nominal(de conectare, deconectare) de 10 A. Ca urmare, receptorii electrici monofazaţi, destinaţi a fi alimentaţi prin fişe, de la prize bipolare, nu au (sau nu trebuie să aibă) o putere mai mare de 2 kVA .

Fişele bipolare se fabrică pentru două game de curenţi 6A, respectiv 10A.

10

Prizele cu fişe pentru alimentarea receptorilor electrici trifazaţi au o gamă de curenţi nominali mai largă(6 - 63 A).

O soluţie particulară de realizare a unei prize cu fişe o reprezintă cuplele, necesare alungirii unui curent electric .

Prizele cu fişe, reprezentând contacte ce se realizează prin "introducere" nu au practic capacitate de rupere. Curentul nominal reprezintă curentul admisibil al căii de curent, îndeosebi cel suportat de contactele electrice .

b) Intrerupătoare şi comutatoare pentru comanda receptorilor de iluminat. Întrerupătoarele electrice pentru comanda receptorilor de iluminat pot fi

mono, bipolare sau duble şi comanda individual unul(mono sau bipolare) sau două receptoare de iluminat .

Comutatoarele electrice asigură posibilitatea unei comenzi mai ample a unuia sau mai multor receptoare de iluminat.

Aceste aparate au tensiunea nominală de 250V, curentul nominal de 10 A şi o frecvenţă de conectare(comutaţie electrică ) de 30 conectari/oră.

Fiind destinate uzului general, se impune montarea lor numai pe partea dinspre fază, pentru a sigura protecţia impotriva electrocutării în cazul intervenţiei la receptorul de iluminat. Capacitatea de rupere, egală cu valoarea curentului nominal, este asigurată pe seama unei anumite viteze de deplasare a contactului mobil, determinată de energia acumulată într-un resort, tensionat de acţiunea operatorului uman.

c)Intrerupătoare cu pârghie, bi sau tripolare, acoperă gama de curenţi nominali(25 ÷ 1000 A) şi se folosesc pentru punerea şi scoaterea de sub tensiune a tablourilor electrice, pentru comanda în grup a unui număr mare de receptoare de iluminat, precum şi pentru alimentarea unor receptori de forţă. Capacitatea de rupere egală ca valoare cu valoarea curentului nominal este asigurată pe seama vitezei de deplasare a contactului mobil, acţionat de energia acumulata într-un resort.

d) Intrerupătoare şi comutatoare pachet . Aceste aparate electrice de conectare au o formă specială de realizare, prin

suprapunerea pe un ax(care le şi acţionează) a unor elemente identice. Contactele electrice fixe sunt amplasate pe un disc izolator din bachelită, iar cele mobile, din bronz fosforos, sunt solidare cu axul central. Intre maneta de acţionare şi axul central se montează un dispozitiv de sacadare cu resort care asigură şi capacitatea de rupere nominală.

Prin realizarea unor legături exterioare, între contactele diferitelor pachete se poate obţine un comutator pachet, respectiv un întrerupător cu o funcţie mai complexă(de ex. comutatorul stea - triunghi manual).

e) Intrerupătoare şi comutatoare cu came . Constructiv, sunt similare cu cele pachet, însă axul central acţionează o

camă, care în funcţie de geometria contorului realizează o anumită succesiune de conectare a contactelor. Au tensiunea nominală de 220/380V, o gamă de curenţi nominali de 16 ÷ 200A şi se folosesc în special pentru comanda receptorilor electrici. Capacitatea de rupere egală cu valoarea curentului nominal se asigură tot pe seama vitezei de deplasare a contactului mobil .

11

f) Separatoare electrice tripolare , sunt singurele aparate electrice care au rol numai de separare electrică, nu au capacitate de rupere, întrucât deplasarea contactului mobil se face cu viteza de manevrare a operatorului.

Se construiesc pentru curenţi nominali de 200 ÷ 1000A şi se montează numai în poziţie verticală, astfel încât să se evite închiderea accidentală a contactelor .

5.2.4.Aparate electrice pentru comanda motoarelor electrice Comanda unui motor electric necesită două sau mai multe din următoarele

operaţii: pornirea, limitarea curentului de pornire, reglarea vitezei, inversarea sensului de rotaţie, oprirea.

Un motor electric este alimentat de la un tablou electric secundar(TS), fig. 5.3, printr-un circuit electric. In TS, circuitul electric poate avea numai aparate de protecţie, dacă legătura este fixă(nedebroşabilă), sau/şi o priză cu fişă în caz contrar. Realizarea unei anumite funcţii de comandă, pentru utilajul antrenat de motorul electric, se asigură cu aparate electrice pentru comandă(AEC), montate pe utilaj direct accesibile celui ce exploatează respectivul utilaj.

Fig. 5.3 Fig. 5.4

Datorită complexităţii utilajului, de regulă, acesta nu conţine numai motorul electric(sau motoarele electrice), ci şi alţi receptori electrici şi, ca urmare, pe utilaj se realizează un tablou electric aferent acestuia(TU) şi care conţine şi aparate electrice necesare funcţiei de comandă.

Aparatul electric conceput şi realizat pentru a permite comanda unui motor electric este contactorul electromagnetic, fig. 5.4. Acesta închide sau deschide o serie de contacte de lucru(CL - care au capacitate de rupere) sau auxiliare(CA) , datorită deplasării unei armături mobile Am, parte componentă a circuitului magnetic .

Armătura mobilă, în mod normal, este ţinută depărtat de partea fixă a cicuitului magnetic, datorită unui resort(R). Pentru a o atrage este necesară o forţă electromagnetică Fem > Fx, produsă de câmpul magnetic determinat de curentul ce străbate bobina B. Evident, spre deosebire de celelalte aparate de conectare, contactorul electromagnetic are numai o poziţie stabilă, cea corespunzătoare lipsei curentului prin bobină. Menţinerea pe poziţia excitat,

12

respectiv Am atrasă, se face numai dacă Fem(I) > Fx, deci numai dacă bobina B este conectată la o tensiune U > Ux, unde Ux este tensiunea ce determină prin B un curent Ix , care asigură condiţia Fem ( I ) > Fx .

Pe seama celor de mai sus rezultă următoarele caracteristici ale unui contactor electromagnetic:

- acţionarea se asigură prin încadrarea bobinei sale într-o schemă electrică de alimentare şi comandă;

- menţinerea pe poziţia acţionat are loc numai dacă Ubobina > Ux = Ulimită - în funcţie de tipul schemei de comandă, la revenirea tensiunii cu valori peste Ux , bobina se poate repune sub tensiune, fig. 5.5.a., sau nu, fig. 5.5.b.

Varianta din fig. 5.5.a. se poate utiliza în cazul în care contactorul alimentează receptoare care nu pornesc, iar cea din fig. 5.5.b. în cazul în care se foloseşte la comanda unui motor electric, deoarece asigură blocarea autopornirii la revenirea tensiunii, cerinţă impusă schemelor electrice pentru alimentarea receptorilor de forţă. In acest scop s-a realizat şi butonul special PO, dublu, cu un buton normal deschis(P) şi altul NI(O), fiind necesară automenţinerea comenzii P, cu un contact auxiliar(CA) al contactorului electromagnetic ;

- asigură inclusiv protecţia la minimă tensiune, necesară atât în reţeaua electrică , cât şi , îndeosebi , la receptoare.

In fig. 5.6. se prezintă circuitul electric de alimentare a unui motor electric trifazat şi schema electrică de comandă a contactorului electromagnetic, cu care se asigură pornirea şi oprirea motorului, protecţia la autopornire sau la reducerea tensiunii de alimentare sub valoarea Ux(prin alimentarea schemei de comandă de la tensiunea de servici, din amonte de CL) .

Pentru inversarea sensului de rotaţie se foloseşte schema de comandă din fig. 5.7.b aferentă circuitului de alimentare din fig. 5.7.a şi se bazează pe inversarea a două faze a sistemului electric trifazat de alimentare.

a) Fig. 5.5 b)

Reglarea vitezei motoarelor de curent alternativ se poate realiza în limite restrânse sau mai largi, în funcţie de tipul motorului. Pentru motoarele asincrone, cu rotorul în scurtcircuit, utilizate pe scară largă în acţionările electrice, nu este posibilă reglarea vitezei, decât în limitele variaţiei alunecării cu sarcina la arborele motor.

Limitarea curentului de pornire pentru un motor electric trifazat asincron este necesară atunci când nu se asigură tensiunea minimă la bornele altor motoare aflate în sarcină, fig. 5.8, datorită căderii mari de tensiune determinate, pe reţeaua electrică de alimentare, de către curentul de pornire al respectivului motor, cumulată şi cu căderea de tensiune determinată de curenţii de sarcină ai motoarelor aflate în funcţiune(mai mare de 12 %) .

13

Într-o asemenea situaţie, dacă creşterea secţiunii reţelei nu este avantajoasă economic, se reduc căderile de tensiune prin reducerea curentului de pornire al respectivului motor electric( MP1 , MP2).

Fig. 5.6

Fig. 5.7

In principiu, reducerea curentului de pornire pentru un motor electric trifazat asincron cu rotorul în scurtcircuit este posibilă, fie prin introducerea unor impedanţe de pornire(Zp), fig. 5.8.a, fie prin reducerea tensiunii aplicate înfăşurărilor prin intermediul unui autotransformator, fig. 5.8.b., fie prin conectarea înfăşurărilor la pornire şi pentru o durată ∆t, în stea, iar apoi în triunghi , fig. 5.9 c,d.

