proiectarea instalatiilor electromecanice.doc

MINISTERUL EDUCAŢIEI, CERCETĂRII ŞI INOVĂRII

Proiectul Phare TVET RO 2006/018-147.04.01.02.01.03.01

A U X I L I A R C U R R I C U L A R

CLASA a XIII -a

MODULUL: PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTROMECANICE

DOMENIUL: ELECTROMECANICANIVEL: 3CALIFICARE: TEHNICIAN ELECTROMECANIC

Martie 2009

Acest material a fost elaborat prin finanţare Phare în proiectul de Dezvoltare instituţională a sistemului de învăţământ profesional şi tehnic

1

MECI–CNDIPT / UIP

AUTOR:

ING. ILEANA MARIA HRABAL- profesor, gradul didactic II, Grupul Şcolar Industrial Electroputere, Craiova


1

CUPRINS

Competenţe specifice modulului de practică Pag. 4

Informaţii despre agentul economic Pag. 6

Modalităţi de organizare a practicii Pag. 4

Recomandări privind respectarea normelor de sănătatea şi securitatea muncii

Pag. 11

Instrumente de lucru ale elevului necesare desfăşurării practicii

Pag. 20

Modalităti de evaluare Pag. 69

Anexe Pag. 76

Bibliografie Pag. 90


2

COMPETENŢE SPECIFICE MODULUI DE PRACTICĂ

1. Alege motorul electric de acţionare pentru o aplicaţie dată

2. Verifică motorul electric de acţionare pentru o aplicaţie dată.

3. Alege elementele de protecţie pentru o aplicaţie dată

4. Realizează un proiect pentru o aplicaţie dată.

II.Tabelul de corelare a competenţelor şi conţinuturilor

Unitatea de competenţe Competenţe Conţinuturi

29.Proiectarea instalaţiilor

electromecanice

29.1.Alege motorul electric

de acţionare pentru o

aplicaţie dată

Grade de protecţie grade normale de protecţie contra

pătrunderii apei; grade normale de protecţie contra atingerii

şi pătrunderii corpurilor lichide,străine

Regimuri de funcţionare de durată şi sarcină constantă; de durată şi sarcină variabilă; intermitent; de scurtă durată; de durată şi şocuri de sarcină; de durată şi sarcină pulsatorie; de durată şi sarcină aleatoare;

Caracteristica maşinii de lucru definiţie; reprezentare; clasificare cupluri statice; reprezentări cupluri statice;

Reglajul de viteză cu viteză constantă; cu viteză variabilă;


3

29.2.Verifică motorul electric

de acţionare pentru o

aplicaţie dată

Verificarea motorului la suprasarcină termică:

metoda pierderilor medii, metoda curentului echivalent, metoda cuplului echivalent, metoda puterii echivalente

Verificarea capacităţii de pornire calculul cuplului de pornire

Verificarea la suprasarcină mecanică determinarea celei mai mari valoari a

cuplului dezvoltat de motor

29.3.Alege elementele de

protecţie pentru o aplicaţie dată

Alegerea siguranţelor fuzibileAlegerea contactoarelorAlegerea releelor

conditii de alegere şi selecţie utilizând cataloage de specialitate

29.4.Realizează un proiect pentru o

aplicaţie dată

Realizarea teoretică şi practică a unui miniproiect pentru o aplicaţie dată (schema de comandă pentru o acţionare electromecanică) ţinând cont de:

date iniţiale (dimensiuni, valori nominale, elemente componente, scheme structurale);

algoritm (succesiune obligatorie a unor etape/ operaţii)

elementele componente: (motoare de curent continuu, motoare asincrone, întreruptoare, contactoare, relee, siguranţe fuzibile, butoane de pornire, butoane de oprire, rezistenţe, conductoare de legătură)

o Prezentul Auxiliar didactic nu acoperă toate cerinţele cuprinse în Standardul de Pregătire Profesională al calificării pentru care a fost realizat. Prin urmare, el poate fi folosit în procesul instructiv şi pentru evaluarea continuă a elevilor.

o Însă, pentru obţinerea Certificatului de calificare, este necesară validarea integrală a competenţelor din S.P.P., prin probe de evaluare conforme celor prevazute în standarde.


4

INFORMAŢII DESPRE AGENTUL ECONOMIC

Stagiile de pregătire practică se desfăşoară în intreprinderi, firme, societăți economice, instituții, din România care au domeniu de activitate relevant, domeniul electromecanic şi care pot să asigure aceste stagii de pregătire practică pentru calificarea “tehnician electromecanic”. Instituția care asigură stagiile de pregătire practică este menționată în continuare ca fiind partener de practică.

Practica se organizează în baza unui Contract de practică privind efectuarea stagiului de practică, sub forma unui acord încheiat între organizatorul de practică, partenerul de practică şi elevul practicant.

În baza Contractului de practică, partenerul de practică impreună cu instituția de învățământ asigură, pe toată durata stagiului de pregătire practică, îndrumarea elevilor prin desemnarea unui tutore, adică a unei persoane care, să asigure respectarea condițiilor de pregătire şi dobândire de către practicant a competențelor tehnice planificate pentru perioada stagiului de pregătire practică cu respectarea normelor de tehnica şi securitatea muncii.

Cerințe generale cu privire la alegerea locului de practică

a. Activitatea desfăşurată trebuie să asigure aplicarea în practică a cunoştințelor teoretice dobândite în cadrul procesului de predare învățare. Activitățile desfăşurate în cadrul stagiilor de pregătire practică trebuie să fie relevante domeniului electromecanică, calificarea “tehnician electromencanic”.

b. În cadrul stagiului de pregătire practică, elevii elaborează un portofoliu conform prezentului auxiliar curricular care trebuie să cuprindă minim urmatoarele documente:jurnalul de practică, fişe de lucru, fişe de observație, studii de caz, fişe de evaluare, fişe de documentare, fişe conspect, fişe de autoevaluare, miniproiecte, proiecte cu relevanță pentru modulul din stagiiile de pregătire practică din planul de învățământ al domeniului electromecanică, calificarea “tehnician electromecanic”.

c. Analiza şi validarea locurilor de practică se realizează de către instituția de invățământ care organizează stagiile de pregătire practică.

d. Portofoliul de practică va urmări detalierea tematiciilor în funcție de domeniul de activitate şi particularitățile întreprinderii, firmei, instituției în care se va desfăşura stagiul de pregătire practică.

e. Reglementarea activitățiilor din cadrul stagiilor de pregătire practică între instituția de învățământ, elevul practicant şi partenerul de practică se vor realiza prin semnarea Contractului de practică.

