Text

Aparatele electrice reprezinta ansamblurile de dispozitive electriceice, precum si o categorie de echipamente electrice, destinate pentru comanda , protectia, reglajul si controlul automat sau neautomat al functionarii instalatiilor electrice. Ele au rolul de a supraveghea si de a asigura desfasurarea normala a transportului de energie electrica de la surse la consumatori. Clasificare Aparatele electrice pot fi clasificate dupa criterii diferite ca: tensiunea nominala; felul curentului;numarul de poli; regimul de functionare; locul de functionare; functiile pe care le îndeplinesc etc. Din punct de vedere al tensiunilor si a curentului se deosebesc doua mari categorii si anume: - aparate de joasa tensiune; - aparate de înalta tensiune; - aparate de curent alternativ; - aparate de curent continuu. Din punct de vedere al numarului de poli, aparatele electrice se împart în : - monopolare; - multipolare (bipolare, tripolare). Din punct de vedere a regimului de functionare se distig aparate cu: - regim de functionare de lunga durata; - cu regim de functionare permanenta; - cu regim de functionare intermitent; - regim de functionare de scurta durata. Din punct de vedere al locului în care functioneaza se deosebesc: - aparate electrice de interior; - aparate electrice de exterior; - aparate electrice capsulate. I. APARATAJ ELECTRIC DE JOASA TENSIUNE Larga utilizare a aparatelor electrice de joasa tensiune atat in instalatiile industriale,cat si in cele casnice a determinat o dezvoltare rapida a productiei de aparataj industrial si pentru utilizari casnice. 1.1 DEFINIRE SI CLASIFICARE Aparatele de joasa tensiune sunt aparate pentru tensiuni nominale mai mici de 1000 V. Clasificarea aparatelor de joasa tensiune se face urmatoarele criterii: Dupa numarul de poli: -aparate monopolare -aparate bipolare -aparate tripolare Dupa functiunea pe care o indeplinesc: -aparate de conectare -aparate pentru comanda si reglajul masinilor electrice -aparate pentru protectia instalatiilor si masinilor electrice -aparate pentru comanda automata si protectia masinilor Dupa sistemul de actionare: -aparate cu actionare manuala,care poate fi directa sau indirecta -aparate cu actionare de la distanta (electromagnetica prin servomotor,pneumatica etc) Dupa felul manevrari: -aparate cu manevrare neautomata (voita) -aparate cu manevrare automata Dupa mediul de strangere a arcului electric: -aparate in aer -aparate in ulei 1.3 Definitia si clasificarea contactelor electrice Un contact electric reprezinta imbinarea intre 2 sau mai multe conductoare,in scopul prelungirii caii de current de la un conductor la altul. Din punctual de vedere al felului in care se realizeaza contactul se deosebesc: -contacte ..... (fixe),intalnite in cazul cand partile aducatoare si culegatoare de current sunt fixate prin suruburi sau nituri.un exemplu il constituie bornele de racord al majoritatii aparatelor -contacte intermitente care in timpul functionarii pot fi inchise sau deschise.Acesta este cazul contactelor intrerupatoarelor,prizelor etc. Contactele intermitente pot si si ele clasificate. Dupa numarul punctelor de contact: -punctiforme,cand contactul se slabeste intr-un singur loc -liniare,cand contactul se slabeste in doua puncte -de suprafata cand contactul se slabeste in cel putin trei puncte Dupa valoarea curentului pe care trebuie sa-l intrerupa se deosebesc: -contacte care deconecteaza circuite sub tensiune fara sarcina -contacte care intrerup curenti egali cel mult cu curentul nominal -contacte care pot intrerupe curenti de scurtcircuit Dupa numarul elementelor care stabilesc contactul: -contacte simple -contacte multiple Dupa rolul care il au la transmiterea curentului in functionare permanente,precum si la conectare si deconectare: -contacte principale (de lucru),destinate sa asigure un contact cat mai bun in timpul cat contactul este inchis. -contacte de rupere,destinate sa contribuie la stabilirea si intreruperea curentului,protejand contactele principale de uzura La aparatele care intrerup curentii mari (sute si mii de amperi) si tensiuni mari,contactele de lucru si rupere se executa ca piese distincte. La aparatele care intrerup curenti si tensiuni mijlocii,piesa de contact este astfel realizata incat o anumita suprafata a ei serveste drept contact de lucru si alta suprafata drept contact de rupere. La inchidere,se inched intai contactele de rupere si apoi,dupa stabilirea curentului si cele principale.La deschidere se vor deschide intai contactele principale si apoi cele de rupere. 