În fig. 5.9.c, conectarea celor trei înfăşurări în stea fig. 5.10.b şi apoi în triunghi, fig. 5.10.c, se realizează cu un comutator stea triunghi manual, executat

14

Fig. 5.8

a) b) c) d)

Fig. 5.9

a) b) c)

Fig. 5.10

15

Fig. 5.11

dintr-un întrerupător pachet pe care se execută şi o serie de legături suplimentare. Trecerea din conexiunea stea în cea triunghi după un ∆t(necesar reducerii curentului de pornire până la valoarea ce determină reducerea căderilor de tensiune la valorile admisibile) în cazul comutării manuale nu asigură o apreciere judicioasă a valorii lui ∆t. Din acest motiv, se foloseşte comutatorul stea - triunghi realizat cu trei contactori electromagnetici, fig. 5.9.d In acest caz, este necesară o schemă de comandă pentru cei trei contactori electromagnetici, fig. 5.11, care, cu ajutorul releului de timp Rt , asigură aprecierea corectă a lui ∆t. La apăsarea butonului P, se pune sub tensiune 3CL, iar prin închiderea contactului sau 3CL1 se pune sub tensiune 1CL şi Rt, şi ca urmare, motorul porneşte în stea , fig. 5.9.d, simultan începe măsurarea timpului de conectare în stea, de către contactul Rt1 normal închis cu temporizare la deschidere. După ∆t, Rt1 se deschide, scoate pe 3CL de sub tensiune, iar prin 3CL2 şi 1CL1 se pune sub tensiune contactorul electromagnetic 2CL, care conectează înfăşurările în triunghi.

Prin contactele 3CL2 şi 2CL1 se asigură interblocarea între 3CL şi 2CL pentru a evita punerea simultană a lor sub tensiune, ceea ce ar produce un scurtcircuit trifazat la bornele motorului, fig. 5.9.d.

Schema de comandă din fig. 5.11. se foloseşte şi în cazul utilizării autotransformatorului de pornire, fig. 5.9.b.

Se impune însă o precizare foarte importantă: limitarea curentului de pornire prin conectarea înfăşurărilor în stea şi apoi, pentru funcţionarea în regim normal(de durată), în triunghi, este posibilă numai la motoarele care sunt proiectate să funcţioneze în regim normal cu înfăşurările conectate în triunghi .

Autotransformatorul de pornire se poate utiliza atât în cazul pornirii motoarelor electrice a căror înfăşurări sunt conectate în regim normal în stea, cât şi în triunghi.

Diminuarea tensiunii aplicate unei înfăşurări, utilizând comutatorul stea - triunghi sau autotransformatorul de pornire este de 3 ori(0,6 U) aceasta fiind şi tensiunea minimă de menţinere a armăturii unui contactor electromagnetic.

16

5.2.5. Aparate electrice de conectare de protecţie Aparatul electric de conectare de protecţie are rolul de a deconecta un

circuit sau coloană electrică când acestea sunt parcurse de un curent de suprasarcină sau de defect care ar depăşi limita stabilităţii termice sau electrodinamice a elementului de reţea aflat în aval de locul său de montare şi în amonte de un eventual alt aparat de conectare de protecţie fig. 5.12.

Fig. 5.12

Aparatele electrice de conectare de protecţie utilizate în reţelele electrice de joasă tensiune sunt :

- siguranţele fizibile; - întrerupătoarele automate. Siguranţele fuzibile, reprezintă un punct slab creat în mod intenţionat care

asigură protecţia împotriva suprasolicitărilor termice prin autodistrugerea lor prin fuziune termică. Elementul care se autodistruge termic este fuzibilul, care reprezintă calea de curent a siguranţei şi se caracterizează printr-un anumit curent nominal. Prin introducerea fuzibilului într-un port-fuzibil(patron, fig.5.13.a), respectiv o cameră de rupere a arcului electric, se asigură o anumită capacitate de rupere.

Fig.5.13.a

17

Datorită diversităţii mari a receptorilor electrici de joasă tensiune, caracteristicile siguranţelor fuzibile sunt foarte diverse, ceea ce a impus clasificarea lor din mai multe puncte de vedere şi anume :

a) după domeniul de utilizare: - de uz casnic; - semiindustriale; - industriale. b) soluţia constructivă : - auto; - mignon; - cu filet(normale); - cu furci . c) după capacitatea de rupere: - mică(auto, mignon);

- medie(cu filet, casnic şi industrial) ; - cu mare putere de rupere MPR(de uz industrial). d) după caracteristica de topire ( fuziune ) : - lente, fig.5.13.b(1) - rapide, fig.5.13.b(2) - ultrarapide, fig.5.13.b(3). Siguranţele fuzibile cu caracteristică de topire lentă se folosesc pentru

protecţia circuitelor şi coloanelor care pot fi parcurse de sarcini cu şocuri (pornirea motoarelor); cele rapide în cazul unor sarcini constante şi cu probabilitatea redusă de defect, iar cele ultrarapide în cazul protejării unor receptori care practic nu au inerţie termică(elemente semiconductoare).

Fig. 5.13.b

Pentru siguranţele fuzibile se defineşte curentul limită(I l) a cărui valoare

este : Il = ( 1,3 ÷ 1,6 ) Inf

18

şi pe care fuzibilul trebuie să-l suporte cel puţin o oră . Capacitatea de rupere a siguranţei fuzibile depinde de performanţele

camerei de stingere(patron) respectiv de natura materialului de umplutură, în condiţiile în care arcul electric se iniţiază în centrul de greutate al patronului. Pentru asigurarea acestei condiţii se impune stabilirea punctului de iniţiere a arcului electric astfel :

- în cazul fuzibilelor cu diametre mici, se depun pe acesta, în centrul de greutate al patronului o pastilă de aliaj eutectic, care, în stare caldă, se topeşte şi devine agresiv pentru materialul din care este realizat fuzibilul, reducându-şi astfel secţiunea, fig.5.13.a;

- în cazul fuzibilelor cu secţiune mai mare, se realizează o secţiune variabilă, respectiv mai mică în punctul în care se doreşte iniţierea arcului.

O problemă specifică comutaţiei circuitelor electrice care au sarcini inductive o reprezintă limitarea supratensiunilor de comutaţie, care sunt cu atât mai mari cu cât variaţiile de curent sunt mai mari şi mai rapide(Ldi/dt) .

Ca urmare, în cazul deconectării sarcinilor inductive cu siguranţele fuzibile, se pune problema vitezei cu care se întrerupe a curentul electric. Aceasta depinde de caracteristicile materialului de umplutură din camera de stingere a arcului(patron), fig.5.13.

In cazul unui material de umplutură greu fuzibil, acesta nu se topeşte odată cu fuzibilul, iar vaporii metalici ai arcului electric se împrăştie printre granulele materialului de umplutură şi se răcesc, determinând stingerea rapidă a arcului electric.

Dacă materialul de umplutură este uşor fuzibil, acesta se topeşte odată cu fuzibilul, stare în care devine bun conducător de electricitate, asigurând trecerea curentului şi, ca urmare, stingerea arcului electric. Prin stingerea arcului electric, dispare sursa de căldură, materialul se răceşte redobândindu-şi calităţile electroizolante şi ca urmare întrerupe lent curentul din circuit şi reduce substanţial supratensiunile .

Pentru reducerea supratensiunilor, unele siguranţe fuzibile folosesc două fire fuzibile în paralel, unul cu o rezistenţă electrică de 30 de ori mai mare decât fuzibilul normal, ceea ce determină întreruperea curentului în două trepte.

Evident, în urma acţionării unei siguranţe fuzibile, se impune înlocuirea elementului său fuzibil, împreună cu patronul. Topirea elementului fuzibil este indicată cu un semnalizator, ce se poate îndepărta când fuzibilul este topit .

Intrerup ătorul automat reprezintă aparatul de conectare de protecţie propriu-zis, deoarece asigură protecţia la suprasolicitări termice sau electrodinamice prin deconectarea circuitului, cu un aparat de conectare cu capacitate de rupere corespunzătoare, iar reconectarea se poate face practic imediat şi de mai multe ori.

Pentru ca aparatul de conectare cu capacitate de rupere adecvată să se deschidă automat, trebuie să primească o comandă de la un aparat electric de protecţie(RELEU) care are rolul de a sesiza, indentifica si localiza un regim de defect şi de a transmite comanda aparatului de conectare.

Aparatele electrice de protecţie(RELEELE) cu care sunt echipate întrerupătoarele automate de joasă tensiune sunt:

19

- releele termice(RT); - releele electromagnetice(REM); - releele de minimă tensiune(RU). Aparatul de conectare al unui întrerupător automat(IA) este astfel realizat

încât rămâne stabil pe ambele poziţii(închis/deschis), prin zăvorâre mecanică. Comanda de închidere sau deschidere se transmite asupra mecanismului

de zăvorâre(MZ) al dispozitivului de acţionare. Energia necesară acţionării contactului mobil(cu o foarte mare viteză de deplasare) se înmagazinează într-un set de resoarte care sunt armate manual sau cu un motor electric(M).

Fig. 5.14

Schema electrică de principiu a unui întrerupător automat, în varianta cea mai complexă, este prezentată în fig. 5.14 în care cu AC s-a marcat aparatul de conectare, cu linie întreruptă acţiunea mecanică a RT , RU şi REM asupra mecanismului de zăvorâre, cu DA dispozitivul de acţionare, iar cu ED şi Ei, electromagneţii cu care se asigură comanda de la distanţă a IA , cu ajutorul unor butoane de comandă(BD, Bi).

Comanda manuală, de pe întrerupătorul automat a aparatului de conectare (AC), este posibilă prin intermediul câte unui buton care acţionează direct asupra Mz.

Caracteristica de acţionare a unui întrerupător automat, fig.5.15, rezultă din suprapunerea caracteristicii releului termic cu cea a releului electromagnetic,

Releul termic(RT) are o caracteristică de acţionare dependentă de curent(similară cu cea a unei siguranţe fuzibile), iar REM are o caracteristică de acţionare independentă, respectiv acţionează dacă:

I > Ip REM unde Ip REM este valoarea la care a fost reglat să îşi atragă armătura mobilă. In domeniul de acţionare al REM, RT nu acţionează deoarece are un timp de acţionare mai mare decât cel al REM , fig. 5.15. Intrerupătoarele automate pot avea sau nu releu de minimă tensiune astfel:

20

-cele destinate protejării motoarelor electrice au RU, pentru a asigura evitarea autopornirii ; - cele destinate protejării coloanelor electrice şi in special RED nu au RU, sau este blocat, deoarece nu trebuie să se întrerupă calea de alimentare cu energie, la dispariţia tensiunii şi eventuala ei reapariţie.

Intrerupătoarele automate se produc într-o gamă largă de variante care, din motive ce nu sunt proprii elementului protejat, acoperă în primul rând gama de curenţi nominali de la 6-4000A, precum şi diferite echipări cu relee şi dispozitive de acţionare .