Responsabilităţile persoanelor implicate în desfăşurarea stagiilor de pregătire practică:


5

1. Responsabilul de catedră la nivel de instituţie şcolară are următoarele atribuții:

a. Propune anual spre validare catedrei tehnice modul de implementare a activitățiilor din cadrul stagiilor de pregătire practică şi urmăreşte implementarea acestuia;

b. Organizează şi desfăşoară procedura de selecție a întreprinderilor, firmelor, instiuțiilor, etc. disponibile pentru efectuarea stagiilor de pregătire practică prin încheierea de protocoale de practică;

c. Transmite la Directorul instituției de învățământ, informații centralizate cu privire la locul şi perioada de desfăşurare a stagiilor de pregătire practică ale elevilor;

d. Asigură comunicarea permanentă cu cadrele didactice responsabile de implementarea temelor de practică;

e. Asigură condițiile corespunzătoare organizării şi desfăşurării evaluarii stagiilor de pregătire practică

f. Efectuează împreună cu cadrele didactice implicate în desfăşurarea stagiilor de pregătire practică vizite de monitorizare la partenerii de practică, pentru a evalua modul de desfăşurare a activității de practică.

2. Cadrele didactice care predau module corespunzătoare stagiilor de pregătire practică au următoarele responsabilități:

a. Aduc la cunoştința elevilor modul de organizare şi desfăşurare a stagiilor de pregătire practică (inclusiv Contractul de practică si Portofoliul de practică);

b. Comunică anual responsabilului de catedră, temele necesare întocmirii portofoliului de practică de către elevii care desfăşoară stagiile de practică (jurnal de practică, fişe de lucru, studii de caz, fişe de evaluare, fişe de autoevaluare, etc) corespunzătoare modulelor la care predau;

c. Elaborează temele de mai sus conform propunerile aprobate;d. Acceptă prin semnătură portofoliile de practică ale elevilor şi evaluează aceste

portofolii conform probelor de evaluare specificate in standardele de pregătire profesională ale calificării.

e. Poate facilita obținerea locurilor de practică pentru elevi, prin încheierea de protocoale de practică cu instituțiile/companiile de profil;

MODALITĂŢI DE ORAGANIZARE A PRACTICII


6

Un parteneriat este o colaborare reciproc avantajoasă şi de sprijin între un individ, o organizaţie sau un grup de voluntari şi o şcoală, şcolile dintr-un anumit cartier sau grup de cartiere, adesea încheiată sub forma unui contract sau a unei înţelegeri scrise, în care partenerii se angajează să întreprindă anumite acţiuni şi să atingă anumite scopuri în beneficiul elevilor.

Partenerii pot fi întreprinderi, agenţii publice, colegii sau universităţi, părinţi, grupuri comunitare sau asociaţii profesionale. Pe măsura derulării parteneriatelor se dezvoltă diferite niveluri de implicare şi activitate:

• Nivelul 1 - Sprijinirea directă a elevului, centrată pe învăţarea individuală a elevului, cum ar fi programele de mentorat şi tutoriat.

• Nivelul 2 - Sprijin pentru program şi curriculum centrat pe ajutarea unei întregi şcoli sau regiuni să-şi atingă scopurile sau obiectivele de învăţare şi formare, cum ar fi integrarea tehnologiei în educaţie .

• Nivelul 3 - Pacte, alianţe şi alte eforturi de colaborare centrate pe promovarea unor tipuri specifice de schimbări în sistem, cum ar fi crearea unui sistem de tranziţie între şcoală şi carieră.

• Nivelul 4 - Iniţiative privind schimbarea politicilor, centrate pe crearea unui suport legislativ sau de altă natură pentru schimbarea sistemică la nivel local, regional sau naţional, cum ar fi dezvoltarea de standarde pentru conţinutul curriculum-ului şi de standarde pentru elevi.

1. Principiile unui parteneriat de calitate între şcoală şi agenţii economici sunt:

1) Activităţile de parteneriat între şcoli şi agenţii economici trebuie să contribuie la satisfacerea nevoilor de calificări de pe piaţa muncii, la nivel local, regional şi naţional ;

2) Parteneriatul se construieşte pe baza cunoaşterii şi înţelegerii comune pe care o au profesioniştii implicaţi, prin vizite, schimburi sau practică;

3) Stabilirea unui sistem comun de management şi comunicare în cadrul parteneriatului pentru a asigura viabilitatea şi calitatea acestuia ;

4) Definirea clară, a beneficiilor pe care doresc să le obţină prin parteneriat ;5) Utilizarea beneficiilor astfel stabilite pentru a decide ce tip de activităţi vor fi

desfăşurate ;6) Şcolile trebuie să se asigure că au o gamă de parteneri din rândul agenţilor

economici care să reprezinte principalele domenii din zona respectivă şi să reprezinte companii de diferite mărimi ;

7) Toate activităţile trebuie să aibă obiective clare de învăţare din curriculum pentru elevii participanţi şi trebuie să fie monitorizate, evaluate şi înregistrate;

8) Trebuie să se asigure oportunităţi egale, protecţia muncii şi protecţia copilului pe durata desfăşurării activităţilor din cadrul parteneriatului.

2 Procesul de parteneriat cu agenţii economici cuprinde următorii paşi:


7

Pasul 1. Identificaţi nevoile şi beneficiile Identificaţi nevoile de competenţe şi de forţă de muncă de la nivel naţional,

regional şi local; Stabiliţi nevoile şi drepturile elevilor; Identificaţi nevoile organizaţiilor partenere

Pasul 2. Stabiliţi obiectivele Stabiliţi obiectivele strategice; Analizaţi practicile curente în raport cu noile obiective; Stabiliţi şi prioritizaţi obiectivele operaţionale .

Pasul 3. Asiguraţi-vă resursele (timp, echipamente, bani, formarea personalului)

Evaluaţi nivelul existent al resurselor; Stabiliţi resursele suplimentare necesare; “Vindeţi” beneficiile reciproce tuturor partenerilor

Pasul 4. Pregatiţi planul de acţiune Planificaţi activităţi realiste; Planificaţi un sistem pentru cazuri de necesitate; Planificaţi procesul de analiză retrospectivă

Pasul 5. Puneţi în aplicare acţiunile Respectaţi planul de acţiune şi termenele stabilite; Asiguraţi-vă de existenţa participării sentimentului proprietăţii tuturor

partenerilor; Maximizaţi utilizarea resurselor.