1.5 Caderea de tensiune in contacte Caderea de tensiune in contacte este data de reactia Uc=RcI Se observa ca Uc este direct proportionala cu rezistenta de contact Rc si cu curentul I care trece prin contact si deci factori care ifluenteaza tensiunea de contact vor fi aceeasi ca in cazul rezistentei de contact. Este de dorit ca aceasta cadere sa fie cat mai mica pentru .....pierderii de tensiune. 1.6 Tipuri de forme de contact Practica constructiei aparatelor electrice a impus aparitia unor forme foarte variate de contacte pe care le-a grupat in cvateva tipuri mai importante. Contactele cap la cap (frontale)sunt folosite la intrerupatoarele de mare putere si se executa in forma de piese metalice masive sau tevi. Contactul deget este un contact liniar cu autocuratire,adica prin frecare cele doua suprafete de contact se curata de oxid (fig 1-4).Contactele deget sunt folosite drept contacte principale si pentru rupere. Contactele tulipa sunt folosite de intrerupatoarele moderne.Sunt formate din cateva segmente (lamele) care reprezinta contactul fix si o baza de contact pe care sunt presate segmentele cu resorturi.Aceste contacte au o mare siguranta in functionare ;de aceea se folosesc pt tensiuni inalte si joase la aparate de conectare ,drept contacte principale si de rupere. Contactele perie sunt formate dintrun manunchi de lamele de cupru tare,tombac sau bronz de 0,1...0,5 mm,peste care se aplica o placa acoperitoare mai groasa .Peria apasa pe un cutit. Aceste contacte se pot folosi la curenti mari,deoarece au rezistenta de contact mica.Se folosesc drept contacte principale la unele aparate de conectare si deconectare de mare putere.Dezavantajul pe care il prezinta consta in aceea ca elasticitatea lamelor scade. Contactele elastice (cutit) au contacte fixe formate dintr-un material elastic (cupru tras,bronz special) avand o forma care le face sa arcuiasca.Presiunea pe contact care se realizeaza datorita elasticitatii materialului,este mica;de aceea se adauga resorturi de otel.Aceste contacte se folosesc la intrerupatoare cu parghie,separatoare si sigurante drept contacte principale,deoarece nu rezista la uzura datorita arcului. Contacte glisante asigura legatura intre doua conductoare mobile unul fata de celalalt.Sunt folosite la aparate de comanda,rezistenta de pornire si reglaj,separatoare,masini electrice.Pot fi tip deget,tulipa,lamelare perie sau cu role. Bornele de arcord.Bornele sunt contacte plane,permanente;de aceea necesita forte mari de apasare,care nu se pot obtine decat prin strangere de suruburi. Bornele de racord sunt astfel dimensionate incat conductoarele de racord sunt fixate prin suruburi care asigura forta necesara de apasare pe contact,corespunzatoare curentului nominal al aparatului si circuitului. In cazul unei strangeri incorecte a surubului,rezistenta de contact creste si borna se incalzeste. 1.8 Marimi caracteristice ale aparatelor electrice Pentru dimensionarea aparatelor,ca si pentru o buna alegere si utilizarea lor in exploatare,trebuie sa se tina seama de cateva marimi care caracterizeaza regimul lor de functionare. Tensiunea nominala este tensiunea pentru care este construit aparatul si pentru care este garantata buna functionare a acestuia. Curentul nominal este curentul pe care un aparat il poate suporta fara depasirea unei incalziri limita,in conditii prestabile (in regimul normal de lucru) Frecventa de conectare reprezinta numarul de actionari pe care aparatul le poate executa intr-o ora.O inchidere si o deschidere a pieselor de contact ale unui aparat alcatuiesc ..........actionari este compusa din durata de conectare (timpul cat aparatul este sub current) si duarata de pauza(fara current). Durata relativa de conectare exprima raportul in procente dintre durata de conectare si durata totala a unei conectari. Rezistenta la............o marime care indica durata de viata a aparatelor.Numarul de actionari fara current (in gol) pe care un aparat le poate suporta fara defectari,fiind actionat mecanic sau cu ajutorul dispozitivului sau propriu de actionare,reprezinta rezistenta la uzura