1

LUCRAREA A10 +A12 + A13

I. CONTACTORUL ELECTROMAGNETIC DE JOASĂ TENSIUNE

Partea I - Identificarea şi specificarea contactorului de joasă tensiune

1. Tematica lucrării

1.1. Identificarea diverselor tipuri constructive de contactoare, atât de curent

continuu, cât şi de curent alternativ.

1.2. Identificarea subansamblelor şi pieselor componente, caracteristici

constructive şi tehnologice.

1.3. Domenii de utilizare.

1.4. Execuţia schiţei unei secţiuni printr-un pol al unui contactor, indicat în

laborator (calea de curent şi camera de stingere).

1.5. Schema electrică de pornire a unui motor asincron, cu buton dublu de

comandă.

1.6. Chestiuni referitoare la montarea contactorului într-o instalaţie electrică.

2. Modul de lucru.

2.1. Studenţii vor identifica diferitele tipuri de contactoare puse la dispoziţie

în laborator.

2.2. Se va studia construcţia aparatelor, stabilindu-se rolul principalelor

elemente componente, urmărindu-se în special căile de curent,

contactele, camera de stingere, bornele, electromagnetul de acţionare,

izolaţia, etc.

2.3. In funcţie de datele nominale de pe plăcuţa aparatului se va stabili

domeniul de utilizare şi caracteristicile funcţionale.

2.4. Se va executa o schiţă a căii de curent şi camerei de stingere (secţiune

printr-un pol) pentru unul din aparate. Schiţa se va întocmi respectându-

se normele de desen tehnic.

2.5. Se va realiza în laborator schema electrică de montaj, din figura 1 unde:

2

C - contactor AC3 - 63 A ;

BD - buton dublu de comandă ;

M - motor asincron.

Se vor realiza câteva manevre de pornire şi oprire a motorului.

2.6. Pe baza studiului construcţiei se va stabili influenţa poziţiei aparatului

asupra funcţionării.

Partea a II-a - Protecţia la suprasarcină

1. Schema electrică

Se va realiza montajul din figura 2 în care C este un contactor de 10A, cu relee

termice conţinând:

RT - bloc de relee electrice;

EM - electromagnet de acţionare;

C1 - contact de autoreţinere (automenţinere);

C2 - contact de declanşare;

BD - buton dublu de comandă;

A - ampermetru de 5A;

X - reactanţă variabilă.

2. Chestiuni de studiat

2.1. Se va verifica condiţia tehnică de funcţionare conform normelor, a

releului termic la 1.5·Ir, pornind de la starea caldă şi starea rece a releului.

Verificarea se va face pentru fiecare pol al releului.

3. Modul de lucru

3.1. Curentul se reglează la valoarea Ir = 0.6·In = 6A. Cu ajutorul

butonului dublu BD se închide circuitul curentului pe unul din polii

contactorului. Se reglează X până când curentul ajumge la valoarea

1.5·Ir = 1.5·6 = 9 A (1)

3

3.2. Verificarea condiţiei tehnice la 1.5·Ir, în stare rece a releului.

Simultan cu închiderea circuitului de curent cu ajutorul butonului dublu, BD, se

măsoară timpul cu ajutorul unui cronometru până în momentul declanşării.

Măsurătorile se repetă pentru fiecare pol al contactorului. În figura 3 corespunde

punctul B.

3.3. Pentru verificarea condiţiei tehnice la 1.5·Ir, în starea caldă a releului, se

reglează mai întâi reactanţa X pe valoarea maximă după care se închide butonul

dublu de comandă reglându-se curentul la valoarea de 6A. În figura 3

corespunde punctul A.

Se menţine la acest curent timp de 10 minute după care se creşte rapid curentul

la 9A, cronometrându-se timpul de declanşare td. Se repetă măsurătorile pentru

fiecare pol. Se verifică dacă conform SR EN 60947-4-1, td ≤ 120 sec.

Conform acestor norme, un releu termic cu bimetal trebuie sa declanşeze

conform următoarelor condiţii: la 1,05·Ir, td > 2 h; la 1,2·Ir, td < 2 h; la 1,5·Ir, td <

2 min, dacă bimetalul se afla în stare caldă (contactorul a funcţionat un timp

îndelungat în regim nominal).

Valorile se trec într-un tabel de forma:

Tabelul 1

Timpul de declanşare td [s] Polul

R S T

Starea rece

releului cald

Partea a III - a - Calculaţii şi aplicaţii

1. Tematica lucrării

1.1. Calculul numărului de plăcuţe necesare unui loc de rupere pentru o

cameră cu efect de electrod la un contactor de c.a.