Pasul 6. Evaluaţi rezultatele Analizaţi progresele în raport cu obiectivele; Faceţi schimbările necesare; Comunicaţi rezultatele şi efectele tuturor partenerilor

Pasul 7. Continuaţi îmbunătăţirea Repetaţi procesul pentru a-l îmbunătăţi în permanenţă

• Principalele direcţii ale parteneriatului cu agenţii economici

• Stabilirea planului de şcolarizare funcţie şi de necesarul de forţă de muncă al acestora;

• Asigurarea efectuării de către elevi a practicii în secţiile agentiilor economici; • Îndrumarea practicii productive de către coordonatorul/ îndrumatorul de

practică sau tutore;• Organizarea tipurilor de practică (comasat, individual, pe grupe) în funcţie de

agentul economic; • Vizite de 1-2 zile în scopul prezentării şi cunoaşterii organizării fluxului

tehnologic precum şi a maşinilor şi utilajelor din dotarea unor întreprinderi de profil;

• Punerea la dispoziţie de către agenţii economici a bazei materiale necesare susţinerii probelor practice din cadrul examenelor de atestat profesional şi absolvire;

• Sprijinirea şcolii cu utilaje necesare amenajării atelierelor şcoală precum şi pentru participarea la expoziţii , târguri de oferte sau concursuri pe meserii;


8

• Sponsorizarea şcolii cu unele sume de bani necesare dezvoltării bazei materiale precum şi pentru participarea la diferite manifestări cum ar fi: olimpiade, concursuri pe meserii, simpozioane, competiţii sportive;

• Organizarea de către unitatea şcolară la cererea agenţilor economici a cursurilor de formare profesională a adulţilor.

Efectuarea stagiului de pregătire practică al elevilor din unitaţile şcolare trebuie să se realizeze pe baza unui ”Contract de practică” încheiat între şcoală şi agentul economic/ întreprinderea/ instituţia publică parteneră.

RECOMANDARI PRIVIND RESPECTAREA NORMELOR DE SĂNĂTATE ŞI SECURITATATE A MUNCII


9

Cauzele producerii accidentelor electriceEfectele fiziologice ale curentului electric asupra organismuluiDeterminarea curentului electric ce trece prin corpMăsuri de protecţie

1. Cauzele producerii accidentelor electrice

Accidentele electrice se clasifică în electrocutări şi arsuri electrice.

Electrocutările se produc:a) prin atingere directă , în care o parte a organismului intră în contact direct

cu părţile conductoare aflate sub tensiune, cu elemente ale instalaţilor electrice scoase de sub tensiune, însă rămase încărcate cu sarcini electrice datorită capacităţilor (care nu sunt descărcate după deconectare) sau cu elementele instalaţiilor electrice scoase de sub tensiune, dar aflate sub o tensiune indusă pe cale electromagnetică sau electrostatică de alte instalaţii aflate sub tensiune (prin omiterea legării la pământ a elementelor deconectate).

b) prin atingere indirectă, în care contactul se face cu elemente ale instalaţiilor electrice care normal nu sunt sub tensiune (carcase, suporturi metalice), dar care intră sub tensiune datorită unui defect (deteriorare a izolaţiei, conturnare, desprindere de conductoare), elementele altor categorii de instalaţii, intrate sub tensiune datorită unor influenţe electromagnetice sau electrostatice.

c) prin tensiunea de pas, la care electrocutarea apare ca urmare a contactului cu două puncte de pe sol aflate la potenţiale electrice diferite ca urmare a scurgerii prin pământ a unui curent (figura 1).

Arsurile electrice se produc în diverse situaţii de scurtcircuit, la înlocuirea siguranţelor în timp ce în reţea există un defect, care n-a fost înlăturat, la deconectarea separatoarelor aflate sub sarcină , etc.

Arsurile electrice se produc pe de o parte datorită căldurii provocate de arcul electric, iar pe de altă parte datorită curentului de intensitate mare, care trece prin corp.


10

2. Efectele fiziologice ale curentului electric asupra organismului

La trecerea curentului electric printr-un organism viu pot să apară următoarele efecte fiziologice:

- şocuri electrice;- arsuri şi metalizări ale pielii;- paralizia muşchilor periferici;- fibrilaţia muşchiului cardiac.

a) Efectele fiziologice ale curentului depind de intensitatea, frecvenţa, durata şi traseul curentului electric prin corp.

b) Şocurile electrice sau electrocutările se datorează acţiunii curentului electric asupra sistemului nervos şi asupra organelor interne şi se manifestă prin zguduiri sau comoţii, pierderea cunoştinţei, pierderea temporară a auzului şi a vocii, fibrilaţia sau oprirea inimii.

c) Electrotraumatismele constau în arsuri şi metalizări ale pielii, adică pătrunderea în tegument a metalului topit.

Limita maximă a intensităţii curenţilor nepericuloşi este de 10mA pentru curentul alternativ de frecvenţă industrială şi de 50mA pentru curent continuu. Un curent alternativ de peste 50mA, care trece prin organism un timp mai mare de 0,1-0,2 s poate provoca un accident mortal.

Curentul continuu în gama 1¸3mAcc nu sunt periculoşi pentru organism, în gama 10¸15mAcc provoacă paralizia muşchilor periferici, în gama 25¸50mAcc provoacă paralizia muşchilor toracelui cu senzaţia de sufocare şi în unele cazuri chiar fibrilaţia muşchiului cardiac (adică pulsaţia inimii cu 300¸400 bătăi/minut, ceea ce determină inima să nu-şi mai îndeplinească rolul de pompă de vehiculare a sângelui la nivelul plămânilor şi astfel se produce moartea prin sufocare).

Curenţii mai mari de 50mA, provoacă fibrilaţia muşchiului cardiac şi dacă nu se intervine la timp pentru acordarea primului ajutor se produce moartea prin electrocutare.

Curentul alternativ având frecvenţa de 40¸60Hz este cel mai periculos, din cauză că la aceste frecvenţe se produc convulsii care fac ca omul să nu se mai poată elibera de sub acţiunea curentului de valori relativ mici. La frevenţe mai mari de 400KHz nu se mai produc şocuri, însă efectele se manifestă sub forma arsurilor.

Dacă durata de trecere a curentului este mai mică de 0,1¸0,2 s, orice valoare a intensităţii curentului este nepericuloasă. Aceasta deoarece fibrilaţia muşchiului cardiac se produce dacă se acoperă toată zona critică de 0,15s din ciclul cardiac ce este de 0,75s. Deci se poate evita moartea prin electrocutare dacă există dispozitive de protecţie ultrarapide.

Valoarea curentului electric I, care trece prin corp depinde de tensiunea electrică U, la care este supus corpul şi rezistenţa totală a corpului omenesc Rh.

(1)


11

Rezistenţa totală a corpului este suma rezistenţei de contact la intrarea curentului, rezistenţa organismului şi rezistenţei de contact la ieşirea curentului. Rezistenţa corpului este datorată în cea mai mare parte pielii.