Fig. 5.15

Releele termice cu care se echipează un IA are următoarele caracteristici: - curent de serviciu, valoare ce parcurge elementul bimetal în regim

normal de funcţionare; - curent de reglaj(Ir) care ţine seama de suprasarcinile din circuit şi

asigură următoarele cerinţe : - la o valoare de 1,05Ir a curentului de sarcină nu trebuie să

acţioneze timp de două ore, pornit din starea iniţială rece; - la o valoare de 1,2Ir, acţionarea se produce după 2 ore pornind

din starea iniţială rece - la o valoare de 1,6Ir acţionarea se produce după cel mult 2

minute, pornind din starea caldă; - la o valoare de 6Ir (specific pornirii motoarelor electrice) acţionarea se produce după 2 ÷ 5 secunde .

Intrerupătoarele automate cele mai des utilizate sunt : - Intrerupătoare automate USOL( ISOL) care acoperă gama de curenţi

100 - 800A; - Intrerupătoare automate OROMAX pentru 500 - 4000A şi care au o

mare capacitate de rupere, fiind utilizate pentru protecţia liniilor, transformatoarelor şi a generatoarelor electrice .

21

Contactoare cu relee . Prin asocierea unui contactor electromagnetic cu relee termice sau

electromagnetice, se obţine un aparat de conectare de protecţie, dar care asigură doar parţial caracteristicile unui întrerupător automat. In primul rând, contactorul cu relee nu este un aparat de conectare bistabil, aparatele de protecţie acţionând asupra aparatului de conectare la nivelul schemei de comandă, fig. 5.16. In al doilea rând, contactorul electromagnetic fiind conceput pentru comanda unor receptoare, nu are capacitatea de rupere necesară întreruperii unor curenţi de scurtcircuit. Din acest motiv, pentru a asigura cerinţele unei IA, se asociază contactorul electromagnetic echipat numai cu relee termice cu o siguranţă fuzibilă tip MPR, fig. 5.17a, contactorul cu relee asigurând conectările de regim normal şi de suprasarcină, în domeniul de acţionare al RT, fig. 5.17 b, iar siguranţa fuzibilă cu mare capacitate de rupere asigură ruperea curenţilor de scurtcircuit.

a) b)

Fig.11.17.

Fig. 5.16

22

5.2.6. Aparate electrice de măsură Cunoaşterea de către personalul de conducere şi deservire operativă,

precum şi de către consumatorii de energie electrică a valorilor mărimilor electrice ce caracterizează regimul normal sau de defect al unei reţele electrice este absolut necesară.

Mărimile de bază necesare în conducerea operativă şi controlul sarcinii sunt :

- tensiunea electrică în anumite puncte ale reţelei ; - curentul electric ce străbate anumite elemente ale reţelei . Prin interpretarea şi combinarea acestor mărimi se obţin valori ale altor

mărimi(puteri, impedanţe, defazaje, etc.) Determinarea( măsurarea ) nemijlocită a acestor mărimi se asigură cu

instrumente sau echipamente de măsurare. Pe seama principiului de funcţionare, a cerinţelor ergonomice şi de design al camerelor de comandă aceste instrumente şi echipamente de măsură sunt parcurse de curenţi cu valoare limitată sau sunt expuse la tensiuni cu valoare redusă şi au dimensiuni relativ mici.

De regulă, mărimile electrice de măsurat(U,I) nu sunt accesibile în camerele de comandă, sau au valori mari, ce nu pot fi direct accesibile unui instrument de măsură.

Ca urmare, este necesar ca între instrumentele electrice de măsură amplasate în puncte sau camere de comandă şi mărimile electrice de măsurat cu valori mari şi existente în reţelele electrice(interioare sau exterioare) este necesar să se introducă aparate electrice de măsură. Acestea au rolul de a modifica valorile reale ale mărimilor electrice, neaccesibile direct instrumentelor electrice de măsură şi nici supravegherii directe(la faţa locului) la valori direct măsurabile şi accesibile în puncte şi camere de comandă.

Ca urmare, se impune o condiţie axiomatică pentru un aparat electric de măsură , care în sens figurativ ar însemna, să existe, dar să se comporte ca şi cum nu ar fi , iar în sens tehnic, " să nu introducă erori ".

Aparatele electrice cu care se pot modifica valorile mărimilor electrice, tensiune şi curent, aşa cum este cunoscut, sunt transformatoarele electrice.

Însă, transformatorul electric de forţă, fig. 5.18, transformă valorile componentelor puterii, de la U1 , I1, în primar, la U2, I2, în secundar, cu condiţia conservării puterii tranzitate S.

S = U1 I1 = U2 I2 Se poate considera că tensiunea U1, cu valori mari, poate fi măsurată prin

intermediul tensiunii : U2 = U1 I1 / I2 = U1 / k

unde k este raportul de transformare, însă, datorită căderilor mari de tensiune între U1 şi U2 , această egalitate aproximativă nu este acceptată în domeniul măsurării unor mărimi electrice. Pentru a măsura curentul electric, care în distribuţia la tensiune constantă este specific fiecărui element al unei reţele sau receptor electric, măsurarea lui I2 prin intermediul lui I1 este cu atât mai puţin posibilă.

23

Fig. 5.18.

Ca urmare, a fost necesar să se conceapă transformatoare electrice cu care să se reducă valorile mărimilor electrice, tensiune şi curent, la valori direct accesibile instrumentelor de măsură, reducere afectată însă de erori în limitele acceptate în domeniul măsurătorilor electrice, respectiv, acestea să aibă clase de precizie similare cu ale instrumentelor de măsură.

Transformatorul de măsură de tensiune Acest transformator, în principiu, este similar cu un transformator de

forţă, fiind expus, în primar, la tensiunea reţelei, însă în secundar nu are ca sarcină receptori propriu-zişi, ci instrumente de măsură a tensiunii(numite tip voltmetru) .

Pe seama schemei electrice echivalente tip cuadripol(T), fig. 5.19, şi a cerinţelor de calitate privind valoarea tensiunilor U2V1, U2V2, în raport cu tensiunile de care sunt determinate(U1, U2) rezultă:

U2V = U1 - ( z1TT ( I1TT + IµTT ) + z2TT I2TT ) Pentru ca U2V să reproducă cât mai exact valoarea tensiunii U1 , este necesar ca: z1TT ( I1TT + IµTT ) + z2TT I2TT = 0 ceea ce impune ca :

- I2TT să aibă valori cât mai mici, respectiv impedanţele de intrare ale instrumentelor de măsură să fie cât mai mari având în vedere că acestea se conectează în paralel;

- IµTT să aibă valori cât mai mici, deci zµTT să fie cât mai mare; - z1TT , z2TT - să aibă valori cât mai mici .

Din aceste condiţii rezultă că asigurarea unei anumite clase de precizie pentru un transformator de măsură de tensiune ( TT) , depinde de doi factori :

- caracteristicile proprii ale TT( z1TT , z2TT, foarte mici şi zµTT foarte mari); - caracteristicile instrumentelor electrice de măsură conectate în secundar,

respectiv, valoarea echivalentă a impedanţei de sarcină zSTT. Practic, STT va funcţiona la o anumită clasă de precizie, în funcţie de valoarea impedanţei de sarcină, impunându-se condiţia:

0,25 zCP < zSTT < zCP (

24

unde zCP este impedanţa corespunzătoare unei anumite clase de precizie.

Fig. 5.19

Particularit ăţi în exploatarea TT . Fiind un transformator electric special, respectiv cu o putere nominală

foarte mică(de ordinul VA), sunt necesare unele restricţii în exploatarea acestuia:

- menţinerea unui regim de încărcare care să tindă către funcţionarea în gol, pentru a asigura, pe de o parte funcţionarea într-o anumită clasă de precizie, iar pe de altă parte, evitarea distrugerii datorită suprasolicitărilor termice ;

- evitarea producerii unui scurtcircuit în secundar, care ar echivala practic cu distrugerea instantanee a acestuia.

Valoarea tensiunii din secundarul transformatoarelor de măsură de tensiune este de 100 V, indiferent de valoarea tensiunii nominale din primar, ceea ce permite utilizarea unei game restrânse de instrumente de măsură. Evident, în funcţie de raportul de transformare al TT, scala instrumentului de măsură se marcheză corespunzător.

Transformatorul de măsură de curent Acest transformator, trebuie să asigure modificarea (reducerea) valorii

unui curent(din primarul său) la valori direct accesibile instrumentelor de măsură în următoarele condiţii:

- valoarea curentului din primarul său(I1), fig. 5.18. nu este determinată de valoarea curentului din secundarul său(I2TC);

- valoarea curentului din secundar(I2TC), nu trebuie să depindă de valoarea impedanţei instrumentelor de măsură conectate în serie(pentru a fi parcurse de aceeaşi valoare a curentului);

- impedanţa echivalentă a transformatorului de masură de tensiune(TC), montat în serie pe un element al reţelei electrice trebuie să fie practic nulă pentru a nu modifica valoarea curentului pe care trebuie să-l transforme în scopul măsurării acestuia;

- primarul TC, nu este conectat la una din tensiunile reţelei electrice, respectiv, fiind conectat în serie, pe el rezultă o cădere de tensiune ∆UTC = zTCI1.

- fiind un transformator coborâtor de curent, rezultă că este simultan şi ridicător de tensiune, valabilă pentru orice tip de transformator.

Pe seama acestor condiţii şi a schemei echivalente(cuadripol T), fig. 5.20, rezultă că parametrii echivalenţi ai unui TC trebuie să îndeplinească, la rândul lor, anumite condiţii .

25

In valori raportate la primarul TC :

I1 = I2TC + IµTC = ct

însă cu menţiunea că indiferent de valorile lui I2TC, I1 are aceeaşi valoare determinată de zsarc. şi ca urmare, dacă TC este în gol:

I1 = IµTC

dar nu în sensul cunoscut la celelalte transformatoare, respectiv I1 va avea o valoare mică, egală cu IµTC , ci în sensul că tot curentul I1 , cu valori determinate de zsarcină, fig. 5.18, devine curent de magnetizare, ceea ce determină o suprasaturare magnetică a circuitului magnetic, al TC, echivalentă cu distrugerea acestuia . Din acest motiv, în exploatarea TC trebuie exclusă rămânerea în gol a secundarului acestuia.

