1(A) - separatoare (disconnectors)(B) - ntreruptoare (circuit breakers)

APARATE DE COMUTAIE DE NALT TENSIUNE

2ntreruptorul de nalt tensiune (Um > 1000 V) este un aparat de comutaie capabil s nchid (s ntrerup sau s deconecteze) s deschid (s stabileasc sau s conecteze)

un circuit, n condiiile n care acesta este parcurs de curentul normal de lucru de cureni anormali (suprasarcin sau scurtcircuit)

Referitor la rolul aparatelor de comutaie n schemele electrice de conexiuni

Are deci rol de C-comutaie i P-protecie.Cu ele se realizeaz toate operaiile de nchidere, deschidere n regim de mers n gol,de mers la sarcin normal sau la scurtcircuite. ntreruptorul prezint dou stri stabile:"anclanat" - cnd are o impedan echivalent teoretic nul practic foarte mic i"declanat" - cnd impedan echivalent este teoretic infinit, practic are o valoareextrem de mare. Pentru contactul principal al ntreruptorului, termenii ce trebuie folosiisunt "nchis" i respectiv "deschis", evitndu-se confundarea strii echipamentului cupoziia contactului su principal.ntreruptoarele sunt elementele importante cele mai solicitate, mai complexe i maiscumpe din instalaii. Ele trebuie montate n schem astfel nct s poat fi uorrevizuite, reparate sau nlocuite.

Separatorul este un aparat de comutaie care separ n mod vizibil conductoarele unui circuit asigur (n poziia deschis) o distan de izolare predeterminat ntre bornele

fiecrui pol al aparatului.Separarea vizibil este necesar din considerente de protecia muncii n instalaiile electrice.

Deci,spre deosebire de ntreruptoare, separatoarele ndeplinesc numai rol de C-comutaie.

Separatoare de nalt tensiune Separatoarele normale nu sunt prevzute cu dispozitive de stingere a arcului electric,

aadar deschiderea i nchiderea lor se face numai n absena circulaiei de curent.

De regul, separatoarele se leag n serie cu ntreruptoarele, acestea din urm fcnd operaia de ntrerupere sau nchidere a circuitului sub sarcin, iar separatoarele efectund doar operaia de secionare vizibil a circuitului. Deschiderea separatorului se face totdeauna n urma ntreruptorului corespunztor iar nchiderea se face naintea acestuia

Pentru a exclude posibilitatea deschiderii separatorului naintea ntreruptorului, acionareaseparatorului este prevzut cu blocaj, care permite acionarea numai cnd ntreruptorul seafl n poziia deschis

Separatorul poate fi totui utilizat pentru a deschide sau nchide un circuit daca. curentul care trebuie ntrerupt sau stabilit este un curent de intensitate neglijabil, de

exemplu cureni de mers n gol la transformatoare de for de putere mic sau la LEA(linii electrice aeriene) scurte;

b. deschiderea sau nchiderea separatorului se face dac tensiunea pe fiecare dintre cele2 borne ale polului de separator este aceeai nainte de efectuarea manevrei i nu seschimb ca urmare a manevrei

Separatoare cu funcii speciale separatoare de legare la pmnt i scurtcircuitare separatoare de sarcin

Separator n poziie nchis circuitul din care face parte polul

separatorului este parcurs de curent; diferena de potenial dintre cele dou

borne ale aparatului este egal cu 0;

Separator n poziie deschisdiferena de potenial dintre cele dou borne

se aplic distanei de separaie n aer, format prin deschiderea separatorului

Distana de separaie n aer care asigur izolaia longitudinal

5Determinarea tensiunii care solicit izolaia longitudinalformat prin deschiderea separatorului

Poziii ocupate de separatoare n schema de conexiuni a unei staii

6Principalele subansambluri din structura unui pol de separator

Separator rotativ cu dou coloane i deschidere n plan orizontal

(1) cadru metalic(2) - dispozitiv de acionare(3) - coloane izolante (izolatoare suport nestrpungibile) (4) - calea de curent (5) - supori lagr

Pe cadrul metalic (1) se monteaz coloanele izolante (3) care se pot roti prin intermediul axelor de acionare i suporilor lagr (5). Fiecare suport lagr conine cte doi rulmeni cu bile care, la variantele moderne, sunt cu autoungere i nu necesit mentenan. Separatorul se deschide prin rotirea cu 90O a coloanelor izolante ceea ce determin deschiderea cii de curent la mijloc i formarea distanei de separare n aer

Izolator nestrpungibil (solid core insulator)coloana de porelan este plin n interior asigurnd performanele mecanice i electrice necesare utilizrii ei n construcia separatorului.Repere: (1) i (2) flana inferioar respectiv superioar (metalice); (3) corpul izolatorului (porelan)

Izolaia faz-pmnt este asigurat de nlimea coloanei izolante (care crete cu creterea tensiunii nominale) i de linia ei de fug (la aceeai nlime a coloanei, diametrul fustelor i profilul acestora asigur linia de fug corespunztoare zonei de poluare n care va fi instalat separatorul.