mecanica a aparatului.Numarul de actionari sub sarcina pe care pe care aparatul o poate suporta fara defectari in anumite conditii fara inlocuirea pieselor de contact,reprezinta rezistenta la uzura electrica a aparatului sau durata de serviciu a pieselor de contact. In general,rezistenta la uzura electrica este mai redusa decat rezistenta la uzura mecanica si deci unele aparate trebuie prevazute cu piese de schimb. Un aparat se caracterizeaza si prin valorilke capacitatii de inchidere si de rupere in cazul unei functionary normale sau de avarie corespunzatoare unui anumit regim de lucru. Capacitatea de inchidere nominala a unui aparat se exprima prin valoarea curentului in regim de lucru stabilit,pe care aparatul il poate inchide fara producerea sudurii contactelor sau a unui arc electric excesiv de mare,in anumite conditii care tin seama de caracteristica circuitului care este inchis (factor de putere cos sau constatanta de timp L/R) Capacitatea de rupere nominala a unui aparat se exprima prin valoarea curentului pe acre acesta il poate intrerupe fara o uzura exagerata a contactelor sau producerea unui arc electric puternic,in anumite conditii care tin seama de caracteristica curentului care se deschide si de tensiunea de restabilire. Tensiunea de restabilire reprezinta tensiunea care apare la borna unui pol al unui aparat dupa intreruperea curentului. Tipurile de protectie ale aparatelor se refera la masurile constructive ce se iau pentru ca aparatele sa satisfaca solicitarile mediului ambient. III.INTRERUPATOARE AUTOMATE 2.1 Generalitati Intrerupatorul automat este un aparat mecanic de conectare capabil sa inchida,sa suporte si sa intrerupa curentul in conditiile normale ale circuitului si de asemenea in conditii prestabilite,sa inchida, sa suporte pe o specificata si sa intrerupa curentii in conditii anormale(suprasarcina,scurtcircuit etc) Intrerupatoarele automate de J.T. trebuie sa indeplineasca doua functiuni principale: -sa asigure continuitatea circuitului in conditiile curentilor nominali de exploatere. -sa intrerupa continuitatea circuitului in cazul apartiei unor curenti de suprasarcina si/sau scurtcircuitsi in cazul scaderii tensiunii sale la o anumita valoare. 2.2 Clasificare Dupa felul curentului ca strabate caile principale de current, se disting: -intrerupatoare pentru current alternativ -intrerupatoare pentru current continuu -intrerupatoare pentru current continuu si alternativ Dupa tipul releelor sau declansatoarelor cu care sunt echipate se utilizeaza: -intrerupatoare echipate cu relee sau declansatoare electromagnetice de tensiune -intrerupatoare echipate cu diferite tipuri de relee si declansatoare Dupa modul de fixare in instalatie se disting: -intrerupatoare pentru montare fixa -intrerupatoare in constructie debrosabila a. Intrerupatoare automate de mica putere Intrerupatoarele automate mici sunt destinate protectiei conductoarelor din instalatiile casnice si industriale ......de lumina,circuite de comanda ,circuite pentru aparate electrocasnice,precum si protectiei instalatiilor ce contin motoare de mica putere.Aceste intrerupatoare automate asigura protectia circuitelor atat impotriva curentilor de suprasarcina cat si impotriva curentilor de scurtcircuit. Indiferent de valoarea constructive,intreruptorul se compune din urmatoarele elemente:soclu din material izolant termic si electric,mecanisme de zavorare,contacte fixe si mobile,borne de racord ale conductoarelor,camere de stingere,releu termic si electromagnetic,capac buton sau maneta de actionare. -intrerupatoare cu actionare manuala,la care operatia de deschidere este efectuata exclusiv prin intermediul unei energii manuale aplicate direct.Operatia de deschidere poate fi efectuata tot manual sau prin intermediul releelor -intrerupatoare cu actionare electrica la care energia necesara pentru inchidere este data de un electromagnet sau motor electric -intrerupator cu actionare pneumatica la care energia necesara pentru inchidere este data de un dispozitiv pneumatic ca spre exemplu cilindru de forta,dispozitive de membrana. Dupa modul de poli se disting: -intrerupatoare monopolare utilizate in special in instalatiile interioare pentru protectia circuitului de lumina,a aparatelor electrocasnice precum si unele domenii industriale -intrerupatoare bipolare utilizate