Fig. 5.20.

Din egalitatea : z 'TC I1 = IµTC zµTC = I2TC ( z2TC + zSTC )

rezultă : I2 = I1 Deci pentru ca I2 = I1 este necesar ca :

z2TC + zSTC = 0

IµTC = 0 zµTC →∞ Din expresia impedanţei echivalente a TC :

zTC = z1TC + )ZZZ

)ZZ(Z

sTCTC2TC

sTCTC2TC

+++

µ

µ

rezultă: z1TC ≈ 0 Deci, pe lângă parametrii de calitate ai transformatorului de măsură de

curent(z1TC, z2TC=0, zµTC≈∞), pentru o transformare cât mai exactă a curentului din primar, este necesar ca instrumentele de măsură montate în serie, în secundarul unui TC să aibă impedanţe de intrare cât mai mici(să fie tip amper).

Ca urmare, şi în cazul TC, fiecărei clase de precizie îi este specifică o anumită impedanţă(ZCP), respectiv condiţia pentru încadrarea în respectiva clasă de precizie.

Particularit ăţi în exploatare . - aşa cum s-a demonstrat, este exclusă rămânerea în gol a secundarului unui

TC; această eventualitate este cu mult mai posibilă în cazul TC, decât, de exemplu, în cazul TT, deoarece în secundarul TC, distribuţia fiind în serie, înlocuirea unui instrument echivalează cu întreruperea circuitului.

Pentru a se evita această eventualitate, TC de interior(uşor accesibile) sunt prevăzute cu posibilitatea scurtcircuitării secundarului, înainte de a se interveni în circuitul alimentat de acesta .

Deoarece, zSTC = 0, regimul de scurtcircuit al unui TC, nu determină o suprasolicitare termică semnificativă a acestuia.

In cazul TC, montate în exterior sau în locuri greu accesibile se recurge la blocuri de încercare Bi, fig. 5.21, care permit scurtcircuitarea secundarului, când se intervine la instrumentele de măsură.

- corelarea permanentă a clasei de precizie a instrumentelor de măsură cu clasa de precizie a TC, care depinde de valoarea impedanţei sale de sarcină.

- la ramânerea în gol a secundarului TC, la bornele acestuia se se regăseşte tensiunea, fig. 5.21:

U2 0 = k ∆UTC = I1 / I2TC ∆UTC

Fig. 5.21

care poate avea valori de ordinul zecilor de volţi, devenind periculoasă(în condiţiile în care, în regim normal este practic nulă, ceea ce permite intervenţia directă şi fără riscuri a personalului de întreţinere) . Această tensiune este cu atât mai mare cu cât curentul nominal al secundarului este mai mic raport de transformare mai mare).

- curentul nominal al secundarului transformatoarelor de măsură de curent este de regulă 5A; în cazul unor circuite mai lungi în secundar se aleg TC cu 1A, dar care au dezavantajul menţionat mai sus.

5.2.7. Aparate electrice pentru control şi observare Aşa cum s-a subliniat anterior, în scopul asigurării exploatării unei reţele

electrice, considerată ca element primar, sunt necesare activităţi de control şi observare a acesteia. Aceste activităţi se realizează atât cu aparate electrice

27

montate direct în circuitele primare, cât şi cu o serie de scheme electrice de control, semnalizare, automatizare, măsură, denumite ca secundare, în sensul că nu fac parte din reţeaua electrică primară dar asigură buna exploatare a acesteia.

In cadrul acestui paragraf se prezintă aparatele electrice cu care se realizează aceste scheme electrice secundare.

Din punct de vedere a rolului funcţional, aceste aparate electrice se pot grupa astfel :

a) aparate electrice de control, care permit darea unei comenzi, manuale sau automată care, urmărind valoarea unei anumite mărimi, transmit o comandă la depăşirea unei valori de prag de către aceasta;

b) aparate electrice de execuţie, care realizează legătura între o schemă secundară expusă la curenţi de valori mici, şi un circuit de execuţie(acţionarea unui aparat electric de conectare sau protecţie). In unele situaţii au caracter de servomecanisme;

c) aparate electrice de amplificare, care permit multiplicarea unei informaţii (poziţia unui aparat electric) sau a unei comenzi;

d) aparate electrice de semnalizare şi avertizare; e) instrumente electrice de măsură a) Aparate electrice de control - butoane de comandă se folosesc pentru comanda manuală a unor aparate

electrice de conectare,. Reprezentativ este butonul dublu de pornit(P), oprit(O) adecvat comenzii contactoarelor electromagnetice, care sunt fără reţinere, respectiv comanda este scurtă, egală cu durata menţinerii în poziţia apăsat. Pentru comenzi permanente se folosesc butoanele cu reţinere eventual şi cu lampă inclusă care să "memoreze" ultima comandă efectuată .

- chei de comandă, se folosesc pentru transmiterea de comenzi complexe, specifice întrerupătoarelor automate, având avantajul memorării ultimei comenzi şi a unui numărului mare de contacte. Pentru o cheie de comandă(asemănătoare constructiv cu un întrerupător cu came), se elaborează şi diagrama de comandă ce redă dependenţa dintre poziţia mânerului de acţionare şi poziţia contactelor. Unele chei de comandă au inclusă o lampă de semnalizare cu mânerul de acţionare .

- microîntrerupătoare, limitatoare de cursă, se folosesc pentru închiderea şi deschiderea unor circuite(cu scopul de comandă a unui aparat de execuţie) când este depăşită limită a unei coordonate(distanţe).

Contactul mobil al unui microîntrerupător, este acţionat de un mecanism cu resort sau lamelă elastică, acţionată direct sau cu elemente cinematice(rolă, pârghie, bilă).

- relee electrice, fac parte din categoria aparatelor cu caracteristică discontinuă (tip releu), deoarece variaţia mărimii electrice de intrare determină doar o variaţie în salt a mărimii de ieşire(totul sau nimic) Fig. 5.22.

28

Valoarea mărimii de intrare pentru care se produce acţionarea ( pornirea releului ) xip este mai mare decât valoarea lui xi , pentru care are loc revenirea xir în starea neacţionat .

Fig 5.22

Datorită gamei foarte largi de relee electrice, este necesară o grupare a lor astfel : - după natura mărimii de intrare :

- de tensiune - de curent - de putere - de timp . - după caracterul mărimii de intrare :

- de curent continuu - de curent alternativ - după caracteristica de acţionare : - dependente de curent - independente de curent

Cu excepţia releului termic cu bimetal, la care contactul mobil este acţionat de săgeata determinată de temperatura la care este încălzit un element bimetal de catre căldură produsă de curentul supravegheat, celelalte relee electrice au o funcţionare asemănătoare cu a unui contactor electromagnetic.

Ca urmare, releul de curent cu bimetal va avea o caracteristică de acţionare dependentă de curent, asemănătoare cu a unei siguranţe fuzibile, iar cele a căror acţionare este determinată de forţa electromagnetică, vor avea o caracteristică de acţionare independentă, de tipul, totul sau nimic , fig. 5.22.

Releele de tensiune, au bobina de acţionare de tip volt, dar sunt acţionate tot de o forţă electromagnetică determinată de un curent, strict determinat de valoarea tensiunii ce se aplică bobinei releului.

Releele de curent au bobina de acţionare tip amper, montându-se în serie, pentru a fi expuse curentului, mărime de intrare ce determină acţionarea. Releele electrice de timp, au ca mărime de intrare un curent sau o tensiune sau combinaţii ale acestora, iar acţionarea contactelor lor se produce cu o anumită întârziere(temporizare). Acestea sunt de regulă, relee intermediare necesare în asigurarea selectivităţii acţionării unor aparate electrice de conectare de protecţie sau a desensibilizării faţă de anumite perturbaţii(şocuri de sarcină).

29

b) Aparate electrice de execuţie . - electromagneţii de acţionare, sunt folosiţi în scheme secundare de

comandă, semnalizare, ca elemente de acţionare în scopul transmiterii unei comenzi manuale, sau a amplificării unei mărimi de comandă(servomecanism). În acest caz, curentul suportat de bobina electromagnetului (element de comandă ) este mult mai mic decât cel suportat de contactele electromagnetului(element comandat ).

O formă specială de realizare a electromagneţilor, o reprezintă electroventilele, utilizate în controlul unor circuite parcurse de fluide sau de gaze.

c) Aparate electrice de amplificare; pe lângă amplificarea curentului (sau a

puterii) de comandă(în cazul servomecanismelor) este necesară şi multiplicarea unor informaţii sau comenzi. Este cazul folosirii unor relee intermediare care au mai multe perechi de contacte ce permit multiplicarea poziţiei unui aparat electric de conectare, fig. 5.23.a, sau a unei comenzi, fig. 5.23. b.

d) Aparate electrice de semnalizare şi avertizare - lămpi de semnalizare, utilizate pentru semnalizarea optică a poziţiei unor

aparate electrice de conectare, acţionarea unor aparate electrice de protecţie, etc. - hupe de semnalizare , folosite pentru avertizarea acustică a unor regimuri

anormale sau de defect. In urma avertizării acustice, generale, operatorul uman va indentifica semnalizarea optică locală realizată cu lămpi de semnalizare.

- indicatoare de poziţie, se folosesc pentru semnalizarea poziţiei aparatelor electrice de conectare cu două stări. Este cazul separatoarelor electrice, care fiind comandate numai manual, au doar două stări corespunzătoare poziţiei închis sau deschis a contactului mobil. Intrerupătoarele automate se pot afla în aceeaşi poziţie (de ex. deschis) ca urmare a două tipuri de comenzi: manuală(deconectat manual) sau automată(deconectat automat), fiind necesară semnalizarea distinctă a fiecărei stări.

Indicatorul de poziţie, fig. 5.24.a, are două bobine, care acţionează fiecare o aceeaşi lamelă indicatoare: una dintre ele o menţine permanent într-o poziţie, iar

Fig. 11.23. Fig.5.23.