7(6) capul de acionare (vedere n stnga i seciune n dreapta)(7) conexiuni flexibile de cupru (8) borna de aparat (pentru conectare n instalaie)(9a) subansamblul semicuit portcontact dreapta(9b) subansamblul semicuit portcontact stnga(10) piesele de contact

Subansamblul cale de curent

Calea de curent pentru curent

nominal 2500 A, cu legturi

flexibile din cupru n interiorul capului de acionare

Calea de curent conine cele dou semicuite portcontact 9a i b - din eav de aluminiu, cu un diametru exterior suficient pentrua evita apariia descrcrii corona n regim normal de funcionare (diametrul crete o dat cu creterea tensiunii nominale) i oarie a seciunii transversale care depinde de curentul nominal al aparatului.Semicuitele sunt asamblate prin contacte fixe nedemontabile cu capetele de acionare 6. n interiorul fiecruia dintre cele doucapete de acionare exist contacte glisante pentru meninerea legturii electrice dintre capul de acionare (care se rotete ntimpul manevrei de nchidere sau deschidere) i borna aparatului (8) care rmne fix fiind solidar cu calea principal decurent. n exemplul prezentat contactul glisant este asigurat cu rulmeni iar transferul curentului ntre borna aparatului (8) isemicuitul 9a se face cu conexiunile flexibile (7), pentru a proteja lagrul care n acest fel are numai funcie mecanic.Se folosesc i alte soluii (a se vedea slide-ul urmtor).Contactul principal este format din dou piese mobile de contact 10a (contact tip deget cu 4 elemente) i 10b (cuit trapezoidal).Piesele de contact sunt acoperite cu AgC pentru micorarea rezistenei de contact i asigurarea, n acelai timp, a lubrifieriiuscate a suprafeei pieselor. Degetele 10a sunt dintr-un material auto-elastic i nu necesit prezena resoartelor pentruasigurarea forei de apsare pe contact. La scurtcircuit, divizarea curentului prin cele patru degete creeaz o for suplimentarde apsare care se adaug celei existente n mod normal, mpiedicnd deschiderea intempestiv a polului (a se revedea cap.Contact electric) La manevrarea separatorului n prezena depunerilor de ghea pe aparat, cuitul 10b poate s sparg un stratde pn la 20mm grosime pn la deschiderea contactului sau nainte de nchiderea contactului.

8Una dintre piesele de contact este format din perechi de degete. Fora de apsare pe contact este asigurat cu resoarte din oel de arc (vizibile n fig. 3). Numrul de perechi de degete depinde de curentul nominal al aparatuluiCuitul (a II-a pies) poate avea diferite forme pentru tensiuni nominale pn la 72 kV (fig. 1 i 2) dar devine obligatoriu tubular pentru tensiuni mai mari (fig. 2 i 4). n figura 4 cmpul electric din zona contactului este redus i uniformizat cu ajutorul armturii anti-corona. Exist i alte geometrii folosite pentru acest tip de armtur

1

2

34

Armtur anticorona(reduce i uniformizeazcmpul electric

9Detalii constructive pentru separator rotativ ABB cu dou coloane i deschidere n plan orizontal

10

Separatoarele de nalt tensiune sunt fabricate n construcie monopolar (pol de separator). Pentru a forma construcii tripolare, fazele se amplaseaz la o distan de separare care asigur un nivel de izolaie corespunztor solicitrilor electrice care apar ntre faze.Polii sunt cuplai mecanic prin tije de legtur care transmit micarea fazei motoare ctre fazele pasive asigurnd deschiderea simultan a celor trei faze.Fiecare pol de separator este prevzut cu un cuit de legare la pmnt. Acesta execut o micare de rotaie n plan vertical simultan cu micarea cuitelor principale n plan orizontal; la sfritul operaiei de deschidere, cuitul de legare la pmnt scurtcircuiteaz coloana izolant asigurnd legarea la pmnt a uneia dintre cele dou borne ale separatoruluiCuitele de legare la pmnt sunt de asemenea cuplate ntre ele astfel nct micarea fazei motoare s fie transmis fazelor pasive.Faza se numete motoare deoarece dispozitivul de acionare este cuplat la aceast faz.