Rezistenţa Rh este diferită pentru fiecare persoană pe de o parte şi variază la aceeaşi persoană în anumite condiţii, pe de altă parte.

Dacă pielea este intactă şi uscată, Rh = 40.000¸100.000 W Dacă pielea este umedă, Rh = 600¸1.000 W, iar la înlăturarea

epidermei sau străpungerea acesteia ( în cazul în care U > 60¸100 V), Rh devine 200W.

La verificarea eficacităţii măsurilor de protecţie se consideră rezistenţa omului Rh = 3.000 W, în cazul atingerilor indirecte şi Rh = 1.000W în cazul atingerilor directe.

Rezistenţa de contact depinde de felul încăperii, astfel se disting :

încăperi foarte periculoase (umiditatea aerului este peste 97%, medii corozive, temperatura ambiantă peste 350C) ;

încăperi periculoase (pardoseala este bună conducătoare de electricitate, de genul plăci metalice, pământ, beton, mediu ambiant cu temperatura între 25-350C, umiditatea relativă între 75-97%) ;

încăperi puţin periculoase (încăperi uscate, cu pardoseală din materiale electroizolante).

3. Determinarea curentului electric ce trece prin corp

Valoarea curentului electric care trece prin corp la atingerea unui element aflat sub tensiune depinde de tipul reţelei la care este racordat elementul respectiv.

Valoarea maximă a curentului se obţine atunci când se ating concomitent două elemente cu tensiuni diferite, deoarece atunci intervine doar rezistenţa corpului

La atingerea unui singur element aflat sub tensiune pe de o parte apare tensiunea faţă de pământ, care este mai mică decât tensiunea între faze, iar pe de altă parte intervine şi rezistenţa de punere la pământ.

Măsurile de protecţie sunt diferite pentru reţelele de joasă tensiune şi de înaltă tensiune. Se consideră reţele de joasă tensiune acele reţele pentru care tensiunea dintre o fază şi nul este de până la 250V sau acele reţele cu tensiunea între fază şi nul de până la 1000V, dar care au neutrul izolat faţă de pământ.


12

A Reţelele cu neutrul legat la pământReţelele trifazate legate la pământ au punctul neutru al sursei de alimentare legat la pământ printr-o priză de pământ de exploatare. Punctul neutru legat la pământ se numeşte punct de nul sau nulul reţelei.

La atingerea unei faze, curentul care se scurge prin om, prin pământ şi prin priza rezistenţei de exploatare Ro este:

(2)

Dar Ro £ 4W, iar Rh = 1000W rezultă că

(3)

Deci chiar dacă tensiunea este mică, curentul care se stabileşte poate fi mortal. Din această cauză este necesar să se folosească echipamente de protecţie.

B Reţele cu neutrul izolat faţă de pământ

La atingerea unei faze a reţelei izolate, curentul se închide prin om, prin pământ şi prin rezistenţele de izolaţie faţă de pământ. Într-o reţea trifazată cu neutrul izolat faţă de pământ sarcinile pe cele trei faze sunt echilibrate, iar diferenţa de potenţial între punctul neutru şi pământ este egală cu zero.

Dacă un om va atinge o fază într-o porţiune neizolată , reţeaua se va dezechilibra şi punctul neutru se va afla la un potenţial U0 faţă de pământ.


13

Curentul rezultant care se închide prin rezistenţele de izolaţie va fi:

(4)

Considerând că limita curentului nepericulos este Ih = 0,01A, pentru a fi evitat pericolul de electrocutare trebuie ca rezistenţa de izolaţie faţă de pământ a fiecărei faze să fie Riz ³ 63000W.

Se observă că , în cazul reţelelor izolate , intensitatea curentului ce trece prin om poate fi limitată la valori nepericuloase, dacă rezistenţa de izolaţie a reţelei se menţine la valori corespunzătoare. Din acest motiv reţelele izolate se folosesc acolo unde pericolul de electrocutare este mare.

Descărcări capacitive

Atingerea directă a unor elemente care fac parte din circuitele curenţilor de lucru poate fi periculoasă, chiar dacă elementele respective sunt scoase de sub tensiune în momentul atingerii.

Valoarea tensiunii reziduale U0 în instalaţiile de curent continuu este egală cu tensiunea reţelei, iar în instalaţiile de curent alternativ depinde de procesul tranzitoriu de deconectare, putând atinge chiar valori egale cu dublul valorii maxime a tensiunii.

Dacă un om este izolat faţă de pământ şi atinge două conductoare aflate la tensiunea reziduală U0, curentul care se închide prin corp are valoarea :

(5)

unde C este capacitatea între cele două conductoare.

Se observă că înainte de a lucra cu elemente conductoare, nu este suficientă numai deconectarea lor, fiind necesară scurtcircuitarea şi legarea lor la pământ, astfel să se descarce reţeaua de sarcinile electrice remanente.

4. Măsuri de protecţie


14

a) La atingerea directă:- construirea utilajelor astfel încât elementele de sub tensiune să nu fie

accesibile atingerii întâmplătoare;- folosirea de tensiuni reduse;- folosirea de covoare electroizolante;- folosirea de mijloace individuale de protecţie, mănuşi, cizme de protecţie;- folosirea de indicatoare de avertizare, interzicere şi informare (de genul :

“Sub tensiune. Pericol de electrocutare!!”) ;- limitarea influenţelor electrostatice şi electromagnetice.

b) La atingerea indirectăSe poate discuta de mai multe tipuri de protecţie: prin legare la pământ, prin legare la nul, prin deconectarea automată la tensiunea de atingere.

4.1. Protecţia prin legare la pământ

Protecţia prin legare la pământ este o metodă de protecţie des întâlnită în practică, pentru evitarea pericolului de electrocutare prin atingeri indirecte, datorită simplităţii constructive şi preţului de cost scăzut.

Se consideră o reţea trifazată cu neutrul legat la pământ printr-o priză de exploatare. De la această reţea se consideră alimentat un consumator (motor trifazat de c.a.). Dacă carcasa metalică a echipamentului electric este legată la pământ, la un defect de izolaţie faţă de carcasă, curentul de defect se închide prin rezistenţa prizei de pământ şi rezistenţa prizei de exploatare.

Pentru ca, curentul de defect să treacă prin Rp şi nu prin Rh se impune ca Rp < 4W.


15

Legarea la pământ se face printr-un conductor izolat şi printr-un ţăruş de diametru d = 50mm şi o lungime l = (1500¸2500) mm, deoarece se consideră că la o asemenea adâncime în pământ umiditatea este persistentă asigurând o rezistenţă foarte mică.