30

cealaltă într-o poziţie perpendiculară pe prima, fig. 5.24.b. Când nici o bobină nu este sub tensiune lamela indicatoare se poziţionează la 450 , fig. 5.24.c.

Fig. 5.24

e) Instrumente electrice de măsură, folosite la măsurarea nemijlocită a mărimilor electrice, direct sau prin intermediul aparatelor electrice de măsură(transformatoare electrice de măsură).

31

6. Dimensionarea reţelelor şi nstalaţiilor electrice de joasa tensiune.

Elementele componente ale unei reţele electrice de joasă tensiune (RE-JT) sunt supuse în timpul funcţionării la solicitările termice si electrodinamice. Prin dimensionare se urmăreşte alegerea şi verifîcarea fiecărui element component al RE-JT astfel încât, caracteristicile sale să permită asigurarea cerintelor privind:

- stabilitatea termică şi dinamică a elementelor RE-JT, parcurse de curenţii de sarcină;

- corelarea nivelului de izolaţie cu treapta de tensiune; - parametrii de calitate ai energiei electrice, în punctul de delimitare cu

abonatul şi la fiecare receptor în parte; - rentabilitatea tranzitului de energie electrică. În funcţie de natura elementului RE-JT dimensionarea se face, pe lângă o

serie de cerinţe comune şi pe seama unor cerinţe specifice. Aşa cum s-a arătat, o reţea electrică este în primul rând, o cale de curent care

asigură tranzitul energiei electrice de la sursă la consumator(receptor). Din acest punct de vedere liniile electrice ale RE reprezintă calea propriu-zisâ de curent. Aparatele electrice, pe lângă rolul funcţional bine definit reprezintă şi o cale de curent fiind parcurse, în regim normal sau de defect, de aceeaşi curenţi ca şi liniile electrice pe care se montează.

Deci, fiecare element al unei RE va fi dimensionat, în primul rând, să suporte solicitările determinate de curenţii de regim normal sau de defect, din cerinţa de a se asigura stabilitatea lor termică şi dinamică(mecanică), precum şi corelarea nivelului de izolaţie cu treapta de tensiune.

Cerinţa privind asigurarea parametrilor de calitate se asigură în mod diferenţiat pentru elementele RE-JT. Astfel, pentru liniile electrice este necesară verificarea încadrării pierderilor de tensiune în limitele admise. Aparatele electrice de conectare şi de conectare şi protecţie au o influenţă deosebită asupra continuităţii în alimentare, prin asigurarea unor conectări/deconectări selective şi în anumite intervale de timp. Evident, intervalele de timp sunt impuse pe de o parte de asigurarea stabilităţii termice în regim de scurtă durată(td) iar pe de altă parte de transformarea unei întreruperi în alimentare, eventual, într-un gol de tensiune.

Cerinţa privind rentabilitatea tranzitului de energie electrică se referă în principal la liniile electrice şi la transformatoarele electrice de putere, elemente ale reţelei cu valori semnifîcative ale parametrilor electrici(R,X).

Din cele de mai sus rezultă că dimensionarea unui element al RE se face în două etape :

- prima, de alegere, când se stabilesc caracteristicile nominale ale elementului astfel încât acestuia să i se asigure o fimcţionare stabilă în regim normal; - a doua, de verificare, când se stabilesc eventual noi valori pentru caracteristicile rezultate în urma alegerii, precum şi valori pentru alte caracteristici

32

în funcţie de natura elementului (linie electrică, aparat electric, etc.) sau se intervine asupra configuraţiei reţelei (mai multe căi de curent în paralel, schemă electrică de distribuţie, etc.).

Se impune precizarea, pentru aparatele electrice, că acestea se montează(în tablourile electrice) în RE în funcţie de tipul schemei electrice a acesteia, iar solicitările la care sunt supuse sunt determinate şi de tipul schemei respectiv, de circulaţiile de curenţi ce se stabilesc în cazul trecerii pe o configuraţie ce permite asigurarea rezervei în alimentare.

6.1. Dimensionarea conductoarelor şi cablurilor.

Din punct de vedere a modului de determinare a puterii de calcul există două situaţii distincte :

- când elementul reţelei electrice este parcurs de curentul unui singur receptor, fiind definit circuit electric respectiv, când se asigură alimentarea de la un tablou electric secundar (TS). Circuitele de iluminat şi prize reprezintâ o excepţie;

- când elementul reţelei este parcurs de curenţii mai multor receptori, fîind definit coloană electrică, care realizează legătura între tablourile electrice ale reţelei.

În urma dimensionării unui conductor sau cablu rezultă, pentru acesta, o anumită valoare a secţiunii părţii sale active(calea de curent).

Alegerea secţiunii conductoarelor şi cablurilor se face pe seama puterii de calcul care se determină în fimcţie da natura elementului reţelei electrice.

6.2 Dimensionarea aparatelor de conectare şi separare.

Având rolul de a conecta/deconecta curenţi de regim normal(în scopul punerii/scoaterii de sub tensiune, sau de comandă) dimensionarea lor se face în funcţie de solicitările de regim normal. Pe lângă solicitările specifice unei căi de curent aceste aparate sunt solicitate şi de arcul electric, specific operaţiilor de conectare/deconectare.

Solicitările la care sunt supuse sunt similare cu cele ale conductoarelor şi cablurilor de pe circuite şi coloanele în care se intercalează.

Pe seama rolului lor funcţional aceste aparate pot fi montate : - pe intrarea într-un tablou electric de distribuţie, având rolul de a-1 pune şi

scoate de sub tensiune; acţionarea sa se recomandă să se efectueze când curentul de sarcină este nul

- pe circuitul de alimentare a unui receptor, având rolul de a executa funcţia de comandă a acestuia; de regulă, în tabloul secundar TS) din care este alimentat receptorul, pe circuitul acestuia nu se montează aparate de conectare(AC) deoarece, de regulă, funcţia de comandă o au AC montate pe receptor (utilaj) - în amonte, în raport cu un aparat de protecţie, având rol de separare vizibilă a scoaterii de sub tensiune a acestuia.

33

6.2.1. Alegerea aparatelor de conectare şi separare. Condiţia de alegere, care asigură stabilitatea termică în regim de lungă durată

(regim normal), este :

Cna II ≥ - Ina - este curentul nominal al aparatului; - Ic - curentul cerut, calculat aşa cum s-a arătat, în mod diferenţiat pentru

circuite şi coloane electrice. Deoarece curentul nominal al aparatului se defineşte pentru anumite condiţii

de mediu, în situaţia în care acestea nu corespund celor din mediul în care se montează, se vor aplica corecţiile adecvate.

6.2.2. Verificarea aparatelor de conectare şi separare. Deşi nu au rolul de a conecta/deconecta curenţi de defect(scurtcircuit),

aparatele de conectare au, de regulă, capacitatea de a conecta/deconecta curenţi mai mari decât curenţii lor nominali deoarece, îndeosebi la conectare, se poate stabili un curent de scurtcircuit(solicitarea la conectare este mai mică decât la deconectare). De regulă, pentru aparatele de conectare nu se impune verificarea capacităţii de rupere, este însă necesară asigurarea stabilităţii termice în regim de scurtă durată (scurtcircuit).

Verificarea stabilităţii mecanice, la acţiunea electrodinamică a curentului de şoc, işoc, constă în :

ocld iI ;≥ unde lld este curentul limită dinamic al aparatului.

6.3. Dimensionarea aparatelor de conectare de protecţie Aparatele de protecţie utilizate în reţelele electrice de joasă tensiune s-au

prezentat în capitolul anterior. Datorită principiului diferit de acţiune a siguranţelor fuzibile, faţă de întrerupătorul automat şi dimensionarea lor este diferită.

6.3.1. Alegerea aparatelor electrice de conectare de protecţie. Siguranţe fuzibile Alegerea siguranţei fuzibile se face din următoarele cerinţe :

- fuzibilul să nu se topească la acţiunea curentului de regim normal (IC) al elementului pe care îl protejează :

Cnf II ≥ - fuzibilul să se topească înainte ca temperatura elementului protejat să ajungă

la valoarea limită :

ϕ/adnf II ≤ unde :

34

φ = 1 - în cazul reţelelor electrice ce sunt exploatate de personal calificat; φ = 1,25 - în caz contrar(locuinţe, etc.).

Întrerup ătorul automat Întrerupătorul automat fiind un aparat de conectare cu capacitate de rupere

mare, asociat cu relee termice şi electromagnetice, alegerea se efectuează atât pentru aparatul de conectare cât şi pentru releele de protecţie.

Pentru releele de protecţie alegerea constă în verificarea cerinţei de a nu acţiona în regim normal (siguranţa în neacţionare) :

( ) CsigCr IkIIRT 1

2,105,1 =−>

adsigadr IkIIREM 2

5,4 =≤

unde 2,1sigk - sunt coeficienţi de siguranţă(în neacţionare) care desensibilizează

curentul de reglaj(acţionare) al releelor în raport cu valorile curenţilor de regim

normal REMRT rr II , sau admişi de elementul reţelei electrice pe care îl protejează.

6.3.2.Verificarea aparatelor de conectare de protecţie. A - siguranţe fuzibile O primă verificare a fuzibilului constă în verificarea neacţionării lui (să nu se

topească) la acţiunea unor curenţi de şoc respectiv, a curenţilor de pornire. Se impune condiţia :

CII pnf /≥ unde: - Ip se calculează pentru circuit sau coloană cu - C coeficient ce ţine seama de condiţiile de pornire ale motorului :

- 2,5 - în cazul unor porniri normale, uşoare şi rare; - 1,6 – 2 -în cazul unor porniri grele(în sarcină şi fără limitarea curentului de pornire)

O altă verificare, esenţială pentru o siguranţă fuzibilă, fiind o caracteristică a camerei de stingere, este a capacităţii de rupere :

krup IIsig

≥

unde :

- sigrupI este valoarea curentului de rupere indicat de producător pentru

patronul siguranţei fuzibile;

- kI curentul de scurtcircuit(valoare efectivă) maxim ce străbate siguranţa fuzibilă, în locul său de montare. Această cerinţă asigură integritatea siguranţei fuzibile, protejarea elementului de protejat se asigură pe seama caracteristicilor de fuziune a siguranţei fuzibile şi a limitei de stabilitate a elementului protejat.

