elemente componente ale aparatelor

ELEMENTE COMPONENTE I MRIMI NOMINALE

ALE APARATELOR ELECTRICE

Profesor coordonator, Elev,

- 2010 -

Elemente componente i mrimi nominale ale aparatelor de msur

-2-

CUPRINS

ARGUMENT .................................................................................................................. 3 1. ELEMENTE COMPONENTE ALE APARATELOR ELECTRICE ................... 4

1.1 Generaliti........................................................................................................... 4 1.2. Bobinele ................................................................................................................ 5 1.3. Miezuri magnetice ............................................................................................. 10 1.4. Izolaii, piese izolante i izolatorimagnetice izolatorimagnetice... ................. 12

2. MRIMI NOMINALE ALE APARATELOR ELECTRICE ............................. 17 2.1 Tensiunea nominal ........................................................................................... 17 2.2. Curentul nominal ............................................................................................... 17 2.3. Stabilitatea termic ............................................................................................ 17 2.4. Stabilitatea dinamic ......................................................................................... 18 2.5. Capacitatea de comutaie .................................................................................. 18 2.5. Capacitatea de comutaie .................................................................................. 18 2.6. Durata relativ de conectare ............................................................................ 19

3. NORME TEHNICE DE PROTECIA MUNCII I PSI ..................................... 20 4. BIBLIOGRAFIE ...................................................................................................... 21 5. ANEXE ...................................................................................................................... 22


-3-

ARGUMENT

Aparatele electrice sunt ansambluri compacte de piese i dispozitive, cu rol funcional bine definit, i se utilizeaz n scopul desfurrii n bune condiii a tuturor proceselor legate de producerea, modificarea valorii parametrilor, transportul, distribuia i utilizarea energiei electice.

Bobinele sunt elemente ale cilor de curent, la care conductoarele sunt dispuse n form de spire. Sunt de 2 feluri : 1- bobine de curent : se mai numesc i bobine de serie, un loc aparte l ocup bobinele parcurse de cureni de intensiti de zeci sau sute de amperi. 2- bobinele de tensiune : se mai numesc i bobine de derivatie i sunt realizate din conductoare de bobinaj nfurate sub form de straturi de spire. Spirele i straturile sunt separate ntre ele prin izolaie. Solicitri ale legturilor electrice, ale conductoarelor i ale bobinelor : sunt, n principal, la nclzirea i la efectele mecanice produse de fortele electrodinamice.

Miezuri magnetice : constituie calea de nchidere a majoritii liniilor de cmp magnetic, caracteristic fenomenelor pe care se bazeaz functionarea aparatelor electrice. Sunt de 3 feluri: 1-miezuri magnetice pentru curent continuu : sunt strabtute de un flux magnetic constant n timp i se execut n construcie masiv, din piese turnate sau din profile laminate sub form de bare sau benzi. 2-miezuri magnetice pentru curent alternative : sunt strabtute de flux magnetic variabil n timp. Se execut din benzi sau tole din tabl silicioasa, izolate ntre ele. 3-miezuri magnetice obinute prin sintetizare : au o form constructiv mai deosebit. Se realizeaz din dou jumti care se ansambleaz cu cleme elastice. Izolaii, piese izolante i izolatori. 1- izolaii, materiale, mrimi caracterisitce. Izolaia aparatelor electrice este

realizat din materiale izolatoare solide, lichide sau gazoase. 2- piese izolante ;

3- izolatoare : sunt elemente care servesc pentru sustinerea mecanic i izolarea cailor de curent. Se realizeaz din porelan sau alte mase ceramice, iar pentru instalaiile de interior, n ultimul timp se folosesc rini de turnare care au rezisten mare la solicitrile mecanice brute (fore electrodinamice de scurtcircuit).


-4-

1. ELEMENTE COMPONENTE ALE APARATELOR ELECTRICE

1.1 Generaliti

Aparatele electrice sunt ansambluri compacte de piese i dispozitive, cu rol funcional bine definit, i se utilizeaz n scopul desfurrii n bune condiii a tuturor proceselor legate de producerea, modificarea valorii parametrilor, transportul, distribuia i utilizarea energiei electice.

