Clasificarea aparatelor electrice de joasa tensiune

CLASIFICAREA APARATELOR ELECTRICE DE JOASA TENSIUNE

Aparatele electrice sunt sisteme tehnice utilizate in producerea, transportul si distributia energiei electrice.

Aparatele electrice pot fi clasificate dupa diferite criterii. Astfel:

Marimile caracteristice aparatelor electrice

Principalele marimi caracteristice, reprezentand si criterii de clasificare, sunt: numarul de poli, felul curentului, tensiunea si curentul nominal, capacitatea de comutatie nominala, curentii limita (termic si dinamic), serviciul nominal, frecventa de conectare si robustetea mecanica.

Tensiunea nominala a unui aparat este valoarea standardizata de tensiune pentru care este construit acesta.

Pentru aparatele electrice se disting: tensiunea nominala de utilizare: tensiunea la care este folosit aparatul;

tensiunea nominala de comanda, tensiunea de alimentare a sistemului de comanda de distanta a aparatului(de exemplu, tensiunea de alimentare a bobinei electromagnetului actionare);

tensiunea de izolare: tensiunea pentru care a fost dimensionat aparatul.

Dintre cele trei categorii mentionate, tensiunea nominala de izolare este cea mai mare. Tensiunile nominale au valori standardizate: aceasta inseamna ca valorile respecti¹ sunt fixate prin standarde si ca lor le corespund conditii bine precizate de incercare prin ca sunt redate cat mai fidel solicitarile reale, din exploatare.

Standardizarea marimilor nominale ale aparatelor electrice este necesara deoarece nu ! pot proiecta si construi aparate pentru fiecare situatie de utilizare in parte: gama valorii« standardizate poate raspunde(acoperitor) oricaror conditii concrete.

Valorile standardizate ale tensiunilor normale sunt prezentate in tabelul 1.1:

Tabelul 1.1 (conform SR 939-95)

Curentul nominal al unui aparat se defineste din considerente termice, de aceea se ma numeste si curent nominal termic si este cel mai mare curent - valoare standardizata - pe care un aparat il poate suporta timp indelungat (mai mult de 8 ore), fara ca incalzirea diferiteloi sale elemente sa depaseasca limitele impuse de norme.

Valorile standardizate ale curentului nominal termic al aparatelor de joasa tensiune sunt (tabelul 1.2):

Tabelul 1.2

Curentul nominal de utilizare se stabileste de constructor in functie de diversi parametri (tensiunea de utilizare, mediu etc.) si este indicat in cataloagele de aparate electrice. (U" - tensiunea nominala in [kV]; I_r - curentul de rupere in [kA]; It - curentul de inchidere in [kA]).

Serviciul nominal poate fi: de durata (peste 8 ore), intermitent si de scurta durata (a se vedea modulul "Alegerea motoarelor electrice de actionare,,). Frecventa de conectare indica numarul de cicluri pe care le efectueaza un aparat, intr-o ora.

Un ciclu cuprinde urmatoarea succesiune de operatii/faze:

Conectare  functionare + deconectare + pauza

Solicitarile aparatelor electrice in timpul exploatarii

Indiferent de tipul aparatului electric, acesta este supus, in timpul functionarii la solicitari care pot fi: electrice, termice, mecanice, provocate de actiunea mediului.

Solicitarile electrice sunt zilnic cauzate de diferentele de potential. La conductoare, aceasta diferenta de potential are drept efect aparitia circuitului electric de conductie.

La izolatoare, diferenta de potential tinde sa formeze o cale conductoare de curent intre punctele intre care este aplicata. Calea conductoare se poate forma: mai usor, prin aer - pe la suprafata izolatorului - si in acest caz, se produce conturnarea; mai greu, prin interiorul izolatorului, si in acest caz se produce strapungerea.

Solicitarile electrice sunt cauzate de: tensiunile de serviciu, de supratensiuni (de comutatie, atmosferice, de punere la pamant). Drept efect, apare: conturnarea, strapungerea sau deteriorarea izolatiei (micsorarea rigiditatii, inrautatirea caracteristicilor mecanice, modificarea aspectului, micsorarea rezistentei de izolatie, modificarea compozitiei chimice).

Solicitarile termice sunt zilnic cauzate de variatiile de temperatura, incalzire, racire).

incalzirea aparatelor electrice este consecinta pierderilor de energie in componentele

sale.

incalzirea componentelor unui aparat nu trebuie sa depaseasca anumite limite impuse de standarde, pentru a se putea asigura durata de serviciu nominala a aparatului.

Solicitarile mecanice sunt solicitarile care apar datorita fortelor ce iau nastere in functionarea aparatelor electrice.