1.2. Coordonarea caracteristicilor de protecţie ale releului termic şi siguranţei

fuzibile.

4

2. Modul de lucru

2.1. Numărul de plăcuţe dintr-o cameră de stingere se calculează astfel:

Nplăcuţe = n + 1, unde n este numărul de intervale:

3

25,1

ci

nn

U

Ukn

⋅⋅⋅=

γ (3)

unde

Uci - tensiunea ce revine unui interval în funcţie de curentul întrerupt

conform tabelului 3 de mai jos iar 1,5 reprezintă factorul de majorare

pentru polul care întrerupe primul.

kn = 1,2 ... 1,3 factor ce ţine seama de neuniformitatea repartiţiei

tensiunii pe intervalele camerei de stingere;

γ - este factorul de oscilaţie a tensiunii de restabilire;

Un - este tensiunea nominală pe camera de stingere.

Tabelul 3

I (A) 250 400 630 800 1000 1250

Uc (V) 60 55 50 50 45 45

2.2. Coordonarea protecţiei se referă la alegerea siguranţelor de protecţie

la scurtcircuit, în cazul unui demaror alcătuit din contactor cu releu termic de

protecţie la suprasarcină, conform figurii 8.

Se cunosc următoarele elemente:

Datele motorului: Un, Pn, cos ϕ, η, tipul construcţiei.

Datele contactorului: Un, Ith, In, în funcţie de categoria de utilizare.

1. Se calculează curentul absorbit de motor cu relaţia:

IP

Um

n

n

=⋅ ⋅ ⋅3 η ϕcos

(4)

5

2. Se verifică îndeplinirea condiţiei:

I In m≥ şi se reglează Ith = Im.

3. Se determină regimul tranzitoriu de pornire al motorului (prin oscilografiere)

şi se reprezintă pe o diagramă timp-curent la o scară logaritmică. Pentru

exemplul considerat s-a trasat în figura 9, curba 2.

4. Pe aceeiaşi diagramă se trasează caracteristica de declanşare a releelor

termice (curba 1).

5. Se determină coordonatele punctului A(Ip’, tp) cu relaţia:

∫=at

a

p dtit

lI

0

2' (5)

şi se verifică poziţia acestuia sub curba 1 (condiţia de pornire a motorului).

6. Se alege o siguranţă după caracteristicile timp-curent din fig. 10 astfel încât

caracteristica siguranţei alese (curba 3 din figura 9), să îndeplinească

următoarele condiţii:

- să intersecteze curba 1 după punctul B în sensul creşterii curentului;

- să nu depăşească pe axa curentului valoarea capacităţii de rupere a

contactorului.

În situaţia din figura 9, în stânga punctului de intersecţie C, protecţia circuitului

este asigurată de releul termic de suprasarcină, iar în dreapta punctului C, de

siguranţă. Acest lucru înseamnă că la curenţi inferiori valorii Ic = 7÷8 Im

deconectarea circuitului este realizată de contactor, iar la curenţi mai mari de

siguranţele fuzibile.

3. Formularea problemelor

3.1. Să se determine numărul de plăcuţe pentru o cameră de stingere cu

efect de electrod pentru un contactor de curent alternativ cunoscând că tensiunea

nominală este de 500 V, curentul nominal In = 63 A.

- Se admite că valoarea maximă a curentului ce poate fi întrerupt este de

10·In şi factorul de oscilaţie al tensiunii oscilante de restabilire γ = 1,3 ... 1,4;

6

- factorul de neuniformitate al repartizării tensiunii pe intervale kn = 1,3;

- tensiunea ce revine unui interval dintre două plăcuţe Uc = 50 V.

4. Întrebări

1. Care este definiţia contactorului ?

2. Care este deosebirea între un contactor şi un întreruptor ?

3. Să se întocmească schema electrică de comandă a unui contactor cu buton

dublu de comandă şi relee termice de protecţie la suprasarcină şi siguranţe

fuzibile pentru protecţie la scurtcircuit.

4. Care sunt părţile componente ale unui contactor?

5. Pe ce principiu se construieşte camera de stingere a unui contactor de curent

continuu şi de curent alternativ?

6. Din ce material se construiesc contactele principale şi auxiliare ale unui

contactor?

7. Există deosebire între tensiunea nominală şi tensiunea de serviciu a unui

contactor?