Izolaia ntre faze este asigurat de distana meninut ntre doi poili consecutivi. Aceast distan crete cu creterea tensiunii nominale a aparatului

11

(a) Vedere lateral (separator nchis)(b) vedere de sus (separator deschis)(c) Vedere de sus (separator nchis)

Cotele de gabarit pentru un separator rotativ cu dou coloane(explicaii n slide-ul care urmeaz)

12

Dispunerea paralel a polilor (b). Deoarece n timpul rotaiei izolatoarelor unui pol cuitele port contact se apropie de polii vecini, se poate utiliza dispoziia n linie (c)

a

bc

n tabel sunt date cotele de gabarit ale aparatului pentru tenisuni nominale pn la 550 kV. Cota D (nlimea coloanei izolante) asigur izolaia faz- pmnt Cota F (distan minim de separaie n aer ntre cuite n poziia deschis ) asigur izolaia longitudinalCota (Pmin E) asigur izolaia ntre faze la dispunere tip (b)Cota (Pmin A) asigur izolaia ntre faze la dispunere tip (c)Se observ creterea tuturor cotelor de gabarit o dat cu creterea tensiunii nominale

Pmin - distana dintre axele polilor consecutivi; E lungimea semicuitului portcontactn (b) separatorul este reprezentat deschis, n (c) separatorul este reprezentat nchis

Singura cot de gabarit care se modific n funcie de curentul nominal este cota C care incorporeaz nlimea capului de antrenare.Aceast crete cu creterea curentului nominal datorit creterii seciunii cii de curent

Separatoare pentru care distana de separare este creat n plan orizontal

Separator cu trei coloanePrincipiul de funcionare

Separatoare pentru care distana de separare este creat n plan vertical

Separator rotativ cu doua coloane pentru 110 kVdeschiderea cutitelor se face in plan orizontal

Separator in pozitia inchis Separator in pozitia deschis

Pozitii succesive in timpul manevrei de deschidere.

In primele doua imagini se poate observa arcul electric in aer care apare la inceputul manevrei datorita circulatiei unui curent capacitiv de intensitate foarte mica (1...50 mA) care se stinge o data cu cresterea distantei dintre contacte.

Principalele condiii pe care trebuie s le ndeplineasc toate tipurile de separatoare sunt:- poziiile nchis i deschis ale separatorului s fie uor vizibile;- n poziia deschis s asigure izolaia necesar ntre polii si; nivelul de izolaie corespunztor distanei de separaie n aer n poziia deschis, trabuie s fie cu 15 20 % mai mare dect nivelul de izolaie asigurat de aparat ntre faz i pmnt;- n poziia nchis s suporte curentul nominal fr nclzirea zonei de contact (corespunztor, rezistena de contact n regim de lung durat trebuie s fie de valoare mic ceea ce se obine prin valori mari ale presiunii cu care se face contactul);- n poziia nchis s suporte curentul de scurtcircuit fr a se deteriora, deci s aib o stabilitate termic (n regim de scurt durat) i o stabilitate electrodinamic mare; piesele de contact trebuie realizate astfel nct presiunea pe contact s creasc n condiii de scurtcircuit pentru a evita deschiderea accidental a aparatului sub aciunea forelor electrodinamice;- separatoarele de exterior trebuie s reziste bine la aciunea agenilor atmosferici (chiciur, ploaie, vnt, frig, cldur);- dispozitivul su de acionare s fie inter-blocat cu ntreruptorul, astfel nct numai dac acesta este deschis s se poat face manevra;- separatoarele cu cuite de punere la pmnt trebuie asigurate cu blocaj care s evite punerea fazei la pmnt;- construcia s fie simpl, comod pentru transport, montaj i exploatare.

Exist o mare varietate constructiv de separatoare, denumite folosind urmtoarea simbolizare:S - separator; M - monopolar; U-bipolar; T-tripolar; I-de interior; E - de exterior; P - cu cuit de punere la pmnt; S de sarcin (de exemplu SMEP-110/1250 =>separator monopolar de exterior cu cuit de punere la pmnt de 110 kV si 1250 A).

