Clasificarea aparatelor electrice de comutatie

dupa criteriul tensiunii nominale

Tensiunea nominala a unui aparat electric de comutatie reprezinta cea mai mare valoare a tensiunii (de c.a. sau c.c.) in care este destinat sa functioneze aparatul in regim nominal.

Din acest punct de vedere, conform standardelor de stat si internationale (C.E.I.), aparatele de comutatie se impart in doua categorii:

a) Aparate de joasa tensiune, cu tensiunea nominala mai mica sau cel mult egala cu 1000 V.

b) Aparate de inalta tensiune, cu tensiunea nominala mai mare de 1000 V.

La aparatele de curent alternativ tensiunea nominala este data ca

valoare efectiva. In cazul instalatiilor de curent alternativ trifazat, tensiunea nominala este considerata tensiunea intre doua faze ale liniei electrice.

Valorile nominale pentru curenti si tensiuni sunt prezentate in urmatoarele trei tabele, dupa cum urmeaza:

Tabelul 1.

Tensiuni nominale la 50 Hz, c.a.

Joasa tensiune [V] 24; 36; 48; 110 sau 127; 220 sau 250; 380; 660; 1000

Inalta tensiune [kV] 3.6;7.2; 12; 17.5; 24; 36; 52; 72.5; 100; 123; 145; 170; 245; 300; 362; 420; 525; 765

Tabelul 2.

Tensiuni uzuale in c.c.

Joasa tensiune [V] 12; 24; 48; 110; 125; 220; 250; 400; 800 (1000)

Inalta tensiune [kV] 220; 400; 800

Tabelul 3.

Curenti nominali [A]

Joasa tensiune

2; 4; 6; 10; 16; 25; 40; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150; 4000; 5000; 6000

Inalta tensiune 400; 630; 800; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150; 4000; 5000; 6000

Principiile de stingere a arcului electric in aparatele de comutatie sunt legate de tensiunile si de curentii nominali ai aparatelor de comutatie. Astfel, in aparatele de j.t. arcul electric este relativ scurt in comparatie cu arcul electric din aparatele de i.t., deci principiile de stingere vor fi diferite.

Pentru stingerea arcului electric se urmareste sa se extraga cat mai

multa energie din coloana arcului electric si acesta sa aiba o durata cat

mai mica.

Aparatele de comutatie de inalta tensiune se impart in urmatoarele tipuri:

• de medie tensiune: 3.6 < Un < 123 kV; • de inalta tensiune: 150 < Un < 420 kV; • de foarte inalta tensiune: Un = 550 kV; • de ultra inalta tensiune: Un > 765 kV.

Aparate de comutatie de joasa tensiune

Contactorul electromagnetic Definitie: Contactorul electromagnetic este un aparat electric de

comutatie, actionat altfel decat manual (electromagnetic), cu o singura

pozitie de repaus, capabil sa conecteze, sa suporte si sa deconecteze

curenti nominali si curenti de suprasarcina, in conditii prestabilite.

Contactorul este destinat a efectua un numar mare de comutatii in

sarcina (105 ÷ 106) si un numar mult mai mare de comutatii fara sarcina (de exemplu 5·106).

In functie de felul retelei in care functioneaza intalnim contactoare

de c.c. sau contactoare de c.a. Contactorul poate fi construit cu contactele principale normal

deschise sau normal inchise (de exemplu cazul contactoarelor de c.c.). In acest ultim caz, contactorul se mai numeste si ruptor.

Contactul normal deschis este un contact electric care se afla pe pozitie deschis cand aparatul se afla in repaus (in absenta excitatiei – curent zero prin bobina electromagnetului de actionare). Acest contact se va inchide la aparitia excitatiei.

Contactul normal inchis este un contact electric care se afla inchis cand aparatul se afla in repaus. Acest contact se va deschide la aparitia excitatiei. Contactorul electromagnetic de c.a. Acest tip de contactor se construieste in doua variante: cu miscare simpla de translatie (In = 6 ÷ 100 A) si cu miscare dubla de translatie (In > 100 A).

Contactorul cu miscare simpla miscare de translatie. Schita de constructie a acestui contactor este prezentata in Fig. 5.1.