8. Care sunt condiţiile tehnice ale unui releu termic de protecţie la suprasarcină?

9. De ce este necesară determinarea caracteristicii rezistente a unui contactor şi

ce reprezintă aceasta?

10. Cum se deosebeşte un contactor de c.c. de un contactor de c.a.?

5. Bibliografie

Hortopan, G.: Aparate electrice de comutaţie, vol. 2, Editura Tehnică, Bucureşti,

1996.

7

Fig. 1. Schema electrică de alimentare a unui motor electric asincron

Fig.2. Schema electrică de verificare a releului termic

8

Fig. 3. Referitor la caracteristicile de protecţie la rece şi la cald ale releului

termic

II. ÎNTRERUPTORUL DE PUTERE DE JOASĂ TENSIUNE

1. Tematica lucrării

1.1. Identificarea componentelor şi a schemelor electrice aferente

întreruptoarelor de joasă tensiune.

1.2. Mecanismul de acţionare şi contactele întreruptorului.

1.3. Forţa de apăsare în contact.

1.4. Căderea de tensiune în contacte.

1.5. Caracteristica de protecţie a întreruptorului.

9

2. Modul de lucru

2.1. Identificarea componentelor şi a schemelor electrice aferente

întreruptoarelor de joasă tensiune. Se vor examina diverse întreruptoare din

seria USOL şi OROMAX. La fiecare întreruptor se vor studia următoare:

a) modul de realizare a căii de curent, a contactelor (formă şi material, elemente

componente şi funcţii ale acestora) şi a camerelor de stingere (principiul de

stingere, materiale utilizate);

b) realizarea protecţiei: construcţia şi funcţionarea declanşatoarelor, modul lor

de acţionare şi modul de reglaj;

c) se va întocmi o schiţă la scară a căii de curent, inclusiv camera de stingere, cu

poziţionarea elementelor componente;

d) se vor studia schemele electrice ale întreruptoarelor şi se vor identifica

componentele pe modele.

Astfel, în figura 1 sunt prezentate schemele electrice ale întreruptoarelor de tip

USOL cu curenţi nominali de 100A şi 800A. Pe figura 2 poate fi urmărită

schema întreruptoarelor de tip OROMAX, având curentul nominal 1000A.

În aceste scheme s-au făcut următoarele notaţii:

DT - declanşator termic, care realizează protecţia la suprasarcină;

DE - declanşator electromagnetic, care realizează protecţia la

scurtcircuit;

DTM - declanşator de tensiune minimă; determină deschiderea

aparatului la dispariţia tensiunii de alimentare;

DD - declanşator cu emisie de curent (declanşator de distanţă);

CSD - contact de semnalizare la funcţionarea declanşatoarelor;

E - electromagnet de acţionare;

CC- contactor de comandă;

RB - releu de blocare;

M - motor de acţionare;

Ef - electromagnet de frână;

10

CF - contact de sfârşit de cursă;

CS - contact de semnalizare "resoarte armate";

EI - electromagnet de închidere;

ED - electromagnet de deschidere;

CB - contact de blocare a motorului în cazul defectării mecanismului.

În schemele electrice se observă căile de curent ale aparatului, cu contactele

principale şi auxiliare. De asemenea, a fost reprezentat simbolic mecanismul

întreruptorului, care utilizează energia acumulată în resoarte. Mecanismul poate

fi acţionat atât manual, cât şi printr-un motor sau electromagnet. În cazul

întreruptorului OROMAX, la utilizarea acestuia cu comandă la distanţă, este

folosit un motor pentru tensionarea resoartelor şi doi electromagneţi pentru

acţionarea clichetelor care determină manevrele de închidere şi deschidere;

schemele includ aparate auxiliare de comandă, precum şi contacte de

semnalizare sau de sfârşit de cursă. Funcţionarea poate fi urmărită în detaliu în

lucrarea [1].

2.2. Mecanismul de acţionare şi contactele întreruptorului.

Se va studia mecanismul de acţionare după model şi schemele cinematice

prezentate în [1]. Se va observa construcţia şi modul de acţionare a

declanşatoarelor în situaţii de avarie. Se va întocmi schema cinematică a

întreruptorului în următoarele situaţii: deschis cu resoartele de acumulare a

energiei nearmate, deschis cu resoartele de acumulare a energiei armate, închis

(cu energia acumulată în resoarte pregătită pentru declanşare), deschis prin

declanşatoare (resoarte nearmate – identică cu prima poziţie).