17

Caracteristici nominale- comune cu toate echipamentele montate ntr-o instalaie (vezi EE-p2-marimi-nominale-2014.pdf)- specifice ntreruptoarelor Curentul de rupere Ir

Valoarea curentului de rupere influeneaz directconstrucia camerei de stingere.

ntreruptoare de nalt tensiune

se exprim prin valoarea efectiv a componentei periodice i valoarea instantanee a componenteiaperiodice ale curentului, evaluate n momentul separrii contactelor (tsc) i iniierii arcului electric n camera de stingereValorile standardizate pentru componenta periodic a curentului de rupere la scurtcircuit sunt urmtoarele: 6,3-8-10-12,5-16-20-25-31,5-40-50-63-80-100 kA.

Capacitatea de rupere la scurtcircuit

tensiunea de frecven industrial corespunde tensiunii nominale a ntreruptorului, TTR corespunde valorilor nominale standardizate (TTR-tensiune tranzitorie de restabilire,

definit n capitolul Arc electric) fr nici o avarie care s-i afecteze funcionarea ulterioar

cel mai mare curent de rupere pe care l poate ntrerupe n mod sigur, ntr-un circuit n care :

caracterstic a unui ntreruptor care asociaz curentul de rupere cu tensiunea aplicat camerei de stingere imediat dup ntreruperea circuilaiei de curent

Variaia n timp a curentului de scurtciruit care st la baza definirii curentului de rupere

18

Puterea de rupere la declanarea trifazat, Sr

nrr UIS = 3

Un este tensiunea nominal a ntreruptorului

Curentul nominal de anclanare pe defect cel mai mare curent de scurtcircuit a cruicirculaie poate fi stabilit prin nchidereantreruptorului fr ca acesta s se avarieze i si afecteze funcionarea ulterioar

Valoarea acestui curent determin construcia contactelor si puterea mecanismului de acionare

19

Curentul nominal de rupere Ir,n este parametrul cel mai important al ntreruptorului de nalt tensiune, reprezentnd cel mai mare curent pe care l poate ntrerupe n mod sigur, ntr-un circuit n care :- tensiunea de frecven industrial corespunde tensiunii nominale a ntreruptorului,- Tensiunea Tranzitorie de Restabilire (TTR) corespunde valorilor nominale standardizate- respectnd un anumit ciclu de funcionare - fr nici o avarie care s-i afecteze funcionarea ulterioarn situaia n care tensiunea reelei difer de cea nominal a ntreruptorului, cel mai mare curent pe care poate s-l ntrerup n mod sigur i n aceleai condiii se numete curent de rupere Ir .Valoarea curentului nominal de rupere influeneaz direct construcia camerei de stingere.

Curentul nominal de anclanare pe defect este un parametru definit pentru situaiile n care anclanarea se produce n prezena unui defect (scurtcircuit). Este cel mai mare curent de scurtcircuit pe care ntreruptorul l poate stabili fr s se avarieze i s i afecteze funcionarea ulterioar. Valoarea curentului nominal de anclanare pe defect determin construcia contactelor si puterea mecanismului de acionare

Diferena dintre curentul de rupere i curentul de anclanareLa nchiderea circuitului, piesa de contact mobil, acionat de dispozitivul de acionare, se apropie de contactul fix. Cele dou piese de contact se afl la poteniale diferite iar diferena de potenial se aplic distanei de separaie dintre ele. Prin apropierea piesei de contact mobile, distana de separaie scade; atunci cnd distana de separaie devine mai mic dect distana de izolaie corespunztoare tensiunii aplicate la bornele ei, intervalul inter-contacte este strpuns, apare un arc electric prin care se stabilete circulaia de curent din circuit. Lungimea acestui arc electric scade rapid, pn la anulare, prin apropierea piesei de contact mobile de piesa fix; prezena arcului la nchiderea circuitului nu reprezint o solicitare termic deosebit pentru piesele de contact.

Manevra de nchidere solicit dispozitivul de acionare care trebuie s asigure:- viteza de apropiere a pieselor de contact,- fora necesar executrii cursei moarte (deplasarea piesei mobile n interiorul piesei fixe de contact),- fora de apsare necesar asigurrii unei valori corespunztoare a rezistenei de contact, dup ce contactul a fost stabilit.La deschiderea circuitului, n special la deschiderea pe defect apar urmtoarele probleme:- problema stingerii arcului electric,- problema anulrii efectului forei electrodinamice de atracie dintre cele dou piese de contact (n aceste condiii dispozitivul de acionare trebuie s asigure fora necesar deschiderii pieselor de contact i ndeprtrii lor pn la distana de separaie prevzut)