Aparatele electrice se monteaz n circuitele electice dintre surse i consumatori i pot ndeplini, n principal, funcii ca :

- nchiderea i deschiderea circuitelor electrice pentru a asigura alimentarea, respectiv, ntreruperea alimentrii cu energie a consumatorilor, n condiii normale de funcionare;

- comutarea circuitelor electrice prin modificarea legaturilor electrice; - supravegherea transportului de energie si protectia circuitelor i a

consumatorilor mpotriva solicitrilor anormale care intervin n diferite situatii (ex: scurtcircuite, suprasarcini, supratensiuni, etc);

- supravegherea anumitor procese tehnologice prin mentinerea automata a unor

parametrii ai energiei la valori prescrise (ex: reglarea turatiei unui motor electric de actionare prin modificarea valorilor de tensiunii de alimentare a acestuia); -masurarea valorilor parametrilor energiei electrice (ex: valoarea tensiunii, a intensitatii curentului, etc); Indiferent de varianta constructiv aleas i de rolul funcional ndeplinit n instalaie, n construcia aparatelor electrice se ntlnesc, de regul, categorii de aparate cu urmtoarele pri componente:

- ci de curent (piese de contact, legturi electrice rigide i flexibile, bobine); - miezuri magnetice (pentru curent continuu i pentru curent alternativ); - izolaii i piese izolante;

- piese i subansambluri mecanice (axe, angrenaje, elemente de sustinere i protectie mecanica, elemente arcuitoare, carcase, mecanisme de actionare, etc); Construcia aparatelor care msoar parametrii energiei electrice prezint

unele particulariti. n raport de functia indeplinita, unele pri componente, dintre cele


-5-

amintite, pot lipsi din constructia unui aparat; alte aparate cu funcii complexe pot include n constructia lor ansambluri sau aparate mai simple cu rol de semnalizare, protecie, etc.

Diferenierea categoriilor de pri componente enumerate s-a facut n funcie de rolul acestora n ansamblul aparatului. O cale de curent este constituit din toate elementele conductoare legate ntre ele prin conductie electric n condiii normale de funcionare Un miez magnetic conine elemente din materiale feromagnetice i constituie calea prin care se inchid majoritatea liniilor de camp magnetic. Izolaiile si piesele izolante au rolul de a separa elemente conductoare aflate la potentiale diferite.

Izolarea se realizeaz ntre elementele conductoare sau ntre acestea i alte pri ale aparatului. Alegerea i dimensionarea izolaiei este n funcie de o anumit valoare a tensiunii pe care aparatul o suport un timp limitat sau, practic, nelimitat.

Izolatorul este un element realizat dintr-un material dielectric solid prevazut cu armaturi metalice si, pe langa rolul de izolare, realizeaza fixarea, sustinerea sau trecerea prin pereti despartitori a conductoarelor aflate sub tensiune.

Piesele i subansamblurile mecanice pot avea diferite roluri functionale. Astfel, elementele arcuitoare pot lega elastic alte elemente, pot acumula energie

mecanic pe care o elibereaz brusc, producnd deschiderea rapid a unor piese de contact etc. Alte elemente mecanice servesc pentru sustinerea, transmiterea micrii,

protecie.

1.2. Bobinele

n sensul cel mai larg, bobinele sunt elemente ale cilor de curent, la care conductoarele sunt dispuse sub form de spire.

A) Bobine de curent n categoria bobinelor de curent, denumite i bobine serie, un loc aparte l ocup bobinele parcurse de curenti de intensiti de zeci sau sute de amperi. Asemenea bobine pot fi ntlnite la :

- stingerea arculuie electric prin suflaj; - electromagnei de actionare; - contoare de inducie;


-6-

- unturi de curent ale declanatoarelor ntreruptoarelor automate; - declanatoare electromagnetice de curent primar de mare intensitate; -unele parti ale cailor de curent ale ntreruptoarelor de putere. Bobinele de curent de intensiti mari se realizeaz din bare de cupru sau de aluminiu izolate sau neizolate i se execut, de regul, fr carcas prin ndoirea pe lat sau pe muchie. (fig.1. ). La aparatele de masura, cum sunt contoarele de inductie, bobina dubla se infasoara pe carcasa de polietilena. Inainte de indoire barele se supun unor tratamente termice de inmuiere. ntre spire se introduce izolaia (fig 1.1 )

fig.A1. fig.A 1.1.

a bobina din bara rigida infasurata pe muchie 1- carcas din porelan b- bobin din bar rigid nfurat pe lat 2- nfurare

B) Bobine de tensiune

Bobinele de tensiune mai sunt denumite i bobine derivaie i sunt realizate din conductoare de bobinaj nfurate sub form de straturi de spire. Spirele i straturile sunt separate intre ele prin izolaie.