2.3. Forţa de apăsare în contact (SR EN 60947-4-1). Forţa de apăsare se va

măsura cu ajutorul unui dinamometru. În poziţia "închis", se aplică prin

intermediul dinamometrului o forţă de tracţiune, în centrul contactului, normal

pe planul tangent pieselor de contact. Forţa de contact este valoarea forţei de

tracţiune măsurată în momentul întreruperii de către contactul respectiv, a unui

11

circuit format dintr-o sursă de tensiune de 12V şi un bec. Pentru măsurarea

forţei de contact, aparatul se montează în poziţia normală de funcţionare.

Se vor măsura forţele de contact pentru contactele fiecărei faze. Montajul se va

executa conform figurii 3. Se vor executa 3 măsurători pentru fiecare contact, şi

se va considera valoarea medie drept forţă în contact. Datele se vor trece într-un

tabel de forma:

Tabelul 1

Faza 1 Faza 2 Faza 3 Obs.

1 2 3 F1 1 2 3 F2 1 2 3 F3

Forţa [N]

2.4. Căderea de tensiune pe contacte (SR EN 60947-4-1)

Căderea de tensiune pe contacte, în regim nominal oferă o indicaţie asupra stării

contactelor aparatului. Creşterea admisibilă a căderii de tensiune, măsurată după

încercarea la încălzire, se va preciza în standardul sau norma internă de produs.

Măsurarea căderii de tensiune pe contact se efectuează după cum urmează:

a) Căderea de tensiunii va măsura în curent continuu, pentru a elimina erorile

datorate inductivităţii. Aparatul de măsură utilizat trebuie să fie de cel puţin

clasă 0,5.

b) Desfăşurarea încercării va fi următoarea:

- Se execută 5 cicluri de comutare normală a aparatului respectiv, după care se

trece prin calea de curent un curent egal cu curentul nominal.

- Se măsoară căderile de tensiune pe contacte şi la bornele de racord.

- Se va repeta încercarea de trei ori pentru fiecare punct de măsurare şi se

stabileşte media aritmetică a celor trei măsurători. Această valoare se consideră

căderea de tensiune pe contact. Schema de montaj este indicată în figura 4.

Rezultatele măsurătorilor se vor trece într-un tabel de forma:

12

Tabelul 2

Faza 1 Faza 2 Faza 3 Obs.

1 2 3 U1

[mV]

1 2 3 U2

[mV]

1 2 3 U3

[mV]

Contactul

2.5. Ridicarea caracteristicii de protecţie.

Aceasta reprezintă [1] timpul de declanşare în funcţie de curent td = f(I). Schema

de montaj este indicată în figura 5. Se va ridica caracteristica în stare rece.

3. Modul de lucru:

Cu întreruptorul închis, se reglează valoarea dorită a curentului, cu ajutorul

ampermetrului A2. Se întrerupe alimentarea şi se aşteaptă aproximativ

10 min. răcirea bimetalului din declanşatorul termic DT. După acest timp se

conectează circuitul concomitent cu pornirea cronometrului. Se citeşte valoarea

indicată de A2 şi se măsoară durata timpului de declanşare td. Se recomandă

următorii multipli de curent faţă de curentul nominal al declanşatorului : 1,2;

1,5; 2; 3; 4; 5; 6; 8.

Observaţie

Deoarece la valori mai mici ale curentului, durata de declanşare este redusă, se

va creşte curentul fără a se regla în prealabil o valoare exactă. Curentul va fi

citit chiar în timpul cronometrării.

Pentru declanşatorul electromagnetic DE, va fi determinat curentul de acţionare,

urmărind ca timpul corespunzător să fie dat exact din diagrama prezentată de

constructor.

Rezultatele măsurătorilor se vor trece într-un tabel de forma:

13

Tabelul 3.

Curentul nominal al declanşatorului I[A]

Id[A] td[s]

4. Întrebări

1. Enunţaţi definiţia întreruptorului de putere de joasă tensiune.

2. Câte tipuri constructive de întreruptoare de joasă tensiune cunoaşteţi?

3. Indicaţi funcţionarea întreruptorului acţionat prin motor sau electromagnet, pe

schema electrică.

4. Care sunt elementele componente ale întreruptoarelor studiate?

5. Arătaţi ce reprezintă : - curentul nominal termic (Ith);

- curentul nominal de utilizare (In);

- capacitatea de conectare;

- capacitatea de rupere.