În cazul în care un om se află pe carcasa utilajului electric şi cu picioarele la un potenţial nul, ştiind că rezistenţa prizei de pământ este mult mai mică decât rezistenţa corpului, tensiunea de atingere este determinată de curentul de defect I sc

şi rezistenţa legăturii la pământ Rp. (6)

Tensiunea de atingere U are valori în gama 24-65V.

4.2. Protecţia prin legare la nul

Protecţia prin legare la nul este cea mai răspândită în practică şi se aplică la reţelele trifazate cu neutrul sursei de alimentare legat la priza de pământ.

Ĩn cazul reţelelor trifazate cu neutrul legat la pământ se poate realiza protecţia prin legarea nulului de protecţie de la carcasă la nulul de lucru.

Legarea carcasei echipamentului electric prin intermediul nulului de protecţie la nulul de lucru are ca urmare, în cazul unui defect de izolaţie, producerea unui scurtcircuit între faza defectă şi nulul reţelei. Curentul de scurtcircuit trebuie să topească fuzibilul siguranţei sau să determine declanşarea întreruptorului automat care protejează sectorul defect (deci conductorul de nul de protecţie trebuie să aibă o secţiune suficient de mare pentru a suporta acel curent ).

, (7)

în care este tensiunea fazei defecte este impedanţa conductelor fazei defecte, de la sursă până la locul

defectuluieste impedanţa conductorului de nul prin care se închide curentul de defect.

Se foloseşte platbandă zincată, care din motive de protecţie suplimentară ( în cazul când conductorul s-ar întrerupe) se leagă în anumite puncte la instalaţia prizei de pământ, creându-se astfel căi suplimentare de trecere a curenţilor de defect.


16

La receptoarele monofazate nu se va lega conductorul de nul la carcasă, deoarece în cazul întreruperii accidentale a acestuia, carcasa primeşte tensiunea fazei prin receptor. Din acest motiv conductorul de nul de protecţie va fi diferit de conductorul de nul de lucru.

Pentru protecţia receptoarelor trifazate se foloseşte dubla protecţie prin legarea la pământ şi legarea la nul.

Ĩn laborator poate avea loc electrocutarea numai prin atingere directă. Ĩn acest sens montajele vor fi efectuate de la receptor către sursă, ultima etapă fiind cea de conectare la tensiune.

4.3. Protecţia prin deconectare automată la tensiunea de atingere

Această protecţie se aplică atât în reţelele cu neutrul izolat, cât şi în cele cu neutru legat la pământ.

Între carcasa echipamentului protejat şi pământ se conectează un releu de tensiune, prin intermediul unei prize de pământ auxiliare (figura 6).

La apariţia unei tensiuni de atingere periculoasă, releul de tensiune acţionează asupra întrerupătorului automat al receptorului.

4.4. Protecţia prin deconectarea automată la curent de defect

Acest tip de protecţie se poate aplica reţelelor cu neutrul izolat sau pus la pământ.

Protecţia se realizează cu un releu de curent alimentat de un transformator homopolar, cu trei transformatoare de curent montate în paralel sau cu un transformator de curent montat pe conductorul de nul (figura 7).


17


18

Pentru dobândirea de către elevi a competenţelor prevăzute în SPP-uri, activităţile de învăţare - predare utilizate de profesor, vor avea un caracter activ, interactiv şi centrat pe elev, cu pondere sporită pe activităţile de învăţare şi nu pe cele de predare, pe activităţile practice şi mai puţin pe cele teoretice.

Profesorul trebuie să cunoască particularităţile colectivului de elevi şi stilurile de învăţare ale acestora (auditiv, vizual, practic); el poate adapta materialele în raport cu cerinţele clasei, cu ritmul de asimilare a cunoştinţelor şi de formare a deprinderilor proprii grupului instruit, utilizând activităţi variate de învăţare şi, în special, cu caracter aplicativ.

Materialele de învăţare propuse sunt uşor de citit şi de înţeles, informaţiile şi cerinţele sunt formulate într-un limbaj adecvat nivelului elevilor, accesibil şi susţinut prin exemple sugestive şi prin imagini.

Prezentarea materialelor de învăţare pe suport electronic facilitează organizarea orei de curs prin prezentări ale materialelor de învăţare (Power Point, Excel), prin valorificarea informaţiilor prin programul AEL, cu ajutorul foliilor transparente şi a retroproiectorului precum şi adaptarea informaţiilor la nivelul elevilor.

Abilităţile pe care elevii trebuie să le dobândească sunt:

înţelegerea activităţii/ exerciţiului abilităţi de cercetare/ documentare utilizând o serie de resurse inclusiv

Internetul identificarea unor soluţii alternative pentru rezolvarea problemelor modul de discuţie, de dezbatere şi de luare de decizii în diverse situaţii planificarea, efectuarea şi evaluarea unei activităţi prin analiza

punctelor tari, a punctelor slabe şi a aspectelor ce urmează a fi îmbunătăţite în viitor

abilităţi de pregătire şi utilizare a echipamentelor luarea de notiţe, scrierea de rapoarte şi lucrul în echipă înţelegerea diferitelor roluri pe care le au ceilalţi în cadrul grupului şi

influenţa stilurilor de învăţare

Profesorul trebuie să cunoască particularităţile colectivului de elevi şi stilurile de învăţare ale acestora pentru reuşita centrării pe elev a procesului instructiv –educativ. Astfel el poate adapta materialele în raport cu cerinţele clasei.

Profesorul trebuie să se raporteze, deasemenea, şi la calificarea elevilor fiind nevoit să utilizeze activităţi variate de învăţare. Învăţarea centrată pe elev este cea mai bună armonizare între nevoile individuale ale persoanei care învaţă şi prevederile / modul în care se răspunde acestor nevoi.


19

Fişele de îndrumare / strategie sunt concepute pentru a sprijini profesorii în înţelegerea şi dezvoltarea practicilor lor de predare astfel încat fiecare stil de învăţare să fie luat în considerare şi, ca urmare, toţi elevii să fie angajaţi în felul acesta în procesul de învăţare.