in special in instalatiile de current continuu -intrerupatoare tripolare utilizate in circuitele de current alternativ trifazat -intrerupatoare tetrapolare utilizate in sisteme speciale de distributie Dupa destinatie se pot grupa astfel: -intrerupatoare pentru protectia circuitelor monofazate de putere redusa -intrerupatoare de putere pentru protectia motoarelor - intrerupatoare pentru protectia retelelor -intrerupatoare pentru protectia transformatoarelor Dupa timpii totali de deschidere la current de scurt circuit se deosebesc de ordinea marimii timpilor de deschidere urmatoarele tipuri: -intreruptoare limitatoare la care timpul total de deschidere nu depasesten 5 ms si care limiteaza astfel valoarea de varf a curentilor de scurtcircuit .Cand intreruptorul limitator este echipat cu un declansator special,el se numeste ultra rapid si poate fi utilizat si la intreruperea curentului continuu -intrerupatoare rapide ,la care timpul total de deschidere nu depaseste 10 ms -intrerupatoare normale la acre timpul total de deschidere este pana la 100 ms b. Intreruptoarele automate de putere Intreruptoarele automate de putere pentru current alternativ si continuu se folosesc pentru protectia motoarelor electrice,a retelelor de distributie sau a transformatoarelor.Aceste intreruptoare asigura protectia in cazul aparitiei curentilor de suprasarcina si de scurtcircuit si in cazul scaderii tensiunii din circuit sub anumite limite.Caracteristicile de protectie depind de tipurile de relee sau declansatoare cu care sunt echipate intreruptoarele automate. Elemente constructive. Intreruptoarele automate de putere se compun din urmatoarele elemente principale: cadrul de sustinere,mecanismul de zavorare,polii principali cu contactele principale,bornele de racord ale conductoarelor si camerele de stingere, poli auxiliari cu contactele auxiliare,dispozitivele de protectie (relee si declansatoare) organul motor si carcasa. c. Intreruptoare automate in executie deschisa pentru statii Constructia robusta, ca si utilizare a unor solutii constructive speciale pentru elementele principale, le asigura acestor aparate capacitati mari de rupere si o mare rezistenta la solicitari mecanice si electrice. Echipate cu relee cu actiune temporizata sau rapida,aceste intreruptoare automate asigura o protectie colectiva a circuitului .........(intreruptoare rapide-limitatoare) d. Intreruptoare automate tip compact in executie capsulata. Aceste intreruptoare sunt inchise in cutii executate din mase de presare electroizolante care impiedica contactul accidental cu piesele sub tensiune si orice manifestari exterioare ale arcului electric ce apare la declansare. Avand gabarite reduse si capacitati de rupere mai mici decat ale intreruptoarelor de statie aceste aparate se utilizeaza in situatii cand spatial de montaj este redus si nu sunt necesare performante superioare.Datorita constructiei capsulate si pretului de cost convenabil aceste intreruptoare in tablouri complexe si mai ales in instalatii individuale. Intreruptoarele automate se pot executa, in punct de vedere al montajului in doua variante constructive: intreruptoare fixe si intreruptoare debrosabile. e. Intreruptoare fixe.Acestea se fixeaza pe traverse din otel profilat cu ajutorul unor suruburi.Acesti suporti trebuie sa fie rigizi si perfect coplanari pentru a nu se produce deformari in intreruptor care sa inpiedice buna lui functionare.Bornele se executa in doua variante: pentru legaturi in fata si pentru legaturi in spate f. Intreruptoare debrosabile. Acestea sunt prevazute de firmele producatoare cu un sasiu care poate aluneca pe doua traverse (fig 2-3).Bornele au o constructie bazata pe principiul priza-fisa care le permite realizarea cu usurinta a conexiunilor.Fiecare intreruptor de acest tip trebuie sa fie prevazut cu un blocaj mecanic care sa impiiedice introducerea sau scoaterea lui din montaj in pozitia anclansat ( cu contactele principale inchi Intrerupatoarele se compun din: 1.Carcasa. 2.Capac. 3.Contact fix. 4.Contact mobil. 5.Camera de stingere . 6.Releu electromagnetic. 7.Surub de reglaj al releului electromagnetic 8.Releu termic. 9.Surub de reglaj al releului termic 10.Paleta declansatoare. 11.Mecanism de actionare. 12.Maneta basculanta. 13.Borne de intrare. 14.Borne de iesire. 15.Placuta izolatoare.