6. Care este deosebirea dintre un declanşator şi un releu de protecţie?

7. Ce reprezintă caracteristica de protecţie a unui aparat?

8. Care sunt principiile de stingere utilizate la întreruptoarele de putere de joasă

tensiune în c.c. şi c.a.?

9. Care este diferenţa dintre un întreruptor normal şi unul selectiv sau limitator?

10. Ce ştiţi despre protecţia electronică şi integrarea ei într-un sistem global de

protecţie?

5. Bibliografie

1. Hortopan, G.: Aparate electrice de comutaţie, vol II, Editura tehnică,

Bucureşti 2000.

14

Fig. 1. Scheme electrice ale întreruptoarelor de tip USOL a) USOL 100A; b) de tip USOL 800A

15

Fig. 2. Schema electrică a întreruptorului OROMAX 1000A, broşabil

Fig. 3. Schema electrică pentru măsurarea forţei în contact

1- contact fix; 2 - contact mobil; 3 - baretă de prindere; 4 - cârligul dinamometrului

16

Fig .4. Schema electrică de măsură a căderii de tensiune în contactele

întreruptorului.

G - generatorul electric de sudură ; Sh - şunt de măsură ; mV1 - milivoltmetru analogic ; mV2 - milivoltmetru digital ; I - întreruptor compact, fără bloc de declanşare

Fig. 5. Schema electrică pentru verificarea caracteristicii de protecţie la

suprasarcină.

Tr - transformator trusă de curent ; R - reostat; Tm - transformator de măsură de curent ; A - ampermetru de 5A; P - pupitru de alimentare ; I - întreruptorul de încercat

17

III. APARATE DE COMUTAŢIE DE MEDIE TENSIUNE

Partea a I - a

CONTACTORUL ÎN VID

1. Tematica lucrării

1.1. Construcţia şi funcţionarea contactorului de medie tensiune în vid, de tip

VC 18; 6,6 / 3,3 kV; In = 300 A; 50 - 60 Hz, SR = 50/25 MVA; aspecte

tehnologice.

1.2. Schema cinematică a contactorului; forţa dezvoltată de presiunea

atmosferică, forţa minimă necesară dezvoltată de electromagnetul de

acţionare, viteza minimă de separare a contactelor. Se va întocmi

diagrama momentelor rezistente pe baza schemei cinematice.

1.3. Utilizarea contactorului într-o instalaţie de joasă tensiune pentru pornirea

unui motor asincron.

2. Modul de lucru

2.1. Construcţia şi funcţionarea.

Se va urmării construcţia şi se vor identifica elementele componente ale

modelului existent în laborator. În schiţa de principiu a contactorului din figura

1, s-au prezentat principalele elemente componente ale variantei de studiat, şi

anume:

1. contact fix

2. contact mobil

3. ecran din sticlă

4. balon din sticlă

5. burduf

6. resort pentru asigurarea presiunii pe contacte

7. electromagnet de acţionare

8. resort antagonist

18

9. contacte auxiliare

10. inel metalic inferior

11. inel metalic superior

A, B - borne de record

Detaliul A reprezintă poziţia închis a contactorului, iar cursa δ este necesară

pentru a se asigura o viteză iniţială minimă la separarea contactelor. Se va

insista asupra aspectelor tehnologice.

2.2. Schema cinematică a contactorului

Pe baza schiţei prezentate în figura 1 şi a modelului existent se va întocmi

în laborator o schiţă cinematică şi o diagramă a momentelor, pe baza celor

precizate în 1.2.

2.3. Utilizarea contactorului într-o instalaţie de joasă tensiune,

pentru pornirea unui motor asincron cu rotorul in colivie.

În funcţie de indicaţiile primite în laborator se va realiza una din

schemele electrice de acţionare prezentate în figurile 2 şi 3. Se va studia cu

atenţie schema electrică pe suportul contactorului de medie tensiune tip VC 18.

În cazul utilizării contactorului în instalaţii de medie tensiune sunt necesare

dispozitive de protecţie la supratensiuni formate din grupuri RC şi varistoare.

3. Întrebări

1. Definiţia contactorului

2. Care este principiul stingerii arcului electric în vid?

3. Care este nivelul vidului necesar în camerele de stingere cu vid, utilizate în

construcţia contactoarelor şi întreruptoarelor?

4. Care sunt materialele de contacte folosite în construcţia contactoarelor şi

întreruptoarelor în vid?

