Curs 4Fenomene de comutatieProcese de deconectareTensiunea de restabilire la deconectarea circuitelor trifazateTensiunea de restabilire la deconectarea unei sarcini capacitiveSolicitari dielectriceSolicitari termice Stabilitatea termica- Limite de temperatura- Curenti de stabilitate termica

Tensiunea de restabilire la deconectarea circuitelor trifazate Regimul de scurtcircuit- in mod practic regim de sarcina inductiva , deoarece impedanta receptorului estescurtcircuitata, iar L>>R. Se poate considera, cu buna aproximatie(cateva grade electrice) ca intreruperea mecanica pentru cei trei poli este sincrona.Intreruperea electrica (stingerea arcului electric) nu estesincrona, mai intai se stinge arcul electric in polul prin care trece primul curentul prin valoarea zero, apoi dupa 90 grade electrice (5ms) se stinge simultan arcul electric in ceilalti doi poli.

Tensiunea de restabilire la deconectarea circuitelor trifazateTensiunea de restabilire pentru polul care intrerupe primul

Tensiunea de restabilire la deconectarea circuitelor trifazateTensiunea la frecventa industriala pentru polul care intrerupe primul

Cazuri reprezentative:Scurtcircuite departateCumulat cu a) , neutrul este izolatCumulat cu a) , impedanta de nul este nula

Tensiunea de restabilire la deconectarea circuitelor trifazatea) Scurtcircuite departate

Tensiunea de restabilire la deconectarea circuitelor trifazateb)neutru izolat, cumulat cu a)Zn= ; Z0= ; Z/ Z0= 0rezulta

c) Cumulat cu a) , impedanta de nul este nula

Tensiunea de restabilire la deconectarea circuitelor trifazateTensiunea de restabilire pentru polul care intrerupe al doilea

Tensiunea de restabilire la deconectarea circuitelor trifazate

Tensiunea de restabilire la deconectarea circuitelor trifazateDaca cumulat cu situatia a) neutrul este legat direct la pamant, adica Zn=0 rezultaZ0=ZZ/ Z0=1In aceste conditii U2= E2

Tensiunea de restabilire la deconectarea circuitelor trifazate

Tensiunea de restabilire la deconectarea circuitelor trifazate

Tensiunea de restabilire la deconectarea circuitelor trifazate

Tensiunea de restabilire la deconectarea circuitelor trifazate

Tensiunea de restabilire la deconectarea circuitelor trifazate

Tensiunea de restabilire la deconectarea circuitelor trifazateSolicitarile termice, cauzate de arcul electric in camerele de stingere ale polilor 2 si 3 sunt mai mari decat solicitarea termica a primului pol, deorece durata arcului este prelungita cu /2.

Tensiunea de restabilire la deconectarea unei sarcini capacitiveSarcina monofazataCu D inchis efectul FerrantiDupa separarea contactelor circuitul se mentine inchis prin arc electric pana la prima trecere prin zero a curentuluicapacitiv, moment care surprinde condensatorul incarcat la 2 U . Borna 2 ramane la acest potential in timp ce borna 1 urmareste potentialul tensiunii sursei.Tensiunea de restabilire este u1,2= u1 u2

Solicitari dielectriceSolicitarile dielectrice sunt :de strapungere intre elementele ce cuprind distante minimede conturnare , dupa linia de fuga la suprafata izolatiei

Categori de supratensiuniPe durata functionarii pot aparea urmatoareletipuri de supratensiuni:atmosfericede comutatie (interne)temporare

Supratensiuni atmosfericeDatorate loviturilor de trasnet Lovitura de trasnet: predescarcare de la nor la sol descarcare de la sol la nor

Supratensiuni atmosfericeDaca lovitura de trasnet cade pe un conductoractiv al unei linii aeriene in instalatie apare o supratensiune ce poate fi caracterizata derelatia:

Supratensiuni atmosfericeunde:

S-au masurat curenti de descarcare intre 1 si 100 kAmax si tensiuni ale norului fata de pamant de 1-10 MV.Modelate cu unda de impuls normalaSupratensiunea se propaga sub forma de unda calatoare, care in punctelede modificare a impedantei caracteristice sufera o frangere .