20

dup principiul de funcionare i mediul de stingere a arcului electric

- ntreruptoare cu ulei mult, IUM;- ntreruptoare cu ulei puin, IUP- ntreruptoare cu aer comprimat (pneumatice);- ntreruptoare cu hexafluorur de sulf (SF6);- ntreruptoare cu vid ;

Caracteristici constructive ale ntreruptoarelor

Data introducerii i evoluia principalelor medii de stingereSe observ c mediile de stingere cu perspective de utilizare n continuare sunt hexafluorura i vidul

21

Soluii constructive pentru ntreruptoare de nalt tensiune

centrul de greutate situat sus-probleme pentru asigurarea comportrii seismice

izolatoarele de trecere sunt mai scumpe dect anvelopele izolante

volum mare de agent de stingere

1 - cu anvelop izolant (din porelan sau materiale compozite) Live Tank camera de stingere se afl n interiorul unei anvelope izolante umplut cu agent de stingere (care are i funcie de mediu izolant n poziia deschis a ntreruptorului). Anvelopa poate fi n poziie vertical sau orizontal. n ambele situaii, anvelopa este susinut de un suport izolant care asigur izolaia faz-pmnt (att n exteriorul suportului (prin nlimea izolatorului i lungimea liniei de fug) ct i n interior (prin umplerea izolatorului suport cu un mediu izolant (gaz, ulei, nisip, etc.)Izolaia ntre faze este asigurat de distanele n aer care separ polii ntreruptorului

2 - cu anvelop metalic i izolatoare de trecere Dead Tank camera de stingere se gsete n interiorul unei anvelope metalice care funcioneaz legat la pmnt. Calea de curent intr i iese din anvelopa metalic prin dou izolatore de trecere. Izolaia faz-pmnt este asigurat de trecerile izolante i de agentul de stingere (care are i funcie de mediu izolant). Izolaia ntre faze (vezi explicaiile de pe slide-ul 25 Exemple de ntreruptoare dead-tank)

Exist dou soluii constructive principial diferite:

Schia de mai sus pune n eviden traseul cii de curent (aflat ntotdeauna la potenial nalt) i prile din aparat care se afl la potenialul pmntului)

Izolaia longitudinal (distana ntre piesele de contact n poziia deschis a ntreruptorului) este asigurat de agentul de stingere a arcului care este i mediu izolant.

Izolaia longitudinal (distana ntre piesele de contact n poziia deschis a ntreruptorului) este asigurat de agentul de stingere a arcului care este i mediu izolant (la fel ca la tipul live-tank).

22

Variantele constructive pentru ambele tipuri de ntreruptoare (live-tank i dead-tank) depind de tensiunea nominal pentru care este realizat aparatul (subansamblul izolaie depinznd de aceast caracteristic).

Dei n componena ntreruptoarelor live-tank i dead-tank sunt prezente aceleai subansambluri, soluiile constructive adoptate pentru realizarea lor difer substanial (n special n ceea ce privesc subansamblurile cale de curent i izolaie (faz-pmnt i ntre faze).

23

Seciune printr-un pol de ntreruptor cu SF6 de tip dead tank

Seciune printr-un pol de ntreruptor cu SF6 de tip live tank

1 calea de curent; 2 trecere izolant (umplut cu SF6); 3 nfurri secundare ale transformatorului de curent (TC) nfurarea primar fiind chiar calea de curent; 4 camera de stingere (CS); 5 anvelopa metalic la potenialul pmntului, umplut cu SF6 pentru asigurarea izolaiei faz-pmnt a camerei de stingere.

Zona TC n detaliu

Schema electric

1 calea de curent; 2 camera de stingere; 3 anvelop de porelan (izolant); 4 mecanism de acionare a pieselor de contact mobile (mecanism cu prghie cotit); 5 izolator suport (porelan umplut cu SF6); 6 tija de legtur cu dispozitivului de acionare (din material izolant).

Comparaie ntre soluiile constructive dead-tank i live-tank pentru ntreruptoare care folosesc ca mediu de stingere SF6Pentru soluia dead-tank calea de curent este adus n interiorul anvelopei metalice prin trecerile izolante (2) iar n zona de ptrundere n anvelopa metalic este creat un spaiu n care s poat fi montate transformatoare de curent. Zona de amplasare a TC este reluat n detaliu n stnga.Pentru soluia live-tank camera/camerele de stingere sunt coninute n anvelopele izolante (3). Varianta din desen este cu doucamere de stingere nseriate (conform schemei electrice); piesele mobile de contact se mic simultan cu ajutorul mecanismului (4) cuplat printr-un lan cinematic din material electroizolant (6) cu dispozitivul de acionare al polului de ntreruptor.