5. Ce semnificaţie are curentul smuls (tăiat)?

6. Care sunt valorile admisibile pentru curentul smuls, la joasă tensiune şi la

medie tensiune?

19

7. Care sunt tehnologiile specifice de realizare a aparatelor de comutaţie în vid;

ceramică, lipituri, producerea şi menţinerea vidului?

8. Care sunt tipurile constructive de contacte cunoscute până în prezent?

9. Care este ordinul de mărime al vitezelor la închidere şi deschidere a

contactelor?

10. Care sunt funcţiile mecanismului de acţionare?

11. Cum se corelează curba tensiunii de ţinere a aparatelor de comutaţie în vid

cu diagrama tensiunii oscilante de restabilire?

4. Bibliografie

1. Hortopan, Gh.: Aparate electrice de comutaţie vol II, Editura tehnică,

Bucureşti, 2000.

Partea a II-a

ÎNTRERUPTORUL CU ULEI PUŢIN

1. Tematica lucrării

1.1. Construcţia şi funcţionarea dispozitivului de acţionare de tipul MR2,

cuplat cu întreruptorul, caracteristicile tehnice ale mecanismului. Schema

cinematică şi componentele întreruptorului.

1.2. Condiţiile tehnice, verificarea funcţionării mecanismului.

1.3. Identificarea şi specificarea întreruptorului.

2. Modul de lucru

2.1. Construcţie şi funcţionare

Mecanismul de tipul MR pentru acţionarea întreruptoarelor de înaltă

tensiune, corespunde condiţiilor tehnice prezentate în SR EN 60.......

Aceste tipuri de mecanisme utilizează pentru închidere şi deschidere

energia înmagazinată în resoarte întinse (tensionate). Ele sunt cuplate cu

întreruptorul pe care-l acţionează. Aceste resoarte sunt armate manual sau

20

automat cu ajutorul unui servomotor, atât pentru închidere cât şi pentru

deschidere. Acest principiu de acţionare asigură închiderea bruscă a aparatului

cu toată securitatea, independent de viteza de manevră a operatorului.

2.1.1. Caracteristicile tehnice ale mecanismului MR-2 sunt date în tabelul 1.

Tabelul 1.

Nr. crt. Caracteristici U.M. MR-2 1. Lucrul mecanic

de închidere Nm 500

2. Unghiul de rotaţie a axului

grade 155

3. Caracteristicile motorului de

Tensiunea de alimentare

V 110; 220

armare a resortului

Curent mediu absorbit

A 1

4. Caracteristicile electromagneţilor de închidere şi deschidere

Puterea absorbită Tensiunea de alimentare

VA V

150 110Vc.c 24Vc.c. 110Vc.a.

5. Timpul de rearmare

sec. 5÷9

6. Masa kg. 140 7. Tipul

întreruptorului acţionat

IO - IO-15-630 IO-20-400 10-20-2500

2.1.2. Funcţionarea mecanismului MR-2.

În laborator se va studia mecanismul MR-2, care foloseşte pentru

închidere energia acumulată în resoartele 14 (fig. 4) iar pentru deschidere

energia acumulată în resoartele 1 şi 2 (fig. 10).

Armarea resoartelor se poate face:

a) Manual

Dacă armarea se execută manual, (vezi fig.4) se roteşte manivela (16) în sensul

acelor de ceasornic antrenându-se simultan pinionul (17), roata (20) reţinută de

clichetul (19) şi volantul de iniţiere (21). Prin lanţul (18) se antrenează axul (8)

21

prin roata (20). Manivela (13) antrenează braţul (12) care întinde resoartele (14)

fixate pe pârghia fixă (15). După trecerea peste punctul mort al manivelei (13)

resoartele sunt tensionate şi rotirea în continuare este împiedicată de clichetul

(7) care zăvoreşte rola (6) de pe manivela (5) a axului (B). Astfel resoartele (14)

şi axul (B) sunt pregătite pentru închidere.

b) Cu servomotor.

Dacă armarea se execută cu ajutorul servomotorului, (vezi fig. 5), atunci la

începutul închiderii, (cursă unghiulară cca. 30°) cama (51) eliberează manivela

(52) şi sub acţiunea resortului (53) prin piesele (60) şi (61) se închide circuitul

de alimentare a motorului (59) prin contactul corespunzător (62). Prin grupul

reductor (58) manivela (57) antrenează prin (56) şi (55) cu un dinte pe o tură,

roata (22) care prin intermediul lanţului roteşte axul (B) tensionând resoartele de

închidere (14) ca şi în cazul precedent. Simultan contactul corespunzător din

(62) întrerupe circuitul bobinei de închidere (BI). După ce axul (B) respectiv

volantul (50) au executat cursa completă de armare, cama (51) întrerupe

alimentarea motorului şi inchide circuitul înseriat cu butonul de închidere (BI).