Bobinele de tensiune se utilizeaz pentru: - comanda contactelor principale i secundare la contactoare i relee; - comanda mecanismelor de actionare: - producerea fluxurilor magnetice care asigur functionarea unor aparate de protectie;

- la realizarea electromagnetilor.

Bobinele de tensiune se pot realiza: - nfurate pe carcase (fig A.2 si fig A.2.1 ) - nfurate pe miezul feromagnetic ( fig.A.2.2 ) - nfurate pe ablon (fr carcas) ( anexa fig A.2.3 )


-7-

fig A.2 i fig A.2.1 fig A.2.2

1- carcasa electroizolant; 1- miez feromagnetic;

2- izolatie exterioar; 2- nfurare

3- born de racord.

Straturile bobinelor pot avea spire: - suprapuse una peste alta (aezate pe rnduri) (anexa fig A.2.4a ) - asezate n intervalul dintre alte dou spire alturate in sah (anexa fig A.2.4b ) - asezare neregulat (pentru conductoare cu < 0,35 mm; ca in figura A.2.5 anexa). Conductoarele folosite sunt din cupru, iar capetele de bobin sunt argintate sau acoperite cu un strat de aliaj Pb-Sn. Straturile se izoleaz ntre ele cu materiale electroizolante. Peste stratul exeterior al bobinei, de asemenea, se dispune izolaie. Izolaia ntre straturi, de regul, este hrtia pelur i hrtia pergament (pentru temperaturi pn la 105C i band din diverse materiale i adezive, folosit pentru temperaturi ntre 80 i 180C. Astfel, pentru bobinele de relee, cu temperaturi de funcionare admise pn la 90C, se utilizeaz propilen cu adeziv din rin sintetic sau din cauciuc sintetic. Pentru izolarea ntre straturi a bobinelor cu temperaturi de funcionare admise pn la 120C sau pentru izolarea firelor terminale. Se utilizeaz banda din triacetat, esturi din mtase cu acetat sau alte materiale corespunztoare cu adezivi din rini sintetice.Benzile adecvate pentru temperaturi pana la 130C se realizeaza din poliesteri, mylar, policarbonati. Cu start adeziv de rini sintetice, cu benzi din esturi din sticl, mbibate cu rini sintetice, se izoleaz bobinele solicitate termic pn la 155C. Carcasele se confectioneaz din materiale termorigide (bachelite, melamine, termoplaste, polietilen, poliester, poliamide, policarbonai).


-8-

Bobinele se impregneaz cu lacuri electroizolante pentru umplerea golurilor de aer cu lac solidifocat, ceea ce conduce la marirea rezistentei mecanice, a calitatilor izolatoare si a la stabilitatii la umezeala.Prin inglobarea bobinelor in rasini epoxidice sau poliesterice se amplifica toate proprietatile enumerate mai sus.

Dintre lacurile de impragnare, cele mai folosite sunt: - lacuri oleobituminoase (C41 C42) pentru bobine din conductor izolat cu bumbac sau matase; - lacuri oleogliptalice (C51) pentru bobine care nu lucreaz n ulei; - lacuri gliptalice (ALM) pentru bobine din conductoare emailate; - lacuri epoxidice (tip Araldit) pentru bobine care se nclzesc puternic. Pentru nglobarea n rini, pentru temperaturi maxime de 120C se folosesc rini epoxidice amestecate cu intaritor si praf de portelan. Pentru temperaturi maxime de 155C se foloete un amestec de amestec de rasina Araldit F, intaritor, accelerator, flexibilizator si praf de portelan. Flexibilizatorul diminueaz pericolul de fisurare a rinii, care, n lipsa acestuia, devine casant. Pentru inlaturarea stratului de oxid de cupru se foloseste pasta decapant. Pentru fixarea de carcasa a bobinelor de racord se folosesc adezivi.

C) Solicitri ale legturilor electrice, ale conductoarelor i bobinelor

Solicitrile acestor componente sunt, in principal, la incalzirea si la efectele

mecanice produse de fortele electrodinamice. nclzirea cilor de curent n toate regimurile de funcionare se datoreaz efectului Joule Lenz al curentului electric. nclzirea nu poate fi evitat, dar poate fi limitat.