Stilul de învăţare Caracteristicile stilului de învăţare

Auditiv Elevului îi place să asculte cursuri, casete, persoane care citesc sau vorbesc. El îşi aminteşte ceea ce spune sau aude, repetă cu voce tare informaţiile, ideile învăţate.Zgomotul este un element de distragere a atenţieiNu se descurcă întotdeauna cu instrucţiunile scrise

Vizual Elevului îi place să înveţe cu ajutorul graficelor, hărţilor, casetelor video, afişelor . El preferă să vizualizeze cuvinte, concepte, idei decât să vorbească sau să treacă la acţiune şi va scrie informaţiile învăţate pentru a le verifica vizual.Observă detaliile, îşi aminteşte ce vede, este bine organizatÎntâmpină dificultăţi la concentrarea asupra unor activităţi verbale

Practic Elevului îi place să scrie repetat ideile şi faptele învăţate, întocmeşte fişe de studiu şi ia notiţe la cursuri.Elevul are nevoie să se implice fizic în activitatea respectivă, De obicei, învaţă prin îndeplinirea unei activităţi practice.Îşi pierde interesul când nu este implicat în mod activ

Materialele de învăţare prezentate sunt uşor de citit şi de înţeles, cerinţele şi informaţiile sunt prezentate într-un limbaj adecvat nivelului elevilor.


20

LISTA INSTRUMENTELOR DE LUCRU ALE ELEVULUI NECESARE DESFĂŞURĂRII STAGIILOR DE PREGĂTIRE PRACTICĂ:

Unitatea de competenţa

Competente vizate

Activitati Instrumente de lucru

Proiectarea instalaţiilor

electromecanice

1. Alege motorul

electric de acţionare pentru o

aplicaţie dată

Activitatea 15 Alegerea şi verificarea motoarelor electrice de acţionare – SC4

Activitatea 16 Dimensionarea elementelor din schema de pornire directă a unui motor asincron trifazat- PR3

Alegerea şi verificarea motoarelor electrice de acţionare- FC2

2. Verifică motorul

electric de acţionare pentru o

aplicaţie dată

Activitatea 15 Alegerea şi verificarea motoarelor electrice de acţionare –SC4


Alegerea şi verificarea motoarelor electrice de acţionare- FC2

3. Alege elementele de

protectie pentru o

aplicatie data

Siguranţe fuzibile - FD1Activitatea 11 Procesul de montare al

siguranţelor fuzibile - FO1Activitatea 1 Releul termic - FL1Activitatea 2 Siguranţe fuzibile – FL2Activitatea 3 Siguranţe fuzibile – SC1Activitatea 4 Siguranţe automate– SC2Activitatea 6 Determinarea

caracteristicilor de protecţie timp-curent pentru siguranţe fuzibile – LL1


21

Proiectarea instalaţiilor

electromecanice

Caracteristica de protecţie a siguranţelor fuzibile – FD3

Activitatea 9 Evoluţia siguranţelor fuzibile – SC3

Activitatea 12 Contactoare electromagnetice – FL4

Contactoare electromagnetice – FD4

4. Realizează un proiect pentru o

aplicaţie dată

Activitatea 5 Siguranţe fuzibile in instalţii electromecanice- PR1

Echipamente electrice de comandă şi protecţie de joasă tensiune - FD2

Activitatea 7 Echipamente electrice de comandă şi protecţie de joasă tensiune – FL3Siguranţe fuzibile - FC1

Activitatea 8 Produsul- “siguranţe fuzibile” - FO2

Activitatea 10 Calibrarea şi alegerea siguranţelor fuzibile – PR2Contactoare electromagnetice – FC3Relee de protecţie – FC4

Activitatea 13 Produsul –“contactoare electromagnetice’ – FO3

Activitatea 14 Produsul- “relee de protecţie” – FO4



22

FIŞELE DE REZUMAT

Fişele de rezumat ale modulului oferă cadrelor didactice şi elevilor mijloace de înregistrare a progresului.

Înregistrările exacte reprezintă un aspect important al administrării procesului de învăţare, şi poate de asemenea ajuta la informarea şi motivarea elevilor. Elevii trebuie să fie încurajaţi să-şi evalueze propriul proces de învăţare, comentând cu privire la arii care le-au plăcut sau nu la un anumit subiect. Elevii ar trebui să fie încurajaţi să îşi asume responsabilitatea pentru procesul de învăţare. Exemplu de copertă de fişă de rezumat:

PROIECTAREA INSTALATIILOR ELECTROMECANICENumele elevuluiData începerii Data

finalizării

Competenţe Activitate de învăţare Data îndeplinirii Verificat

Alege motorul electric de acţionare pentru o aplicaţie dată

Verifică motorul electric de acţionare pentru o aplicaţie dată

Alege elementele de protecţie pentru o aplicaţie dată

Realizează un proiect pentru o aplicaţie dată

UNITATE PROMOVATĂ CU SUCCES Semnătura elevului Data Semnătura profesorului Data


23

Exemplu de fişă de rezumat activitate (o precizare pentru fiecare activitate de învăţare):

Competenţa Activitatea de învăţare

Obiectivele învăţării Realizat

Detalii referitoare la competenţa care se dezvoltă

Denumirea sau alte precizări referitoare la activitatea de învăţare

Această activitate va : Data

Comentariile elevului

Comentariile profesorului **

* De exemplu : Ce le-a plăcut referitor la subiectul activităţii. Ce anume din subiectul activităţii li s-a părut a constitui o provocare. Ce mai trebuie să înveţe referitor la subiectul activităţii. Ideile elevilor referitoare la felul în care ar trebui să-şi urmărească obiectivul

învăţării.

** De exemplu : Comentarii pozitive referitoare la ariile în care elevul a avut rezultate bune, a

demonstrat entuziasm, s-a implicat total, a coalborat bine cu ceilalţi Ariile de învăţare sau alte aspecte în care este necesară continuarea dezvoltării. Ce au stabilit elevul şi profesorul că ar trebui să facă elevul în continuare luând în

considerare ideile elevului despre cum le-ar plăcea să-şi urmeze obiectivele învăţării.

Pentru fiecare elev se pot realiza mai multe astfel de fişe pe durata derulării modulului, acestea permiţând evaluarea precisă a evoluţiei elevului, furnizând în acelaşi timp informaţii relevante pentru analiză.


24

FIŞA PENTRU LUCRUL ÎN ECHIPĂ(în pereche sau în grup de 3-4 elevi)

Modulul (unitatea de competenţă) Numele elevului __________________________Numele profesorului _________________________

Care este sarcina voastră comună?

Cu cine vei lucra?

Ce anume trebuie făcut?

Cine va face acest lucru?

De ce fel de materiale, echipamente, instrumente şi sprijin va fi nevoie din partea celorlalţi?

Ce anume vei face tu?

Organizarea activităţii:

Data/Ora începerii:

Data/Ora finalizării:

Cât de mult va dura îndeplinirea sarcinii?

Unde vei lucra?

„Confirm faptul că elevii au avut discuţii privind sarcina de mai sus şi:s-au asigurat că au înţeles obiectiveleau stabilit ceea ce trebuie făcutau sugerat modalităţi prin care pot ajuta la îndeplinirea sarcinii s-au asigurat că au înţeles cu claritate responsabilităţile care le revin şi modul de organizare a activităţii”

Martor/evaluator (semnătura): Data: (ex.: maistru instructor/tutore de practiceă)

Această fişă stabileşte sarcinile membrilor grupului de lucru, precum şi modul de organizare a activităţii.