Închiderea

Prin apăsarea butonului (10) sau prin alimentarea bobinei (BI), (11) din figura 4

clichetul (6) este eliberat, resoartele antrenează liber axul (B) tensionând şi

resoartele 1 şi 2 din fig. 10, pregătindu-se pentru deschidere. Manivela (5) prin

vârful clichetului (3) antrenează galetul (4) solidar cu manivela (1) a axului (D).

Rola (2) ajunge în crestătura camei (32) şi astfel clichetul (3) se desprinde de

galetul (4). Această trecere în crestătura camei (32) corespunde cu trecerea

galetului (4) deasupra clichetului (28) cu o depăşire de cca. 4 grade. Clichetul

(28) este solidar cu cama (27) care este zăvorâtă de clichetul (24) şi astfel

întreruptorul este reţinut pe poziţia "închis".

Deschiderea.

Prin apăsarea butonului (23) sau prin alimentarea bobinei (BD), (25), clichetul

24 se roteşte, eliberează cama (27) de deschidere a întreruptorului, acesta

22

trecând pe poziţia "deschis", respectiv manivela (1) revine în poziţia iniţială, iar

resoartele (1) şi (2) din figura 10, eliberează energia acumulată prin

detensionare asigurând viteza necesară la deschidere.

Observaţie: Armarea resoartelor se poate face atât în poziţia închis, cât şi

deschis a întreruptorului. Viteza de deschidere este mai mare ca cea de

închidere, deoarece condiţiile de deschidere sunt mai grele decât cele de

închidere (datorită necesităţii stingerii arcului electric de deconectare). Această

viteză este asigurată de resoartele (1) şi (2) di fig.10.

Blocaj.

Când întreruptorul este deschis sau în curs de deschidere, clichetul (31) din

fig.4. împiedica, prin (9) o nouă comandă de închidere.

Declanşare liberă.

Prin declanşare liberă, conform SR EN............., se înţelege proprietatea

dispozitivelor de acţionare a întreruptoarelor care permite declanşarea automată

fără antrenarea concomitentă a dispozitivelor de acţionare exterioare, acestea

putând fi decuplate de axul (1) de acţionare prin ridicarea unei piedici, astfel că

întreruptorul poate declanşa dacă dispozitivul său de acţionare exterior se află

blocat. Adică comanda de închidere se află întotdeauna subordonată deschiderii.

Prin anclanşare se înţelege operaţia de ridicare a unei piedici, care permite

dispozitivului de acţionare a aparatului de conectare să efectueze închiderea

contactelor principale. Prin reanclanşare automată se înţelege operaţia de

reînchidere după o pauză fără curent care nu depăşeşte 0.45 secunde.

2.2. Condiţii tehnice, verificarea funcţionării mecanismului.

Pentru verificarea condiţiilor tehnice din SR IEC 62271, se efectuează

schema electrică din figura 6, unde:

K1, K2, K3 - întreruptoare monopolare;

V1 - voltmetru de 220V, c.a. (montat în pupitru);

23

V2 - voltmetru de 220V, c.c. (montat în pupitru).

Observaţie: Pentru limitarea numărului de manevre ale întreruptorului nu se

execută toate operaţiile conform condiţiilor tehnice din SR IEC 62271 ci numai

cele esenţiale (vezi modul de lucru).

2.2.1. Modul de lucru.

Condiţiile tehnice se vor verifica pentru acţionarea de la distanţă şi

armarea resoartelor de închidere cu servomotor. Pentru tensionarea resoartelor

de închidere (14) (Fig.4.) cu ajutorul servomotorului alimentat prin bornele (6)

şi (7) de la clemele de şir, se închide întreruptorul K1. Servomotorul se opreşte

automat când resoartele sunt complet întinse.

Se va urmări mişcarea pieselor mecanismului MR-2 în timpul armării

resoartelor identificând poziţia lor cu ajutorul figurilor 1 şi 2. După oprirea

servomotorului, întreruptorul se găseşte în poziţia deschis cu resoartele (14) de

închidere tensionate.