Un conductor n regim de lung durat avnd rezistena R, parcurs de curentul I atinge nclzirea in regim r dup un timp t1, conform curbei din figura A.3


-9-

Simultan cu nclzirea se produce i rcirea conductorului. La atingerea echilibrului termic putem scrie K A r = R I , unde: K A r [W] reprezinta puterea totala transmisa mediului inconjurator prin rcirea conductorului; RI [ W] reprezinta puterea primita de conductor prin efectul termic al curentului electric

K [W/cm grd] reprezinta coeficientu de transmisie totala a caldurii; A [cm] reprezinta suprafata de racire a conductorului, unde: A=l p , l fiind lungimea si p perimetru conductorului. Daca este rezistivitatea conductorului iar sectiunea este S si densitatea de curent este j = I/S, rezulta: 1 S r = j K p Dac acelai conductor realizat din material cu cldura specific c i greutatea specific , este strbtut de curent de scurcircuit, practic ntreaga energie primit este acumulat n conductor. nclzirea este

r = j t c

nclzirea cailor de curent peste o anumit valoare permis modific propriettile mecanice ale materialelor metalice i conduce la pierderea calitilor de izolare ale materialelor electroizolante i la deteriorarea acestora. nclzirea la suprafaa unui conductor izolat este mai mare dect la suprafaa exterioar a izolaiei datorit cderii de temperatur din stratul izolat. nclzirea unui conductor liber si a aceluiasi conductor bobinat este diferita. In cazul bobinelor cilindice, desi energia absorbita este aceeasi, suprafata de racire se reduce, practic, numai la suprafaa exterioara a bobinei i n cazul bobinelor dreptunghiulare, la suprafata bobinei apare o supratemperatura de regim. Dac elementele cilor de curent se gsesc n interiorul unor carcase, nclzirile vor fi mult mai mari. Transmiterea energiei calorice ctre mediul ambiant se face, n principal, prin pereii carcasei. Transmiterea cldurii prin convectie este limitat n functie de gradul de etaneitate al carcasei.


-10-

Poziionarea cailor de curent unele fa de altele sau fa de peretii din material magnetic, forma acestora, felul, sin intensitatea curentilor care le stabat este foarte importanta din punct de vedere al solicitrilor mecanice produse de fortele electodinamice.

1.3. Miezuri magnetice

Miezurile magnetice constituie calea de nchidere a majoriti liniilor de cmp magnetic, caracteristic fenomenelor pe care se bazeaz functionarea aparatelor electrice

1 - Miezuri magnetice pentru curent continuu Miezurile magnetice pentru curent continuu sunt strabtute de flux magnetic constant n timp i se execut n cionstructie masiv, din piese turnate sau din profile laminate sub form de bare sau benzi. Pentru aparatele de curent continuu, miezurile magnetice pot fi n form de U, n manta, de tip plonjor sau de tip clapet (fig B.1) (anexa fig B.1 d i e).

Fig B.1.- Miezuri magnetice d curent continuu a-tip clapeta; b-in formna d U;c-manta Materialele cele mai folosite pentru miezuri magnetice, specifice construciei

de aparate electrice, sunt: - fierul electotehnic cu procent mic de carbon - fierul carbonil foarte pur (pentru miezuri magnetice de relee) - fierul de tip armco cu procentul de carbon sub 0,1% Miezurile magnetice masive se obtin la dimensiuni prin prelucrarea mecanic a pieselor turnate sau a profilelor laminate.


-11-

2 - Miezuri magnetice pentru curent alternativ

Miezurile magnetice pentru curent alternativ sunt strbtute de flux magnetic variabil n timp.

Pentru reducerea pierderilor de energie datorit curentilor Foucault (turbionari) aceste miezuri se executa din benzi sau din tole din tabla silicioasa, izolate ntre ele.Tabla silicioasa pentru electrotehnic contine diferite procente de siliciu si se simbolizeaza cu litera E, urmat de cifre romane care indic gradul de aliere (ex: E II. P10 = 2,8 w/kg; tabla are 1,7% Si, iar P10 reprezinta pierderile de magnetizare la o inductie B = 1 tesla ).