Fig. 1. Schita de constructie a electromagnetului

cu miscare simpla de translatie

1, 2, 3 – electromagnet monofazat de curent alternativ; 4 – resorturi antagoniste; 5 – calea principala de curent; 6 – placute de stingere; 7 – puntea mobila; 8 – resort ce asigura forta de apasare in contact; 9 – caseta resortului 8.

Camera de stingere. Principiul aplicat in constructia camerei de stingere este efectul de nisa asociat cu efectul de electrod. In Fig. 2. este o schita a caii de curent si a camerei de stingere.

Fig. 2. Calea de curent si camera de stingere 1, 2 – piese de contact 3 – placa feromagnetica

Dimensionarea camerei de stingere:

di

n

sni

n

sn

dii

U

Ukkn

UkkU

UUn

⋅

⋅⋅⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅⋅⋅=

≥⋅

3

25.1

3

25.1faza_maxim

faza_maxim

γ

γ

(1)

unde: kn – factorul de neuniformitate a repartizarii tensiunii pe intervale (kn ≈ 1.1); ks – coeficient de siguranta; γγγγ – factorul de oscilatie al tensiunii oscilante de restabilire (γ = 1.2 ÷ 1.8); Udi – tensiunea de arc pe un interval (Udi = 40 ÷ 80 V).

Contactorul cu miscare dubla de translatie. Aceasta solutie constructiva se adopta pentru contactoare cu In > 100 A. In Fig. 3. este prezentata schita unui astfel de contactor.

Fig. 3. Schita de constructie a electromagnetului

cu miscare dubla de translatie

1, 2, 3 – cale principala de curent; 4 – caseta resortului 5; 5 – resort ce asigura forta de apasare in contact; 6 – resort antagonist; 7, 8, 9 – electromagnet de actionare; 10, 11, 12 – tije mobile;

Schema electrica. In executie normala, contactorul nu este aparat de protectie. Daca insa este echipat cu blocuri de relee termice (sau protectie electronica), contactorul indeplineste si rolul de aparat de protectie la suprasarcina. Pentru a proteja instalatia si la curenti de scurtcircuit, in amonte de contactor si de blocurile de relee termice (relee electronice) se monteaza sigurante fuzibile.

In Fig. 4.a. este prezentata schema electrica a contactorului electromagnetic actionat cu un electromagnet de c.a.

In Fig. 4.b. este prezentata schema de alimentare in curent continuu cu rezistenta economizoare.

Fig. 4. Schema electrica a contactorului electromagnetic de c.a.

a. actionat cu un electromagnet de c.a.; b. actionat cu electromagnet de c.c. cu rezistenta economizoare.

Clasificarea contactoarelor după categoria de utilizare

Tabelul 1

Curentul Simbolul AplicaŃii caracteristice

AC-1 Sarcini neinductive sau slab inductive, cuptoare cu rezistenŃe

AC-2 Motoare cu inele: demaraj, frânare AC-3 Motoare asincrone cu colivie: demaraj, frânarea

motorului lansat 1) AC-4 Motoare asincrone cu colivie: demaraj, inversarea

sensului de mers, mers in impulsuri AC-5a Comanda lămpilor cu descărcare AC-5b Comanda lămpilor cu incandescenŃă AC-6a Comanda transformatoarelor AC-6b Comanda bateriilor de condensatoare AC-7a Sarcini slab inductive pentru aparatură electrocasnică

şi alte aplicaŃii analoage AC-7b Motoare pentru aparatură electrocasnică AC-8a Comanda compresoarelor ermetice pentru instalaŃii

frigorifice cu rearmare manuală a declanşatoarelor la suprasarcină

Alternativ

AC-8b Comanda compresoarelor ermetice pentru instalaŃii frigorifice cu rearmare automată a declanşatoarelor la suprasarcină

DC-1 Sarcini neinductive sau slab inductive, cuptoare cu rezistenŃe

DC-3 Motoare derivaŃie: demaraj, inversarea sensului de mers, mers in impulsuri. Întreruperea dinamică a motoarelor de c.c.

DC-5 Motoare serie: demaraj, inversarea sensului de mers, mers in impulsuri. Întreruperea dinamică a motoarelor de c.c.

Continuu

DC-6 Comanda lămpilor cu incandescenŃă 1) Categoria AC-3 poate fi utilizată şi pentru mers în impulsuri, dar ocazional şi pe durată limitată, cum ar fi de exemplu montarea maşinii.