35

B- întrerupătorul automat

Pentru aparatul de conectare al întrerupătorului automat(IA), se verifică capacitatea de rupere a acestuia :

krup iIa

≥ Pentru releele electromagnetice cu care se echipează IA se verifică parametrii de calitate specifici acţiunilor automate şi anume :

-sensibilitatea (siguranţa în acţionare):

senskr kIIreleu

/min= unde :

- minkI este valoarea cea mai mică a curentului de scurtcircuit pe care trebuie să-l deconecteze IA;

- sensk - coeficient de sensibilitate, cu valori recomandate în funcţie de natura elementului protejat.

- rapiditatea, estimată prin intervalul de timp td în care este deconectat elementul cu defect respectiv, durata solicitării termice de scurtă durată.

Pentru releele termice se compară caracteristica lui de acţionare cu limita de stabilitate a elementului protejat .

Pe lângă verificările individuale ale aparatelor de comutaţie de protecţie, este necesară şi o verificare la nivelul ansamblului acestora, în strânsă legătură însă cu tipul schemei electrice de distribuţie în care sunt montate. Această verificare urmăreşte asigurarea acţionării selective a aparatelor electrice de conectare de protecţie.

Deoarece în regim de scurtcircuit mai multe aparate de conectare de protecţie (ACP) sunt parcurse de acelaşi curent de defect (au componente ale acestuia), din cerinţa de limitare a zonei afectate asigurarea continuităţii în alimentare), se impune acţionarea numai a unui ACP sau a unui număr limitat este deci necesară o acţionare selectivă a ACP.

Verificarea acţionării selective se efectuează pentru câte două ACP, din aval spre amonte şi în funcţie de tipul schemei electrice de distribuţie.

În fig. 6.1 sunt prezentate cele patru cazuri posibile de asociere a celor două tipuri de ACP şi cum trebuiesc corelate caracteristicile lor de acţionare, pentru a avea o acţionare selectivă: a) În cazul a două siguranţe SF1 şi SF2, fig. 6.1.a, având In1 >In2, acţionarea

selectivă se obţine dacă : -cele două caracteristici de topire nu se întâlnesc sau se întâlnesc la un curent mai mare decât curentul de scurtcircuit maxim ce le poate parcurge pe amândouă; -între duratele de acţionare există diferenţele menţionate, pentru valorile curenţilor ce le străbat.

36

Practic, aceste condiţii sunt asigurate dacă între curenţii nominali ale celor două siguranţe fuzibile există o diferenţă de minim două trepte.

b) În cazul a două întrerupătoare automate, IA1; IA2, fig. 6.1b, selectivitatea RT

este asigurată dacă 21 RTRT rr II > .

Releele electromagnetice, având caracteristică de acţionare independentă de curent, vor acţiona practic concomitent. Acţionarea selectivă se obţine prin temporizarea acţionării REM al IA1 , din amonte.

c) Acţionarea selectivă a IA aflat în amonte de o siguranţă fuzibilă, fig. 6.1.c, se obţine dacă cele două caracteristici nu se întâlnesc sau se întâlnesc la un curent mai mare decât Ik maxim ce le poate parcurge pe amândouă simultan, pentru acesta (Ik) se impune un sec4,0≥∆t între duratele de acţionare. Dacă curentul nominal al siguranţei fuzibile este prea mare (caracteristica întreruptă) poate să apară un triunghi de neselectivitate.

d) Acţionarea selectivă a unei siguranţe fuzibile aflate în amonte de un întrerupător automat, fig. 6.1.d, se obţine în mod similar, ca la punctul c) şi dacă se respectă ∆t menţionat pe figură.

Dacă curentul nominal al siguranţei fuzibile este prea mic poate să apară şi în acest caz un triunghi de neselectivitate.

Practic acţionarea selectivă se asigură dacă rRTnsig II 3≅ . 6.4 Dimensionarea aparatelor electrice de măsură. 6.4.1. Dimensionarea transformatoarelor de măsură de curent.

Înfăşurarea primară a transformatorului de măsură de curent, TC, înseriată în reţeaua electrică este solicitată ca orice cale de curent şi ca urmare, trebuie aleasă şi verificată din punct de vedere a solicitărilor termice şi electrodinamice.

Ca urmare, se procedează la alegerea curentului nominal primar pe seama :

sarcinan IIpTC max≥

unde : - Imax sarcină este valoarea maximă a curentului ce trebuie măsurat corect ( cu

clasa de precizie impusă) Din punct de vedere a înfăşurării secundare, se verifică corelarea dintre sarcina secundară şi clasa de precizie. 6.4.2. Dimensionarea transformatoarelor de măsură de tensiune.

Deşi sunt mai puţin utilizate în RE-JT, datorită directei accesibilităţi a instrumentelor de măsură la tensiunea reţelei, transformatoarele de măsură de tensiune, în cazul utilizării lor(pentru adaptarea tensiunii la valoarea unificată a tensiunii instrumentelor de măsură – 100 V) se aleg după tensiunea reţelei şi se verifică corelarea sarcinii secundare cu clasa de precizie.

37

Fig. 6.1

6.5. Dimensionarea transformatoarelor dintr-un post de transformare.

Pentru consumatorii racordaţi la reţeaua electrică de distribuţie de medie tensiune a furnizorului, este necesară şi dimensionarea transformatoarelor ce se vor monta în postul de transformare (PT), fig. 6.2.

Dimensionarea constă în stabilirea puterii necesare a se instala în PT respectiv, determinarea numărului (n) şi a puterii nominale a transformatoarelor (PnT), fig. 6.2. Cerinţele ce se au în vedere sunt :

- asigurarea stabilităţii termice a înfăşurărilor transformatorului; - rentabilitatea tranzitului de putere; - asigurarea rezervei respectiv, satisfacerea unei anumite puteri la

consumator.

38

O

Fig. 6.2

7. Influenta mediului asupra instalaţiilor electrice

În capitolul anterior s-a prezentat metodologia dimensionării instalaţiilor electrice din punct de vedere a solicitărilor la care sunt supuse acestea din partea mărimilor electrice la care sunt expuse(tensiune) sau parcurse(curenţi); singura înfluenţă din partea mediului care a fost luată în considerare a fost temperatura mediului ambiant.

Dimensionarea înstalaţiilor electrice din punct de vedere a asigurării parametrilor de calitate ai energiei electrice, la beneficiar şi a rentabilităţii tranzitului, nu ia în considerare înfluenta mediului ambiant.

În acest capitol se va analiza modul în care mediul ambiant înfluenţează dimensionarea alegere şi verificare) componentelor unei instalaţii electrice, eventual de executare a ei.

Pe plan internaţional, activitatea de proiectare şi execuţie a înstalaţiilr electrice este reglementată prin standardul CEI 364-« Instalaţii electrice în construcţii » elaborat de Comitetul Electrotehnic Internaţional şi care este adoptat de ţările europene membre.

În România acest standard este în curs de preluare începând cu I-7/98. Conform acestui act normativ s-a întrodus termenul -Influenţe externe- ca acţiuni ale factorilor exteriori din medii considerate normale, asupra instalaţiilor electrice. Aceste influenţe externe sunt clasificate în trei categorii şi anume :

A-datorate caracteristicilor de mediu (temperatură, umiditate, altitudine , etc);

B-datorate utilizatorilor(competenţa persoanelor, contacte cu potenţialul pământului,etc;

C-datorate caracteristicilor constructive ale construcţiilor, naturii materialelor folosite,etc. În cadrul fiecărei categorii se definesc tipuri(natura) de influenţe (notate cu litere – A ,B, … evaluate prin clase, notate cu cifre arabe.

39

7.1 Clasificarea constructiilor, încăperilor şi locurilor de muncă A) Categorii de încăperi, spaţii sau zone în funcţie de mediu - mediu

normal (caracteristica dominanta a mediului): Uo - încăperi uscate: umiditatea relativă a aerului nedepăşind în mod obişnuit 75% (camere de locuit, birouri, magazine, săli de clasă, teatre, cinematografe, muzee, ateliere de tâmplărie sau mecanice, depozite etc.). U1 - încăperi umede cu întermitenţă: ceaţă şi condensaţi pennanent pe pereţi de scurtă durată; umiditatea relativă peste 75%, însă pe perioade scurte (bucătării şi WC-uri în clădiri de locuit, călcătorii, uscăorii de bloc, pivniţe aerisite, şoproane etc.). U2 - încăperi umede: ceaţă şi condensaţi permanent pe pereţi, fără apariţia de picături mari, fără igrasie; umiditatea relativă cuprinsă în mod obişnuit între 7 5 şi 97% (băi şi spălătorii din locuinte, WC-uri din clădiri civile şi industriale, bucătării din cantine şi restaurante, unele încăperi din industria alimentară etc.). U3 - încăperi ude: ceaţă şi condensat permanent pe pereţi, cu igrasie; umiditatea relativă peste 97% (băi şi duşuri sociale, spălătorii de vehicule, camere frigorifice, unele încăperi din îndustria chimică industria alimentară etc.). K - încăperi cu agenţi corozivi: cu degajări sau înfiltraţii cu agenţi corozivi, continuu sau periodic, cu acţiune distructivă asupra materialelor, aparatelor etc., folosite în executarea instalaţiilor electrice (ateliere de acoperiri metalice, staţii de încărcare acumulatoare etc.). T - spaţii cu temperaturi ridicate: peste + 40°C în mod permanent (zonele cuptoarelor şi a celor de turnare din turnătorie etc.). PI - spaţii cu praf încombustibil: cu degajări sau înfiltrări în cantitaăţi periculoase depuse pe elementele instalaţiilor electrice (fabrici de ciment,depozite de nisip,etc.) PC- spaţii cu praf, scame sau fibre combustibile în suspensie în cantităţi însuficiente pentru formarea unor amestecuri explozive sau de aprindere (depozite de cărbune, unele ateliere de tîmplărie,etc.) DM- spaţii cu pericol de deteriorări mecanice, în care loviturile mecanice pot degrada instalaţia şi echipamentele electrice (zone de comunicaţii şi manipulări de materiale, suprafeţe verticale sub înalţimea de 2m etc.) CE- încăperi cu pericol de electrocutare, care au elementele de construcţii şi elemente conducătoare din punct de vedere electric (reţi,pardoseli,etc) . EE- încăperi speciale pentru echipamente electrice, care sunt accesibile numai personalului calificat şi autorizat (camere de comandă staţii electrice, tablouri electrice de distributie, baterii de acumulatoare, transformatoare, redresoare, laboratoare de încercări electrice,etc.). SI - spaţii expuse intemperiilor (ploaie, soare, gae, zăpadă, gheaţă,etc., de regulă neprotejate de clădiri. L - zona de litoralului, în laţime de 3 km în lungul ţărmului maritim. NOTA: Simbolurile DM, SI, L nu sunt prevăzute în norme, ele sunt întroduse pentru mediile respective.