Efectele solicitarilor mecanice sunt amplificate de prezenta campului termic si electrice.

Efectele solicitarilor mecanice se pot diminua prin:

protejarea instalatiilor electrice impotriva curentilor de scurtcircuit;

fixarea cat mai rigida a conductoarelor;

alegerea, pentru caile de curent, a unor profile cu rezistenta electrica mare;

folosirea unor izolatoare suport cu rezistenta mecanica crescuta;

impregnarea infasurarilor cu rasini, pentru rigidizare;

blocarea mecanica a dispozitivelor de actionare, pentru a preveni deschiderea accidentala;

reducerea masei unei piese in miscare si a numarului acestor piese;

alegerea materialelor adecvate pentru suprafete in miscare relativa, cu frecare de alunecare: pentru astfel de cazuri se evita ca ambele sa fie din acelasi metal si se prefera ca una sa fie din material plastic:

evitarea, pe cat posibil, a frecarilor de alunecare: sunt preferate frecarile de rostogolire, mult mai mici;

diminuarea socurilor prin reducerea vitezei pieselor mobile spre sfarsitul cursei lor;

evitarea constructiva a tuturor posibilitatilor de atingere a rezonantei mecanice;

asigurarea constructiva a dilatarilor libere si a unui regim termic fara variatii bruste.

Intreruptoare automate, diferentiale si combinate

intreruptoarele automate sunt aparate electrice de comutatie utilizate la inchiderea si deschiderea circuitelor electrice, pentru stabilirea sau intreruperea curentului electric din circuitul considerat. Aceste aparate pot fi actionate de diferite tipuri de dispozitive de actionare. Constructiv, intreruptoarele automate pot fi de joasa tensiune (fig. 1.35) si medie tensiune (fig. 1.36). intreruptoarele automate sunt prevazute cu dispozitive de protectie, care comanda automat deschiderea circuitului in anumite conditii prescrise (de ex., la cresterea intensitatii curentului peste o anumita valoare sau la scurtcircuit, la scaderea sub o anumita valoare limita a tensiunii, impedantei sau a altui parametru al circuitului). intreruptoarele automate pot fi comandate de operator pentru stabilirea sau intreruperea curentului de sarcina, intreruptoarele automate sunt de tip disjunctor, avand numai declansatoare automate.

intreruptoarele automate de putere sunt realizate pentru a proteja retelele de distributie de joasa tensiune, pentru a proteja motoarele electrice si pentru protectia impotriva defectelor de punere la pamant.

La intreruptorul compact principiul de stingere a arcului electric este bazat pe cuplul rotativ, ceea ce confera aparatelor o putere de rupere mare, intr-un volum mic.

La aceste aparate, chiar si dupa declansare la un curent de scurtcircuit maxim, intreruptorul automat isi pastreaza caracteristicile.

Relee electronice de timp

Temporizarea in instalatiile de comanda si automatizare are un rol important. Precizia conectarii si deconectarii circuitelor electrice este o conditie esentiala pentru aceste aparate. Din acest motiv releele de temporizare mecanice au fost inlocuite de relee electronice (fig. 1-41).

. Relee de masura si supraveghere

Releele de masura si supraveghere (fig. 1.42) au functii diferite. Ele pot detecta si semnaliza prezenta tensiunii in anumite segmente electrice. Aceste relee pot masura tensiuni de faze si de linie, intensitati ale curentului electric in sectoare prescrise. Pentru schemele de distributie cu destinatii specifice se cere detectarea si semnalizarea prezentei rezistentei de izolatie a unui consumator in sarcina. Aceste relee pot indeplini aceasta functie. Montarea acestor relee nu este dificila. Prin constructie ele pot fi usor instalate in acel circuit.

Relee de masura si supraveghere.

In practica se regasesc urmatoarele tipuri de relee de masura si de supraveghere: relee de masura si supraveghere a curentului; relee de masura si supraveghere a fazelor; relee de masura si supraveghere a succesiunii fazelor; relee de masura si supraveghere a simetriei fazelor; relee de masura si supraveghere a nivelului; relee de masura si supraveghere a izolatiei.

Relee termice

Releele termice tripolare sunt destinate protectiei termice a motoarelor, sunt compensate termic si sensibile la lipsa unei faze. Aceste relee pot fi conectate direct pe contactoare cu conexiune surub (precablare realizata de fabricant) sau indirect, utilizand un repartitor. Releele termice diferentiale se folosesc cu sigurante fuzibile.

Releele termice pot folosi bimetale conectate direct in circuitul protejat, rezistente de incalzire sau transformatoare de curent.