Supratensiuni atmosferice

Unda care patrunde in cablu sufera reflexiimultiple, solicitarea izolatiei ajungand de pana la doua ori amplitudinea undei incidente

Supratensiuni atmosferice

Supratensiuni atmosfericeIn cazul unei instalatii in SF6

Supratensiuni de comutatie

Supratensiuni temporare

Supratensiuni temporarec)defect de punere la pamant a unei fazed) efectul Ferrantie) fenomenul de rezonantaLimitarea supratensiunilor- prin masuri de coordonare a izolatiei

Coordonarea izolatieiAnsamblu de masuri privind dimensionareaizolatiei pentru a realiza in mod economic o protectie impotriva supratensiunilor si a asiguracontinuitatea in serviciu a unei instalatii electrice

Coordonarea izolatieiMasurile sunt:

Coordonarea izolatieiPentru Un< 300kV

Coordonarea izolatieiPentru Un> 300kV

Coordonarea izolatieiSe stabilesc doua niveluri de izolatie:

SOLICITARI TERMICEEchipamentele electrice au prin constructie ostructura neomogena:Cai de curent (cupru, alama)Contacte (din pseudoaliaje de argint,wolfram)Bobine (din conductoare de cupru emailat)Camere de stingere (din placi feromagnetice, asamblate cu ajutorul unor pereti electroizolanti)! In unele componente se dezvolta caldura prin diferite procese fizice.

SOLICITARI TERMICEExemplificare pentru un contactor electromagnetic

SOLICITARI TERMICEComponentele in care se dezvolta caldura:

1,3- cai de curent (efect Joule, efect pelicular) 2- camera de stingere (arc electric) 4- bornele (efect Joule)5,7 miezul magnetic (curenti turbionari,histerezis) 6- bobina de excitatie (efect Joule)8- contactele electrice (efect Joule)

SOLICITARI TERMICENotaIn barele parcurse de c.a- efect de proximitateIn dielectricii supusi campurilor electrice alternative se produc pierderi dielectriceDatorita neomogenitatii structurale si a surselor de caldura plasate neregulat in diferite componenteau loc, intr-un regim de functionare dat, transferuri de caldura din zonele cu temperaturi mai ridicate in cele cu temperaturi mai scazute.

SOLICITARI TERMICEIn regim de scurta durata (curenti de scurtcircuit) diferente de temperatura maximale (nu se poate conta pe transfer de caldura catre mediul ambiant)In regim permanent(continuu sau intermitent)- se stabileste un echilibru intre cantitatea decaldura produsa si cea transferata mediului ext.)- fiecare componenta ia o temperatura cedepinde de regimul de functionare si de temperatura mediului ambiant

SOLICITARI TERMICEStabilitatea termicaCapacitatea unui aparat de a rezista (de a nuse degrada) sub actiunea solicitarilor temice,in conditii predeterminate de standarde.Limitele de temperatura -determinate de :conservarea proprietatilor fizico mecanice ale conductoarelorconservarea imbinarilor si punctelor de sprijinconservarea proprietatilor izolante la materialele electroizolante

SOLICITARI TERMICEa) Conservarea proprietatilor fizico mecanice aleconductoarelor- incalzirea trebuie sa nu conduca lamicsorarea rezistentei mecanice

SOLICITARI TERMICELa temperaturi mai mari materialele se pot topib) Conservarea imbinarilor si punctelor de sprijinO serie de imbinari- prin lipitura moale; nu trebuie atinsa temperatura de topire

SOLICITARI TERMICEc) Conservarea izolatiilor- conservarea izolatiei la incalzirea produsa de curentii nominal si de scurtcircuit- materialele izolante impartite in clase de izolatie- se prescriu, prin standarde sau norme interne, temperaturile cele mai ridicate ce se pot atinge in unele puncte ale echipamentului.

SOLICITARI TERMICECurenti de stabilitate termica

Intensitatea curentului (masurata in valoareefectiva), pe care o poate suporta un aparat timp de 1s fara sa se degradeze prin depasirea unei temperaturi prescrise (ex.300 C)