Tabla laminat la rece are grosimea de 0,35 mm, 3% siliciu si pierderi de magnetizare P10 < 0,6 W/kg.

Miezurile magnetice cu armatura mobila, cu miscare de translatie sau de rotatie se utilizeaza pentru electromagnetii de comanda din constructia aparatelor electrice. Miezurile magnetice fara armatura mobila sunt intalnite in constructia unor bobine si a transformatoarelor de masura.

Miezurile magnetice de curent alternativ pot fi: din tole I, din tole L, din tole E, din band spiralizat n form de U. (anexa fig B.2)

3 - Miezuri magnetice obtinute prin sintetizare

Miezurile magnetice obinute prin sintetizare au o form constructiv mai deosebit. Un asemenea miez realizat din doua jumati care se ansambleaz cu cleme elastice (anexa fig B.3 ). Miezurile magnetice sintetizate se realizeaz din ferite moi, ferite dure, materiale magnetoceramice. n miezurile magnetice au loc pierderi de magnetizare prin curenti turbionali i prin efectul de histerezis. Prin utilizarea de materiale cu ciclu de histerezis ngust i a tolelor din tabl electrotehnic, aceste pierderi sunt reduse.

1.4. Izolaii, piese izolante i izolatorimagnetice 1 - Izolaii, materiale, mrimi caracteristice

Izolaia aparatelor electirice este realizat din materiale izolatoare solide, lichide sau gazoase.

Calitile de izolare ale acestor materiale se apreciaz, n principal, prin :


-12-

- rezistenta de izolare; - rigiditatea dielectric; - permitivitatea dielectrica; - tangenta unghiului de pierderi; - stabilitatea termic. Rezistena la izolatie depinde de rezistivitatea de volum si de suprafata si este o

proprietate a materialului izolat legat de conductia electrica. Curenii prin izolaii sau pe suprafata acestora, la o tensiunedata, n regim

normal, sunt foarte mici, dar pierderile de energie, n timp, provoac nclzirea i degradarea izolatiilor. Cnd tensiunea aplicat unui material izolator depeste o anumit valoare, materialul i pierde calitile de izolare i strpungere.

Valoarea tensiunii aplicate care produce strpungerea se numete tensiune de strpungere, iar valoarea intensittii campului electric corespunztor se numete

rigiditate dielectric. Pentru un material izolator de grosime d

Ustr

Estr =

d Spre deosebire de dielectricii lichizi i gazosi, dielectricii solizi se distrug prin strpungere. Permitivitatea dielectrica este o constatanta de material si depinde de fenomenul de polarizare electrica din material. Pierderile de putere activ n dielectric depind att de fenomenul de polarizare ct i de fenomenul de conducie. Dac dielectricul unui condensator (fig C.1.) este supus unei tensiuni alternative U1, n circuit se stabilete un curent I, iar pierderile de putere activ sunt:

Curentul este defazat naintea tensiunii cu un unghi. Dac un material izolant i

pstreaz caracteristicile la o anumit temperatur maxim, admis pentru toat durata


-13-

normal de functionare a unui aparat, atunci materialul are stabilitate termic la acea temperatur.

Exista apte clase de izolaie dupa criteriul stabilitii termice la o anumit temperatur: Y(90C), A(105C), E(120C), B(130C), F(155C), H(180), C(peste 180C). Clasele de izolatie nu pot servi in totalitate la alegerea unui material. Rezultatele din exploatare impun alegerea unor scheme de izolatie care cuprind grupari de materiale izolatoare nu numai dupa stabilitatea termica si structura chimica, ci dupa toate particularitatile care influenteaza intrebuintarea lor, inclusiv starea si forma acestora inainte si dupa folosire.

Un aparat electric are o izolaie extern i o izolaie intern.

Izolaia extern - const din distantele se deparare n aer intre piesele externe sau ntre suprafeele izolate i aer, care sunt supuse solicitrilor electrice i de mediu.

Izolaia intern - se refer la izolatia prtilor interioare ele aparatului care nu sunt solicitate i de agentii de mediu.