Dispozitivul de acionare rotete tija (6) . Micarea de rotaie este convertit n micare de translaie a pieselor mobile de contact cu ajutorul mecanismului (4)

24

Referitor la trecerile izolante din structura unui ntreruptor dead-tank

25

Pentru ambele tipuri de ntreruptoare, sistemul de acionare este format din mecanismul de acionare i din lanul cinematic care transmite micarea acestuia piesei sau pieselor de contact mobile.

Referitor la subansamblul Dispozitiv de Acionare

ntreruptorul este format din trei uniti monopolare cu dou camere de stingere montate orizontal pe suport izolant. Polii sunt acionai separat fiecare avnd un dispozitiv propriu de acionareIn planul secund, se pot vedea transformatoarele de curent n anvelop de porelan.

26

ntreruptoare cu anvelop izolant (live tank)Agent de stingere a arcului i mediu izolant hexafluorur (SF6) la diferite presiuni

ntreruptorul este format din trei uniti monopolare cu o singur camer de stingere montat vertical pe suport izolant. Polii sunt acionai simultan de un singur dispozitiv de acionare. In planul secund, se pot vedea transformatoarele de curent n anvelop de porelan.

27

ntreruptoare cu anvelop metalic (dead tank)Agent de stingere a arcului i mediu izolant hexafluorur (SF6) la diferite presiuni

ntreruptor cu SF6 monopolar

ntreruptor cu SF6 tripolar

La ntreruptoarele tripolare, cei trei poli sunt amplasai n aceeai cuv deci cele trei componente ale subansamblului izolaie (izolaia faz-pmnt, izolaia ntre-faze i izolaia longitudinalsunt asigurate de SF6 cu care este umplut cuva. Cile de curent ale fiecreia dintre cele trei faze sunt introduse i scoase din cuv cu izolatoare de trecere. Acionarea mecanic a celor trei poli se face simultan (exist un singur dispozitiv de acionare).

ntreruptor format din trei uniti monopolare independente.La baza trecerilor izolante sunt amplasate nfurrile secundare ale transformatoarelor de curent, a cror nfurare primar este chiar calea de curent.

28

Principalele subansambluri din structura unui ntreruptor cu ulei puin (reperele sunt marcate pe figur). Agentul de stingere i mediul izolant folosit n acest caz este uleiul electrotehnic.

Camera de stingere este amplasat vertical. Detaliile constructive ale acesteia sunt decise de agentul de stingere folosit. Sunt ns prezente piesele de contact (tulip pentru piesa fix de contact poziionat la partea superioar a camerei de stingere i tij pentru piesa mobil poziionat la partea inferioar).La deschidere, piesa mobil de contact se deplaseaz n jos antrenat fiind de dispozitivul de acionare. n acest caz, micarea de rotaie a axei orizontale a dispozitivului de acionare este convertit n micare de translaie a piesei de contact cu ajutorul unui mecanism biel-manivel.Calea de curent intr prin borna superioar a camerei de stingere i iese prin borna de la parte inferioar a camerei de stingere.Anvelopa de porelan i izolatorul suport sunt umplute cu ulei ns cele dou compartimente sunt separate. n procesul de stingere a arcului apar reziduuri rezultate din arderea uleiului n zona de arc, acestea nu trebuie s migreze n volumul de ulei din interiorul suportului izolant, pentru meninerea performanelor dielectrice. Sistemul izolaie are aceleai componente cu cel prezentat n slide-ul 21 pentru ntreruptoarele live-tank.

ntreruptoare cu anvelop izolant (live tank)Agent de stingere a arcului i mediu izolant uleiDenumire: ntreruptor cu ulei puin (minimum-oil circuit breaker)

29

Alte criterii care influeneaz soluiile constructive

instalaii cu funcionare n interior (indoor) instalaii cu funcionare n exterior (outdoor)

(expuse aciunii factorilor de mediu) AMPLASARE

GRADUL de IZOLAREcu izolaie normal cu izolaie ntrit cu izolaie pentru medii intens poluate

MODUL de RACORDARE nCIRCUITUL PRIMAR

cu racordare fix demontabil (prin bulonare) debroabile

CARACTERISTICILE SUBANSAMBLULUI de ACIONARE dup modul de acionare pe cele trei faze :

* cu acionare tripolar;* cu acionare monopolar;

dup locul de montare al dispozitivului de acionare:* cu dispozitiv separat;* cu dispozitiv montat pe ntreruptor (nglobat, monobloc).