40

B) Categorii de medii în funcţie de pericolul de încendiu Incendiul este o ardere iniţiată de o cauză definită, cu sau fără voia omului,

scăpată de sub control, care distruge bunuri materiale, pune în pericol viaţa oamenilor şi a animalelor.

Din punct de vedere a posibilităţii producerii unui incendiu, construcţiile, încăperile şi locurile de muncă se clasifică după natura procesului tehnologic şi a proprietăţilor fizico-chimice ale materialelor şi substanţelor utilizate, prelucrate, manipulate sau depozitate, astfel: Categoria A: locurile cu substanţe care pot să se aprindă sau să explodeze în contact cu aerul, apa sau alte substanţe sau materiale, cu lichide cu Tînf < 28°C şi cu gaze sau vapori Linf < 10%, atunci cînd acestea pot forma cu aerul amestecuri explozive şi nu sunt utilizate drept combustibil. Categoria B: locurile cu lichide cu Tînf = 28 ... 100°C, gaze san vapori cu Linf > 10%, suspensii de fibre, praf sau pulberi, cînd se găsesc în cantităţi favorabile formării amestecurilor explozive şi nu sunt utilizate drept combustibil. Categorla C: locurile cu substanţe şi materiale combustibile solide sau cu lichide cu Tînf> 100°C în urmatoarele condiţii:

a) dacă nu sunt utilizate pentru comenzi hidraulice, răcire, ungere şi tratamente termice în cantităţi de peste 2 m3 sau pentru ardere;

b) dacă materialele combustibile din spaţiul respectiv, înclusiv cele din utilaje sau pentru ambalajul şi depozitarea materialelor încombustibile (palete sau rafturi combustibile) depăşesc 15000 kcal/m2 (63 MJ/m2):

c) dacă cantitatea de ulei a echipamentului electric depăşeşte 60 kg/unitate, iar materialul combustibil al fluxurilor de cabluri electrice nu depăşesc 2,5 kg/m flux.

Categoria D: locurile cu substanţe sau materiale incombustibile în stare fierbinte, topite sau incandescente, cu degajări la căldura radiantă, flăcări sau scîntei, precum şi substanţele solide sau lichide care ard sub formă de combustibil. Cotegoria E: locurile cu substanţe sau materiale incombustibile în stare rece sau combustibile în stare de umiditate înaintată, deci fără a exista posibilitatea aprinderii lor. Categoria de pericol de incendiu se stabileşte pe zone şi încăperi şi îndependent pentru fiecare compartiment de încendiu.

C) Categorii de mediu cu pericol de explozie. Prin atmosferă explozivă se întelege: un amestec de gaze, vapori, ceţuri sau

pulberi inflamabile în aer, în condiţii atmosferice normale, în care, în caz de inflamare, combustia se propagă în tot amestecul(prin condiţii atmosferice normale se consideră presiunile totale ale amestecului cuprinse între 0,8 şi 1,1 bar şi temperaturi cuprinse între -20°C şi +40oC).

În norme se defmesc urmatoarele categorii de mediu cu pericol de explozie :

41

EI 0 - locurile unde există amestecuri explozive de vapori inflamabili şi gaze, în mod permanent în condiţii normale de funcţionare. EI - locurile unde există amestecuri explozive de vapori înflamabili sau de gaze, în urmatoarele situaţii :

a) întermitent sau periodic, în condiţii normale de funcţionare ; b) frecvent, datorită neetanşeităţilor sau operaţiilor de reparaţii şi întreţinere; c) ocazional, la producerea avariilor sau datorită funcţionării anormale a

instalaţiilor tehnologice. EI a - locurile în care:

a) lichidele înflamabile sau gazele combustibile sunt păstrate, manipulate sau depozitate în recipiente sau instalaţii închise, din care pot ieşi în mod ocazional (functionări anormale, avarii);

b) concentraţiile care prezină [ pericol de explozie şi încendiu sunt evitate în mod obişnuit prin ventilaţie mecanică;

c) există posibilitatea pătrunderii concentraţiilor periculoase în încăperile învecinate de categoria EI.

EI b - locurile unde : a) vaporii înflamabili şi gazele combustibile au Lînf> 15%, precum şi un miros

puternic cînd se ajunge la concentraţia limită admisă; b) activitaţile se desfăşoară sub nişe sau hote de absorbţie; c) concentraţiile de vapori şi gaze nu pot forma amestecuri explozive.

E II – locurile unde . a) praful (pulberea) combustibil se găseşte în stare de suspensie, în

permanenţă, întermitent sau periodic la funcţionarea normală şi în cantităţi favorabile producerii aprinderii şi exploziei ;

b) funcţionarea anormală a instalaţiilor sau oprirea lor, ar favoriza formarea concentraţiilor periculoase, care ar putea fi aprinse, datorită deranjamentelor concomitente la instalaţia electrică;

c) s-ar putea acumula prafuri bune conducătoare de electricitate. E II a - locurile unde praful combustibil nu este în mod normal în stare de suspensie în aer, dar se poate depune pe echipamentele şi înstalaţiile electrice îngreunând astfel cedarea căldurii în exterior, existând în acelaşi timp posibilitatea aprinderii lui de la scânteile şi arcurile electrice care se produc. E III – locurile unde se manipulează, fabrică sau se folosesc în procesul tehnologic fibre sau materiale care produc scame uşor combustibile în suspensie, însă în cantităţi care nu prezintă pericol. E III a – locurile unde se manipulează şi se depozitează fibre uşor combustibile.

Se defineşte zona cu pericol de explozie – spaţiul, locul, în care în condiţii normale de funcţionare se pot acumula permanent sau accidental gaze, vapori de lichide inflamabile sau praf în cantităţi suficiente pentru a da naştere unei atmosfere explozive.

Din acest punct de vedere se definesc cinci categorii şi anume :

42

- Zona 0. Zona în care atmosfera explozivă de gaze sau vapori este prezentă fie continuu, fie pentru perioade lungi de timp sau perioade scurte care se repetă cu o frecvenţă ridicată. - Zona 1. Zona în care atmosfera explozivă de gaze sau vapori poate să apară intermitent, în condiţii normale de funcţionare. - Zona 2. Zona în care atmosfera explozivă de gaze sau vapori poate să apară în condiţii normale de funcţionare numai accidental şi pentru o perioadă scurtă de timp. - Zona 10. Zona în care poate să apară frecvent sau pentru perioade lungi de timp, o atmosferă explozivă de praf. - Zona 11. Zona în care poate să apară o atmosferă explozivă de praf, de scurtă durată, prin antrenarea depunerilor de praf.

La rândul lor gazele şi vaporii inflamabili se clasifică în două grupe de

explozie, după capacitatea de transmitere a exploziei printr-un interstiţiu de dimensiuni date (W) şi/sau după energia de aprindere (STAS 6877/1)

În grupa I se încadrează atmosferile explozive din mediile din mine, denumite grizutoase, iar în grupa II se încadrează atmosferile explozive din celelalte sectoare.

Ordinea grupelor de gaze şi vapori inflamabili este astfel aleasă încât echipamentele care corespund unei grupe corespund şi grupelor înferioare.

D) Categoriile de medii, în funcţie de pericolul de electrocutare - Foarte periculoase - locurile unde umiditatea relativă este de peste 97%,

temperatura aerului depăşind 35 0C, suprafaţa din zona de manipulare fiind ocupată de obiecte conductoare legate electric la pământ peste 60%, medii corozive;

- Periculoase - locurile unde umiditatea relativă este cuprinsă între (75- 97)%, temperatura aerului între (30-35)0C, obiectele conducătoare legate electric la pământ ocupă o suprafaţă sub 60% ; există pardoseli conducătoare(pământ, beton, etc.) pulberi conductoare(pilituri metalice, grafit, etc.), fluide care micşorează rezistenţa electrică a corpului omenesc.

- Puţin periculoase - locurile unde umiditatea relativă este de cel mult 75%, temperatura aerului cuprinsă între (15-30)0C şi pardoseli izolante.

7.2. Adaptarea aparatelor electrice la mediul ambiant În capitolul anterior s-a prezentat clasificarea aparatelor electrice din punct

de vedere constructiv şi a protejării personalului ce le exploatează(prima cifră după simbolul IP) şi a protejării acestora împotriva pătrunderii apei( a doua cifră) precum şi litere adiţionale(A, B, C, D) sau suplimentare(M, N, S, W).

Aparatele electrice cu protecţie antiexplozivă sunt destinate a funcţiona în atmosfera explozivă din minele de cărbuni şi sectoarele industriale unde funcţie de condiţiile locale este posibilă formarea unor amestecuri explozive de gaze sau

43

amestecuri explozive de gaze sau vapori cu aerul atmosferic în cantitate suficientă încât să prezinte pericol.

Cercetările naţionale şi internaţionale efectuate în acest domeniu au condus la apariţia unor norme ca de exemplu : STAS 6877/-1 până la STAS 6877/-11, VDE0165, VDE0170/0171, CEI 79-1 până la CEI 79-9,etc.

Atmosfera explozivă sau amestec exploziv este un amestec sub formă de gaz sau vapori în care arderea se propagă de la sursă în întregul volum de amestec în mod violent (exploziv). Prin încercări s-a constatat că există procente minime şi maxime de amestec a gazului cu aerul în limita cărora se produce explozia. De asemenea, există un procent optim la care presiunea produsă în momentul exploziei este maximă.