Se dă comanda de închidere prin întreruptorul K2 care face să se

alimenteze electromagnetul de închidere (EI) prin bornele (57) şi (50) de la

clemele de şir. Se urmăresc poziţiile reciproce ale pieselor ce compun

mecanismul de acţionare.

În acelaşi mod se procedează şi în timpul executării operaţiei de

deschidere a întreruptorului. Adică se închide K3 primind astfel alimentare

electromagnetul de deschidere (ED) prin intermediul bornelor (2) şi (17) de la

clemele de şir (vezi resoartele de deschidere 1 şi 2 fig. 10).

ATENŢIE: Este strict interzis să se efectueze simultan atât comanda de

închidere cât şi de deschidere, cât şi a atinge circuitele secundare ale

întreruptorului, atât timp cât se află sub tensiune.

Cu ajutorul unui cronometru se va înregistra timpul de armare a

resoartelor de închidere (14) adică timpul scurs între pornirea servomotorului şi

24

terminarea cursei braţelor (12) şi (15) care armează resoartele (fig.4). Timpul

măsurat se va compara cu valoarea impusă prin norma internă a mecanismului

de acţionare MR-2; tra = 5 ÷ 9 sec.

2.3. Identificarea şi specificarea întreruptorului.

2.3.1. Modul de lucru

Studenţii vor găsi în laborator 2 poli de întreruptor de înaltă tensiune

secţionaţi. Se vor urmări subansamblele şi piesele componente ale aparatelor

respective, în special căile de curent, contactele, camera de stingere, (principii

de stingere), bornele de racord, izolaţia etc.

Se vor identifica de pe plăcuţele aparatului, datele nominale, făcându-se o

interpretare a acestora.

Se va întocmi pe hârtie milimetrică o schemă cinematică a întreruptorului

de studiat şi se va explica funcţionarea aparatului.

Se va executa o secţiune printr-un pol al întreruptorului, dat spre a fi

studiat.

3. Întrebări

1. Definiţia întreruptorului de putere.

2. Ce reprezintă capacitatea de conectare?

3. Ce reprezintă capacitatea de deconectare?

4. Cum se defineşte puterea de rupere şi ce semnificaţie fizică are?

5. Ce reprezintă curentul de stabilite termică?

6. Ce reprezintă curentul de stabilitate dinamică?

7. Principiul de stingere utilizat de întreruptorul studiat.

8. Ce se înţelege prin caracteristicile de ţinere a întreruptorului ?

9. Cum se corelează caracteristicile: tensiunea de ţinere a întreruptorului,

tensiunea oscilantă de restabilire şi tensiunea arcului electric?

25

10. Cum influenţează parametrii tensiunii oscilante de restabilire puterea de

rupere a întreruptorului?

11. Care este principiul acumulării de energie în resort ?

12. Ce importanţă are viteza de deplasare a contactului mobil asupra arcului

electric?

13. Ce materiale se folosesc în construcţia camerelor de stingere şi a

contactelor?

14. Care sunt ordinele de mărime a vitezelor de închidere şi deschidere?

15. Care sunt funcţiunile mecanismului de acţionare?

4. Bibliografie

1 Hortopan, G.: Aparate electrice de comutaţie vol II, Editura tehnică -

Bucureşti 2000.

2 SR IEC 62271: Întreruptoare automate în ulei pentru tensiuni alternative peste

1kV.

3 SR IEC 62271: Dispozitive de acţionare a întreruptoarelor peste 1kV.

4 SR IEC 62271: Aparate electrice de conectare şi de protecţie pentru tensiuni

peste 1kV.

5 SR IEC 62271: Gradele normale de protecţie.

cu modul descris la punctele 1.3 - 1.7

26

Fig. 1. Schiţa de principiu a contactorului de medie tensiune în vid tip VC18;

6.6/3.3 kV; In = 300A; 50-60 Hz; SR = 50/25 MVA;

27

Fig.2. Schemă electrică de montaj ; cu utilizare în joasă tensiune;

tensiune de serviciu Us = 220 V c.a.

Fig.3. Schema electrică de montaj ; utilizare în joasă tensiune;

tensiune de serviciu Us = 220 c.c. şi rezistenţă economizoare.

28

Fig.4. Reprezentare schematică a mecanismelor MR 2-3 (fără armare prin

motor)

29

Fig.5. Reprezentare schematică a mecanismului de armare a resoartelor MR 2-3.

S1, S2, S3, S4, - Sursă de alimentare ; BI - Buton îchidere; BD - Buton de

deschidere; LV, LR - Lămpi de semnalizare