NUMRUL CAMERELOR DE STINGERE PE FIECARE FAZ cu camer unic cu camere multiple (nseriate)

FUNCIA NDEPLINIT N REEA

30

linia de fug a izolaiei externe i gradul de etanare depind de locul n care sunt amplasate

ntreruptoare cu ulei puinpentru instalaii interioare.pentru instalaii exterioare.

AMPLASARE instalaii cu funcionare n interior instalaii cu funcionare n exterior (expuse aciunii factorilor de mediu)

ntreruptoarele cu ulei puin din figurile 1 i 2 au tensiunea cea mai ridicat pentru echipament (Um) = 35 kVntreruptorul din figura 1 este realizat pentru funcionare n exterior n timp ce ntreruptorul din figura 2 este construit pentru funcionare n interior. Deosebirea dintre cele dou soluii constructive este dat de lungimea liniei de fug (component a sistemului izolaie). n figura 2 camera de stingere este introdus n interiorul unei anvelope izolante de form cilindric,linia de fug fiind egal cu nlimea anvelopei n timp ce n figura 1 anvelopa din porelan este profilat pentru mrirea liniei de fug. Aceast deosebire apare din necesitatea de a asigura nivelul de izolaie corespunztor tensiunii celei mai ridicate pentru echipament; la amplasare n exterior, izolaia sufer aciunea factorilor de mediu i a polurii.

1 2

31

ntreruptor cu SF6 pentru funcionare n interior - izolatorul suport i anvelopa n care este amplasat camera de stingere au profil neted (fr renuri). Raportul dintre linia de fug i nlimea izolatorului este egal cu 1 Tensiune nominal 110 kV

ntreruptor cu SF6 pentru funcionare n exterior- izolatorul suport i anvelopa n care este amplasat camera de stingere sunt profilate. Raportul dintre linia de fug i nlimea izolatorului este mai mare dect 1Tensiune nominal 110 kV

32

soluii pentru creterea liniei de fug a izolaiei externe pentru supori izolani i anvelope izolante

normal ntrit anti-poluare

GRADUL de IZOLAREcu izolaie normal cu izolaie ntrit cu izolaie pentru medii intens poluate

Meninnd distana disruptiv exterioar constant creterea numrului de fuste, alternarea fustelor cu diametru mare cu fuste cu diametru mic (acestea din urm vor fi protejate de

ploaie datorit ecranului oferit de fustele de diametru mare) adoptarea unui profil cu renuri pentru partea interioar a fustei

RENURI

FUST

33

ntreruptor debroabil - racordarea prin piesa de contact de tip tulip

(la staiile de tip interior, cu tensiuni nominale din domeneniul I-medie tensiune)

MODUL de RACORDARE nCIRCUITUL PRIMAR

cu racordare fix demontabil (prin bulonare) debroabile

34

exterioare

35

Mecanismele de acionare au rolul de a transmite energia de acionare ctre contactele mobile ale ntreruptorului. Energia necesar este relativ mare deoarece pentru deconectarea curenilor de scurtcircuit trebuie asigurate viteze mari de deplasare a contactelor. Mecanismele de acionare trebuie s menin ntreruptorul blocat n poziia deschis sau nchis, dup caz, n orice condiii de funcionare (vibraii, trepidaii, solicitri electrodinamice pe durata regimului de scurtcircuit).Din punct de vedere al modului de nmagazinare i de eliberare a energiei, mecanismele de acionare pot fi clasificate astfel:A) Mecanisme de acionare cu acumulare de energie n resoarte (de tipurile constructive MR,

MRL, MRI), la care prin intermediul unui ax acionat de un electromotor (sau manual cu o manivel), energia potenial se nmagazineaz n resoartele de nchidere ale ntreruptorului; la primirea comenzii de nchidere o parte din aceast energie este utilizat pentru nchiderea ntreruptorului, iar cealalt parte servete la armarea resortului de deschidere. La aceste mecanisme acumularea de energie se realizeaz lent iar eliberarea brusc (de exemplu la acumulare t = 5s i la eliberare t' = 0,l s).

B) Mecanisme de acionare cu electromagnet solenoidal (DSI), care folosesc ca surs de acumulare a energiei n resoarte un electromagnet de curent continuu

C) Mecanisme de acionare pneumatice, care folosesc energia potenial nmagazinat n aerul comprimat (MPI).