Temperatura de aprindere a substanţelor inflamabile este temperatura cea mai joasă la care amestecul cel mai inflamabil al unei substanţe sub formă de gaz sau vapori este aprins în anumite condiţii.

Aprinderea amestecului exploziv se poate datora următorilor factori : - scânteie electrică sau arc electric produsă la închiderea sau deschiderea

unui aparat; - încălzirea conductoarelor electrice la trecerea curentului; - scântei produse prin frecare mecanică între diferite părţi în mişcare; - descărcări electrice de piese din material izolant încărcate electrostatic; - scântei electrice produse între faze datorită scăderii rezistenţei de izolaţie; - temperaturi ridicate produse de lămpile cu incandescenţă. Echipamentul electric în execuţie antiexplozivă poate fi realizat în

următoarele variante: - staţionară (montată fix); - semistaţionară (care se poate deplasa fără a fi sub tensiune); - portabilă (care se ţin în mână când sunt sub tensiune). Modul de protecţie constituie totalitatea măsurilor specifice aplicate

echipamentelor electrice cu protecţie antigrizutoasă şi antiexplozivă pentru a împiedica aprinderea atmosferei explozive.

Se cunosc următoarele moduri de protecţie : - capsulare antideflagrantă; - imersiune în apă; - siguranţă mărită; - siguranţă intrinsecă; - capsulare presurizată; - înglobare presurizată; - înglobare în nisip; - protecţie specială.

7.2.1. Definiţii, clasificări

44

- Prin protecţie antiexplozivă, a unui aparat(echipament) electric se înţelege o construcţie specială în scopul reducerii pericolului de aprindere a amestecurilor explozive, din exterior, de la aparatul respectiv.

- Clasă de temperatură – clasificarea aparatelor electrice după temperatura maximă de suprafaţă.

- Temperatura maximă de suprafaţă (limită) Se defineşte temperatura maximă de suprafaţă, cea mai ridicată temperatură

admisă în regim de funcţionare şi în regim de suprasarcină în orice punct pe suprafaţa echipamentului electric aflat în contact cu atmosfera explozivă.

Pentru modurile de protecţie antideflagrantă şi capsulare presurizată se ia în consideraţie temperatura maximă pe suprafaţa exterioară a carcasei. Pentru celelalte moduri de protecţie, temperaturile maxime din interiorul carcasei se iau în consideraţie în măsura în care atmosfera explozivă ajunge în contact cu aceste suprafeţe. Pentru echipamentele electrice antiexplozive şi antigrizutoase se stabilesc 6 clase de temperatură indicate în tabelul 15.2., în funcţie de tipul substanţei explozive.

Tabelul 7.1. Încadrarea gazelor şi vaporilor în grupe de explozie

Grupa de gaze şi valori Întersti ţiul maxim admis constructiv w [mm] la modul de protecţie „d” pentru L = 25 mm

I 0.5 II-A 0.5 II-B 0.3 II-C 0.2

Tabelul 7.2. Clasele de temperatură

Clasa de temperatură Temperatura maximă de suprafaţă [0C] T1 450 T2 300 T3 200 T4 135 T5 100 T6 85

Prin abatere de la tabelul 7.1., temperatura aparatelor cu protecţie antigrizutoasă este de maximum 2000C. Reducerea temperaturii la aparatele destinate minelor de cărbuni este impusă de prezenţa prafului de cărbune. La temperaturi de peste 2000C(şi după unele norme chiar peste 1500C) praful de cărbune se aprinde constituind un pericol de explozie. În cazul când normele echipamentelor electrice protejate antiexploziv prevăd alte limite de temperatură se vor alege temperaturile mai mici.

45

- Grupe de gaze şi vapori. Substanţele care în amestec cu aerul generează atmosfera explozivă se împart în două grupe, în funcţie de energia lor de aprindere sau de capacitatea de transmitere a exploziei conform tabelului 7.1.

Grupa II se subdivide la rândul ei în trei subgrupe. Grupa I este destinată echipamentelor cu protecţie antigrizutoasă. Ordinea grupelor de gaze şi vapori este astfel aleasă încât echipamentele care corespund pentru o anumită grupă de gaze şi vapori şi clasă de temperatură să corespundă şi pentru grupele şi clasele înferioare. De exemplu, un aparat grupa II B corespunde şi pentru grupa II A, iar un aparat pentru clasa T3 corespunde şi pentru clasele T1 şi T2. Protecţia antigrizutoasă se asigură printr-o construcţie specială a aparatului electric destinat a funcţiona în mine cu degajări de gaze şi vapori, încadrate în grupa I de explozie. Modurile de protecţie ale echipamentelor antiexplozive şi antigrizutoase se definesc astfel :

a) Capsulare antideflagrantă – simbol: d Închiderea utilajului electric într-o carcasă capabilă să suporte explozia unui

amestec exploziv care poate să pătrundă în interior fără să sufere avarii şi fără să transmită inflamarea din interior către atmosfera explozivă exterioară prin îmbinări sau alte căi de trecere.

b) Imersie în ulei – simbol: o Părţile periculoase ale echipamentului electric sunt astfel imersate în ulei încât

arcul electric, scânteile electrice sau gazele fierbinţi formate sub nivelul uleiului, nu pot aprinde atmosfera explozivă ce se găseşte deasupra suprafeţei uleiului.

c) Siguranţa mărit ă – simbol: i Mod de protecţie prin care se adoptă măsuri speciale de siguranţă împotriva

producerii arcurilor electrice şi încălzirilor succesive atât în funcţionare normală cât şi funcţionarea accidentală.

d) Siguranţa întrinsecă – simbol: i Mod de protecţie prin care se adoptă măsuri speciale de siguranţă astfel încât

energia produsă de scânteile electrice în funcţionare normală sau accidentală nu poate aprinde amestecul exploziv. e ) Capsulare presurizată – simbol: p

Părţile periculoase ale echipamentului sunt amplasate în interiorul unei carcase în care formarea unei atmosfere explozive este împiedicată de prezenţa unei atmosfere protectoare presurizate.

f) Înglobare în nisip – simbol: q Părţile periculoase ale echipamentului sunt închise într-o carcasă şi înglobate în

nisip astfel încât să nu fie posibilă aprinderea atmosferei explozive înconjurătoare prin arcuri electrice sau efecte termice.

g) Protecţia specială – simbol: s Protecţia împotriva aprinderii amestecurilor explozive este realizată prin alte

mijloace, ca de exemplu : carcase cu pachete de plăci de protecţie.

46

7.2.2. Adaptarea grupelor de protecţie, modurilor de protecţie şi temperatura maximă de suprafaţă, pentru aparate (echipamente) electrice.

Pe seama clasificărilor de mai sus, în tabelul 7.3. se corelează caracteristicile

aparatelor electrice destinate a funcţiona în atmosfera explozivă. Tabelul 7.3 a - Tipuri de protecţie

Grupele de protecţie Substanţe explozive uzuale pe clasă de temperatură

Denumirea-_destinaţia

Simbol w [mm]

T1

450oC T2

300oC T3

200oC T4

135oC T5

100oC T6

85oC I.Antigrizutoasă -Mine

Ex. I 0.5 T1 - - - - -

II.Antiexploziv ă -alte sectoare

Ex. IIA 0.5 T1 T2 T3 T4 - -

Ex. IIB 0.3 T1 T2 - T4 - - Ex. IIC 0.2 T1 T2 - - T5 -

În tabelul 7.4. se prezintă o încadrare informativă a unor gaze şi vapori cu

pericol de explozie, pe grupe de protecţie şi clase de temperatură. Tabelul 7.3.b Modul de protecţie

Denumirea Simbolul Destinaţia Capsulare antideflagrantă Capsulare presurizată Înglobare în nisip Imersie în ulei Protecţie specială

d p q o s

Pentru părţile din echipamentul electric unde se produc scântei şi arcuri electrice sau încălzite care prezintă pericol pe timpul funcţionării normale

Siguranţă mărită Siguranţă întrînsecă

E I

Pentru părţile din echipamentul electric fără scântei şi arcuri electrice. La circuitele de slabă putere care nu pot aprinde mediul din jur.

Notaţii : w – interstiţiul maxim admis la modul de protecţie d şi este defînit ca cea mai mare distanţă între suprafeţele conjugate la îmbînarea dintre diferite părţi ale carcasei sau diferenţa diametrelor alezajelor şi arborilor, jocul îmbînărilor filetate, pentru L=25mm.

Exemple de simbolizare : Ex. d.I : protecţie antigrizutoasă (grupa I) prin capsulare antideflagrantă. Ex. d.IIAT3 : protecţie antiexplozivă (grupa II) , capsulare antideflagrantă,

sub grupa II A cu limita de temperatură admisă de 200˚ C. Ex. e.IIAT3 : protecţie antiexplozivă sub grupa IIA prin siguranţă mărită cu

limita de temperatură admisă de 200˚ C.

47

Ex. d.e.I/IIBT4 : protecţie antigrizutoasă şi antiexplozivă, capsulare antideflagrantă şi siguranţă mărită, cu limita de temperatură admisă de 135oC. Tabelul 7.4. Grupa de protecţie

Substanţele explozive uzuale pe clase de temperatură T1 T2 T3 T4 T5 T6

I Metan - - - - -

II A

Acetonă, amoniac, acetat de etil, acetat de metil, acid acetic, acid cianhidric, alcool metilic, clor, benzen, clorură de metil, clorură de vînil, etan, gaz natural, metan îndustrial, naftalînă, oxid de carbon, propan, propilenă, toluen, p-xilen

Acetat de amil, acetat de butil, acetat de propil, acetat de vînil, alcool butilic, alcool etilic, benzînă grea, ciclo-hexamînă, etil benzen, izooctan, motorînă, izopentan

Benzină, gazolină, ciclohexan, n-decan, n-heptan, n-hexan, hidrogen sulfurat, n-nonan, octan, pentan, ţiţei

Aldehidă acetică, eter etilic

- -

II B Gaz aerian, etilenă Butadienă, oxid

de etilenă, oxid de propilenă

- Dioxan - -

II C Hidrogen, gaz de apă

Acetilenă - - Sulfură de carbon

-