Alegerea materialelor izolatoare pentru aparatele electrice este impus n primul

rnd de valoarea tensiunii nominale i de cea mai mare valoare a tensiunii de regim din reea. Corespunztor acestor tensiuni, izolaia se ncearc cu tensiuni de frecvena industrial i de impuls cu valori mult mai mari: - pentru Un = 500......600V .......... Ui = 2500......3000V - pentru Un 35kV Ui = 2 Un + 15 kV - pentru Un 60kV Ui = 2 Un + 20 kV

Valoarea tensiunii de ncercare a izolaiei definete nivelul de izolaie al aparatului i se refer la izolaii solide sau fluide, inclusiv la izolaiile prin distanele de separare ntre diferitele pri ale aparatului, aflate n aer liber.

n cadrul aceluiai aparat nivelul de izolare poate avea mai multe trepte: contra contuarii izolatiei externe, contra strpungerii izolatiei exeterne, contra strpungerii

intervalului de separatie intre contact, etc. n timpul functionrii pot aparea avarii care sa solicite izolatia astfel ca in

constructia aparatului se includ aparate mai simple sau dispozitive de protectie. Se poate defini deci i un nivel de protecie cu valoare superioar nivelului de izolatie al aparatului.

Stabilitatea izolatiei este exprimat prin nivelul de tinere la impuls si prin valoarea efectiva a tensiunii alternative de frecventa industriala la care izolatia trebuie sa reziste timp de un minut, in conditii precizate de standarde.


-14-

La aparatele complexe se impune coordonarea izolatiei. Prin coordonarea izolatie se intelege un ansamblu de masuri luate in vederea prevenirii avariilor sau a localizarii acestora, dac nu pot fi evitate. De exemplu, ntr-o statie prevazut cu un ntreruptor cu ntrerupere n ulei , izolaia interioar se alege cu nivelul de inere mai ridicat dect nivelul de tinere al izolatie exeterioare. n acest mod solicitrile datorit conturrii sau strpungerii sunt dirijate ctre izolatia exterioar i se evit exploziile care s-ar putea produce datorit conturrii sau stapungerii uleiului.

Coordonarea izolatie este deosebit de complex, cere solutii care sa garanteze siguranta n exploatarea aparatelor, dar trebuie solutionat economic, evitndu-se supradimensionarile si folosirea materialelor cu costuri ridicate sau cu performante mult superioare cerintelor de bun functionare a aparaelor.

n construcia aparatelor materialele electroizolante se utilizeaz pentru izolarea conductoarelor, pentru lcuirea i impregnarea conductoarelor, ca medii de rcire, ca medii de izolare ntre contactele sau prtile sub tensiune, ca medii pentru singerea arcului electric sau pentru realizarea unor piese si accesorii.

n afara materialelor izolatoare obisnuite mai mentionm: - hexafluorura de sulf (pentru sintgerea arcului electri); - fluorurile de etan (pentru racirea aparatelor); - teflon i ali polimeri ai florurilor de carbon; - rini epoxidice simple sau asociate cu pulberi anorganice, cu fibre si tesaturi din sticl.

2 - Piese izolante

Dintre piesele izolante folosite n construcia de aparate electrice un rol deosebit l au camerele de stingere care echilibreaz aparatele de conectare. Camerele de stingere limiteaz spaiul de dezvoltare al arcului i activeaz stingerea acestuia.

Producerea arcului electric la deschiderea contactelor da nastere la solicitari termice si mecanice deosebit de mari. Camerele de stingere se realizeaz din materiale izolatoare rezistente la temperatura arcului electric si rezistente la solicitarile mecanice: azbociment, amot, steatit, termoceramit.

n functie de soluia constructiv adoptat, camerele de stingere pot fi: - camere de stingere largi (fig C.2.);


-15-

- camere de stingere nguste (fig C.2.1) - camere de stingere cu dispozitiv de divizare a arcului (fig C.2.2)

figC.2.2. 1-piese de contact 2-plac de cupru sau otel 3-arc fragmentat

Camerele de stingere care echipeaz aparatele de nalt tensiune se realizeaz n multe variante care se pot grupa dup solutia constructiv i dup principiul de funcionare. n fig C.2.3 (anexa), sunt prezentate cteva tipuri de camere nguste de tip labirint n care stingerea arcului electric este favorizat de suflajul transversal sau lateral de ulei. Alte piese izolante din construcia aparatelor electrice sunt: - carcasele de prize industriale i unele piese de exterior (din materiale plastice termoplaste); - capace transparente (polistiren, policarbonati, plexiglas); - piese solicitate mecanic, termic i la arc (poliesteri cu fibre de sticl); - piese solicitate la arc electric slab (aminoplaste); - dopuri, sunturi, garnituri, piese elecrice ( polietilen de nalt presiune); - aparataj de instalaii interioare de mic intensitate (aminoplaste); - suport, piese pentru sigurante fuzibile de joasa tensiune (portelan presat, steatit); - manete (poliamide).