25

FIŞĂ PENTRU ÎNREGISTRAREA PROGRESULUI ELEVULUI

Pentru fiecare elev se pot realiza mai multe astfel de fişe pe durata derulării modulului, acestea permiţând evaluarea precisă a evoluţiei elevului, furnizând în acelaşi timp informaţii relevante pentru analiză.Modulul (unitatea de competenţă) __________________________________________Numele elevului ____________________________clasa________________________Numele profesorului ________________________

Competenţe care trebuie dobândite Data Activităţi efectuate şi

comentariiEvaluare

Bine Satisfăcător RefacereAlege motorul electric de acţionare pentru o aplicaţie dată

Verifică motorul electric de acţionare pentru o aplicaţie datăAlege elementele de protecţie pentru o aplicaţie dată

Realizează un proiect pentru o aplicaţie dată

Comentarii: Priorităţi pentru dezvoltare

Competenţe care urmează să fie dobândite (pentru fişa următoare):

Resurse necesare:

Competenţe care trebuie dobânditeAceastă fişă de înregistrare este făcută pentru a evalua, în mod separat, evoluţia legată de diferite competenţe tehnice generale şi competenţe pentru abilităţi cheie, care au fost dezvoltate şi evaluate.

Activităţi efectuate şi comentariiAici ar trebui să se poată înregistra tipurile de activităţi efectuate de elev, materialele utilizate şi orice alte comentarii suplimentare care ar putea fi relevante pentru planificare sau feedback.

Priorităţi pentru dezvoltarePartea inferioară a fişei este concepută pentru a menţiona activităţile pe care elevul trebuie să le efectueze în perioada următoare ca parte a viitoarelor module. Aceste informaţii ar trebui să permită profesorilor implicaţi să pregătească elevul pentru ceea ce va urma.

Competenţe care urmează să fie dobânditeÎn această căsuţă, profesorii trebuie să înscrie competenţele care urmează a fi dobândite.

Resurse necesareAici se pot înscrie orice fel de resurse speciale solicitate: manuale, seturi de instrucţiuni şi orice fel de fişe de lucru care ar putea reprezenta o sursă de informare suplimentară pentru un elev ce nu a dobândit competenţele cerute


26

Exemplu:

JURNAL DE PRACTICĂ

Clasa:Elev:Perioada: Locaţie (Agent economic şi departament):Modul:Tema/Teme:Sarcini de lucru (optional, in funcţie de specificul modulului):

În jurnalul de practică, elevul va completa următoarele informaţii:

1. Care sunt principalele activităţi relevante pentru modulul de practică pe care le-aţi observat sau le-aţi desfăşurat?

Activităţi observate Activităţi desfăşurate

2. Ce ai învăţat să faci pentru atingerea competenţei?

3. Care au fost activităţile practice care v-au plăcut? Motivaţi.

4. Ce activităţi practice nu v-au plăcut? Motivaţi.

Activitatea nr. 1


27

FIŞĂ DE LUCRU

RELEUL TERMIC - FL1

Competenţa: Alege elemente de protecţie pentru o aplicaţie dată

Lucrează individual!

a.Identifică cele doua simboluri şi specifică domeniul de utilizare al acestora:1._________________________________

2._________________________________

b. Alege aparatele în funcţie de tabelul de mai jos şi de scara curenţilor

TSA-10 TSA-16 TSA-32

Cod. 3670 3671 3872

In[A] 10 16 32

Ir[A] 0,4-11 0,4-16 0,4- 32

Scara curenţilor Ir,fiind 0,4-0,55-0,75-1-1,3-1,8-2,4-3,3-4,5-6-8-11-16-20-25-3 100-125-160-200-250-320-400-500-580-630-700-800 A

c. Pentru figura de mai sus identifică elementele componente:1..............................................;2..............................................;3...................................4..............................................;5..............................................;6...................................


28

7..............................................;8..............................................;9...................................

Activitatea nr. 2FIŞĂ DE LUCRU

SIGURANŢE FUZIBILE – FL2


Fig.1 Fig. 2 Fig. 3Lucrează individual! (se vor utiliza FD1 şi FD2 prezentate în Anexe)

a.In figura 1 este prezentată o siguranţă fuzibilă demontată.Identifică elementele componente ale siguranţei fuzibile.1..................................;2.......................................;3.......................................................4..................................;5........................................;b. In figura 2 este prezentată secţiunea printr-o siguranţă fuzibilă.Identifică elementele componente ale siguranţei fuzibile1..................................;2.......................................;3.......................................................4..................................;5.......................................;6.......................................................c. Identifică elementele componente ale aparatului de protecţie din figura 3:1..................................;2.......................................;3........................................................;4..................................;5........................................;

SOCLU PATRON CAPACcurent cod curent cod curent cod filet

25 A 2061 25 A 2240 2-25 25 A 2004 E2763 A 2071 63 A 2270 35 - 63 63 A 2005 E33100 A 2080 100 A 2290 80-100 100 A 2006 G 1.1/4

SUPORT PATRONCURENT COD TIP FUZIBIL

SIST 101 411 NT 00 406 4 - 160 ASIST 150 412 NT0 407 6- 160 A


29

SIST 201 413 NT1 408 36 - 250 ASIST 400 414 NT2 409 224-400 ASIST 630 415 NT3 410 400-630 A

Activitatea nr. 3

STUDIU DE CAZ

SIGURANŢE FUZIBILE – SC1



TEMA- Siguranţa este prioritară!

Obiectiv:

Utilizând jurnalul de practică, elaborează un studiu de caz privind importanţa utilizării siguranţelor cu element fuzibil in diverse aplicaţii (se va utiliza şi SC1) ţinând cont de:

avantajele şi dezavantajele utilizării siguranţelor fuzibile;măsurile necesare de protecţie in instalaţiile electromecanice identificate la agentul economic;elementele componente ale siguranţelor fuzibile identificate la agentul economic;tipurile de siguranţe fuzibile identificate la agentul economic;


30

Activitatea nr. 4STUDIU DE CAZ

SIGURANŢE AUTOMATE – SC2



TEMA- Siguranţa automată inlocuieşte siguranţa cu element fuzibil!