MR cu electromotor si resort, MRL cu motor si resort cu libera deschidere, MRI cu motor si resort pentru interior

CARACTERISTICILE SUBANSAMBLULUI de ACIONARE

36

37

dup funciile ndeplinite n reea

-ntreruptoare de generator : valori mari ale curenilor nominal i ale puterilor de rupere) i tensiuni realtiv sczute (domeniul I, 6... 24 kV);

-ntreruptoare de staie : tensiuni nominale mari i foarte mari (domeniile I i II, 110... 750 kV), mare putere de rupere i RAR

- ntreruptoare de distribuie : valori mici ale curenilor nominali (300... 600 A) i ale puterilor de rupere (100... 300 MV A) i prevzute cu dispozitiv de RAR;

o grup special, cea a separatoarelor de sarcin sau de puterentrerup curenii de sarcin dar nu i pe cei de scurtcircuit (pentrucare sunt prevzute cu sigurane fuzibile de nalt tensiune) i au oputere de rupere relativ mic

dup numrul camerelor de stingere de pe fiecare faz

- cu camer unic (domeniul I al tensiunilor nalte)- cu camere multiple (domeniul II ).

38

Principiul modularizriiPentru toate variantele, camera de stingere are aceeai capacitate de rupere (80 kA). Creterea tensiunii nominale determin creterea tensiunii tranzitorii de restabilire (TTR). Pentru a asigura stingerea arcului n noile condiii, acesta este divizat prin nserierea a dou (sau mai multe) camere de stingere pe pol. La bornele fiecrei camere de stingere se aplic din TTR. Creterea tensiunii nominale determin i modificarea izolaiei faz pmnt prin nlarea suporilor izolani.

RATED VOLTAGE=tensiune nominal, RATED CURRENT=curent nominal; CIRCUIT BREAKING CAPACITY=capacitate de rupere

39

Un = 110 kV Subansambluri tipice1-asiu2-coloan izolant3-carter (*)4-camer de stingere

Principiul modularizrii aplicat la ntreruptoare ortojectoare (IO) de nalt tensiune.ntreruptorul este din categoria -cu ulei puin-

Acest tip de ntreruptor a fost produs la Electroputere Craiova i echipeaz multe dintre staiile sistemului electroenergetic naional.Sunt ntreruptoare cu comand unipolar (se realizeaz cu poli independeni cu un dispozitiv de acionare pe pol) sau tripolar (un singur dispozitiv de acionare pentru cei trei poli la 110 kV)Se realizeaz pentru Um - 123 (145) kV, 245 kV , 420 kV; In - 1600 i 2000 AConstructiv, asigur un nalt grad de tipizare, avnd la baz o camer de stingere modul cu parametrii nominali : tensiune = 85 kV ; curent nominal = 1600 A;curent de rupere simetric =31,5 kACamerele de stingere modul se nseriaz ntr-un montaj V, cuplndu-se astfel electric i mecanic ntre ele i, mpreun, se cupleaz mecanic cu dispozitivul de acionare Fiecare ansamblu V este montat pe o coloan-suport izolant proprie

distana disruptiv exterioar

(*) la acest tip de ntreruptor subansamblul dispozitiv de acionare are dou pri:- mecanismul de acionare amplasat la baz (anvelopa metalic care l protejeaz este legat la pmnt)- carterul (reperul 3), conine lanul cinematic care acioneaz piesele mobile de contact din interiorul camerelor de stingere, funcioneaz la potenialul cii de curentCele 2 pri al dispozitivului de acionare sunt legate printr-un sistem de tije din material electroizolant amplasate n interiorul coloanei izolante

distana disruptivexterioar

40

Un = 400 kV

Un = 220 kV La creterea tensiunii nominale- se nseriaz dou camere de stingere la

220kV i 6 camere de stingere la 400kV,- prin nseriere se urmrete divizarea TTR

astfel nct fiecrei camere de stingere s i revin numai o fraciune din tensiunea total;

- crete nlimea coloanei-suport izolante; distana disruptiv exterioar a coloanei este de 1511mm la 110 kV, 2842mm la 220kV i 3523mm la 400kV; creterea este necesar pentru asigurarea izolaiei faz-pmnt

- crete distana dintre poli de la minim 2000mm pentru 110kV la 4500mm pentru 220kV i 6000mm la 400kV; creterea este necesar pentru asigurarea izolaiei ntre faze

OBSERVAIE Creterea numrului de camere de stingere nseriate NU MODIFIC curentul de rupere al ntreruptorului.Se modific ns puterea de rupere prin creterea tensiunii la care este ntrerupt circulaia de curent

distana disruptivexterioar

Sunt prezente aceleai subansambluri indicate n schia variantei pentru 110 kV a ntreruptorului