3 - Izolatoare

Izolatoarele sunt elemente care servesc pentru sustinerea mecanica si izolarea

cailor de curent. Izolatoarele se realizeaza din portelan sau alte mase ceramice, iar pentru instalatii de interior, in ultimul timp se folosesc rasini de turnare care au


-16-

rezistenta mare la solicitari mecanice bruste (ex: forte electrodinamice de scurtcircuit), se armeaza mai simplu, sunt mai usoare. Piesele metalice su care sunt echipate

izolatoarele oentru fixarea maselor ceramice pe suport sau pentru fixarea cailor de curent se mai numesc armaturi sau flanse.

Forma constructiva a izolatoarelor depinde de solicitarile la care sunt supuse. Acestea sunt in principal:

-solicitari mecanice date de fortele electrodinamice si de greutatea conductoarelor; -solicitarea la strpungere;

-solicitarea la conturarea n stare uscat;

-solicitarea la conturarea in stare umeda si muradar; -solicitarea la conturarea sub ploaie; -solicitarea termica prin radiatii solare si prin arc electric de conturare. Izolatorul trebuie sa aib o form care s mreasc tensiunea de strpungere n raport cu cea de conturare, pentru ca solicitarea electric s produc numai conturarea acestuia.


-17-

2. MRIMI NOMINALE ALE APARATELOR ELECTRICE

2.1. Tensiunea nominal

TENSIUNEA NOMINAL. Un [kV] - reprezint cea mai mare valoare din irul valorilor nominale standardizate pentru care a fost dimensionat izolaia echipamentului s funcioneze pe ntreaga durat de via fr strpungeri.

2.2. Curentul nominal

CURENTUL NOMINAL In este cel mai mare curent in irul valorilor nominale standardizate pentru care a fost dimensionat calea de curent n regim de lung durat fr a se depi solicitrile termice maxime (temperatura) corespunztoare unui anumit material.

2.3. Stabilitatea termic

STABILITATEA TERMIC este capacitatea aparatului de a face fa efectelor termice ale curentului de scurtcircuit. Msura stabilitii termice este curentul limit termic definit ca cel mai mare curent de scurtcircuit n valoare efectiv pe care l poate suporta o cale de curent un timp dat (1..5 sec) fr a dep.i limitele admisibile de temperatur n regim de scurtcircuit. Durata standardizat 1 s. Pentru o durat mai mare

Iet este mai mic:


-18-

2.4. Stabilitatea dinamic

STABILITATEA DINAMIC - este capacitatea aparatului electric de a face fa efectelor electrodinamice ale curentului de scurtcircuit. Msura stabilitii dinamice este curentul limit dinamic ied [kA max ] - cel mai mare curent de scurtcircuit n valoare instantanee pe care o cale de curent l suport fr a se depi eforturile unitare admisibile corespunztoare unui anumit tip de solicitare mecanic i fr sudarea contractelor.

2.5. Capacitatea de comutaie

CAPACITATEA DE COMUTAIE - care are dou aspecte: capacitatea de nchidere (de conectare) i capacitatea de deschidere (deconectare, rupere).

- CAPACITATEA DE RUPERE se exprim prin curentul de rupere la o tensiune dat, n condiii de funcionare prescrise, la frecven i factor de putere dat (respectiv 1). La nalt tensiune. factorul de putere nu se precizeaz, fiind foarte mic.

- CURENTUL DE RUPERE NOMINAL reprezint cel mai mare curent

de scurtcircuit n valoare eficace, msurat n momentul separrii contactelor, la tensunea nominal.

- Curentul de rupere al unui aparat

depinde de tensiunea de serviciu a acestuia, fiind cu att mai mic cu ct

tensiunea este mai mare.

- CURENTUL LIMIT DE RUPERE este curentul de rupere maxim la tensiunea de trecere minim.

- CURENTUL CRITIC DE RUPERE curentul de rupere pe care un ntreruptor l ntrerupe cel mai greu (durata arcului electric este maxim). Aceasta se datoreaz faptului c unele camere de stingere folosesc pentru stingere chiar


-19-

efectele termice i electrodinamice ale curentului de scurtcircuit (suplaj magnetic, autosuplaj).

- CAPACITATEA DE NCHIDERE - este curentul maxim n valoare de vrf pe care l poate stabili aparatul la o tensiune i frecven dat.

2.6. Durata relativ de conectare


-20-

3. NORME TEHNICE DE PROTECIA MUNCII I PSI

1 - Elevii nu se vor deplasa la alt mas de lucru; 2 - Instalaia se va pune sub tensiune numai dup ce montajul a fost verificat de catre profesor si avizul;

3 - Nu este permis deconectarea aparatelor ct timp acestea sunt sub tensiune; 4 - Orice verificare a montajului se face numai cu avizul profesorului i cu instalaia 5 - Nu se vor atinge bornele, conductoare neizolate i contacetele de legatura att timp ct ele se afla sub tensiune; 6 - Nu se vor ntrerupe circuitele de excitatie sub tensiune, deoarece acestea, avnd un numr mare de spire, determin la intreruperea lor, tensiuni mari de autoinduciie. Aceste tensiune mari de autoinductie sunt periculoase pentru personalul de deservire; 7-La ntreruperea circuitelor de alimentare se vor deschide imediat toate ntruptoarele principale sau se va apasa pe butonul de oprire (rosu); 8 - nainte de a pune instalatie sub tensiune se va verific poziia cursoarelor reostatelor si ale autotransformatoarelor pentru a prentmpina alimentarea direct a montajului cu curent i tensiuni mari;

9 - Manevrarea reostatelor i intreruptoarelor se efectueaz stnd pe covor cauciucat sau pe podeti izolanti; 10 - n timpul functionrii nu se vor atinge carcasele mainilor electrice i ale aparatelor electrice dac acestea functioneaz, deoarece pot fi puse accidental sub tensiune; 11 - Instalaia va fi scoas de sub tensiune conform prescripiilor din ndrumtorul lucrrii;

12 - Nu se vor deschide pupitrele de comand dect cu aprobarea profesorului 13 - Laboranii i profesorii sunt obligai s asigure organizarea corespunztoare a activitii, la fiecare loc de munc, n conditiile de securitate a personalului i a aparatelor

14 - Nici un elev nu va fi primit n laborator i nu va fi pus sa lucreze, dect dup ce i s-a fcut instructajul de protecie a muncii, care trebuie finalizat prin verificarea nsuirii cunotintelor necesare, rezultatul consemnndu-se n fia de instructaj


-21-

4. BIBLIOGRAFIE

1. Elemente de comand i control pentru acionri i sisteme de reglare automat

2. Aparate electrice 1965

3. Aparate electrice : Partea nti: Bazele teoriei aparatelor electrice

Manual pentru clasele a-XI-a i a-XII-a licee tehnologice, profilul tehnic Specializarea electrotehnic Editura didactic i pedagogica Bucureti 2004

Autor Babikov, M. A. Editura Tehnic Bucureti

Autor Suciu, Iacob Editura Editura Didactica si Pedagogica An 1968


-22-

5. ANEXE

Fig A.2.3 : Bobina de tensiune fara carcasa: 1-banda izolatoare exterioara 2-clema de legare in circuit

fig A.2.4a : Bobina in straturi cu spire una peste alta fig A.2.4b : Bobina in straturi cu spire asezate im sah fig A.2.5 : Bobina cu spire din conductor subtire asezat neregulat

fig B.1 d : Miez magnetic de current continuu tip plonjor fig B.1 e : Miez magnetic de current continuu tip plonjor


-23-

fig B.2 a : Miezuri magnetice de current alternative din tole I fig B.2 b : Miezuri magnetice de current alternative din tole L fig B.2 c : Miezuri magnetice de current alternative din tole E fig B.2 d : Miezuri magnetice de current alternative din banda spiralata fig B.2 e : Miezuri magnetice de current alternative in forma de U

Fig B.3 : Miezuri magnetice sinterizate 1-partile miezului 2-carcasa bobine

fig C.2.3 : Camere de stingere inguste, de tip labirind: 1-contact fix; 2-contact mobil; 3-perete camera

elemente componente ale aparatelor

Documents