Obiectiv:

Utilizând jurnalul de practică, elaborează un studiu de caz privind importanţa inlocuirii siguranţelor cu element fuzibil cu siguranţe automate in diverse aplicaţii (se va utiliza şi SC2) ţinând cont de:

avantajele şi dezavantajele utilizării siguranţelor automate;

elementele componente ale siguranţelor automate

tipurile constructive ale siguranţelor automate identificate la agentul economic

măsurile necesare de protecţie in instalaţiile electromecanice identificate la agentul economic;


31

Activitatea nr. 5PROIECT

SIGURANŢE FUZIBILE îN INSTALAŢII ELECTROMECANICE - PR1

TEMA PROIECT: „Siguranţele fuzibile in instalaţii electromecanice”Competenţa Realizează un proiect pentru o aplicaţie datăLucrează individual!

Cuprins proiect:MEMORIU JUSTIFICATIVCAPITOLUL 1. Identificarea părţilor componente, caracteristici constructive şi

tehnologice pentru siguranţele fuzibile de joasă tensiune.

CAPITOLUL 2. Identificarea părţilor componente, caracteristici constructive şi

tehnologice pentru siguranţe fuzibile de înaltă tensiune.

CAPITOLUL 3. Utilizarea siguranţelor fuzibile într-o instalaţie electromecanică.

CAPITOLUL 4. Dimensionarea siguranţelor fuzibile;

CAPITOLUL 5. Executarea schiţei unei secţiuni printr-o siguranţă fuzibilă de

joasă tensiune respectiv de înaltă tensiune.(optional)

BIBLIOGRAFIE

Notă:Se vor utiliza fişele (FD1, FD2, FD3, FO1, FO2, SC1, SC2, SC3, LL1) şi jurnalul de practică.


32

Activitatea nr. 6

LUCRARE DE LABORATOR

DETERMINAREA CARACTERISTICILOR DE PROTECŢIE TIMP-CURENT PENTRU SIGURANŢE FUZIBILE – LL1


Obiective: - alegerea siguranţelor fuzibile (condiţii de alegere şi selecţie

utilizând cataloage de specialitate);- determinarea experimentală a caracteristicii de protecţie

timp-curent pentru o siguranţă fuzibilă;- compararea caracteristicii determinată experimental cu cele

prezentate in cataloage

Activitate pe grupe de 4 elevi

1. Scopul lucrăriiScopul lucrării este alegerea siguranţelor fuzibile, determinarea experimentală a caracteristicii de protecţie timp – curent pentru o siguranţă fuzibilă, şi compararea acesteia cu cele prezentate în cataloage (se va utiliza Fişa de documentare- Caracteristica de protecie a siguranlor fuzibile-FD3).

2. Schema de montaj

3. Aparate si materiale necesare:- TCT- trusa de curent şi tensiune;- S1- separator;- S2- separator;- RC- releu de curent;


33

- SF- siguranţă fuzibilă;- TC- transformator de curent

4. Tabel de date, grafice

Se vor compara rezultatele detreminate experimental cu, caracteristicile de protecţie timp-curent din cataloage.

If min [A] 4 6 7 8 10 15 20t [s]

Se traseaza graficul caracteristicii de protectie timp-curent.


34


ECHIPAMENTE ELECTRICE DE COMANDĂŞI PROTECŢIE DE JOASĂ TENSIUNE – FL3

Competenţa: Realizează un proiect pentru o aplicaţie datăObiectiv:Specificarea tipurilor de echipamente electrice de comandă şi protecţie de joasă tensiune care intervin în timpul funcţionării instalaţiilor electromecanice.Activitate pe grupeContinut:Se împarte clasa pe 5 grupe, fiecare grupă având ca sarcina analizarea tipurilor de echipamente electrice de comandă şi protecţie de joasă tensiune care intervin în timpul funcţionării instalaţiilor electromecanice, astfel:Grupa 1 – siguranţe fuzibile de joasă tensiuneGrupa 2 – contactoare electromagneticeGrupa 3 – întreruptoare automate de putereGrupa 4 – releeGrupa 5 – rezistoare, reostate şi controlere

Fiecare grupă va analiza tipul de echipament electric şi va completa in tabelul de mai jos :- elementele componente ale echipamentului,- paramaterii nominali ai echipamentului,- domeniul de utilizare al echipamentelor electrice.

Se va efectua o rotire a grupelor, care vor analiza astfel toate cele 5 tipuri echipamente electrice de comandă şi protecţie de joasă tensiune.Elevii unei grupe pot face completari, corecturi cu o altă culoare.Activitatea încurajează învăţarea prin cooperare. Pentru rezolvarea ei este necesar studiul fişelor: FD1, FD 2, FC1, jurnalul de practică.Se va completa urmatorul tabel de către toate grupele de lucru:

siguranţe fuzibile de

joasă tensiune

contactoare electromagn

etice

întreruptoare automate de

putere

relee rezistoarereostate şi controlere

Elementele componente ale echipamentuluiParamaterii nominali ai echipamentuluiDomeniul de utilizare al echipamentelor electrice


35

Activitatea nr. 8

FIŞĂ DE OBSERVAŢIE

PRODUSUL- “SIGURANŢE FUZIBILE” - FO2

Competenţa: Realizează un proiect pentru o aplicaţie datăLucrează individual!

1. Vă desfăşuraţi stagiul de pregătire practică la agentul economic X. Observaţi cu atenţie produsele “siguranţe fuzibile” necesare realizarii protecţiei unor anumite instalaţii electromecanice.

2. Dupa incheierea procesului de observare, completaţi fişa de mai jos: (se va utiliza fişa de documentare FD1 şi fişa conspect FC1)

Care este rolul funcţional al siguranţelor fuzibile intr-o instalaţie electromecanică?

Specificaţi tipurile de siguranţe fuzibile de joasă tensiune utilizate de agentul economic!

Care este gama tensiunilor şi curenţilor pentru siguranţele identificate?

Utilizând cataloage de specialitate, specificaţi pentru siguranţe fuzibile cu filet de 25 A, 63 A si 100 A, codul acestora pentru soclu, capac, patron.


36

Activitatea nr. 9

STUDIU DE CAZ

EVOLUŢIA SIGURANŢELOR FUZIBILE – SC3



TEMA- Evoluţia siguranţelor fuzibile!

Obiectiv:

Utilizând jurnalul de practică, elaborează un studiu de caz privind evoluţia siguranţelor fuzibile in diverse aplicaţii (se va utiliza şi SC3) tinând cont de:

avantajele si dezavantajele utilizarii sigurantelor fuzibile in diverse aplicatii;

tipurile reprezentative de siguranţe fuzibile identificate la agentul economic (siguranţe cu filet, siguranţe cu element inamovibil, siguranţe ultrarapide cu element inamovibil, siguranţe cu mare putere de rupere (MPR);


37

tensiunile nominale şi curenţii nominali pentru tipurile reprezentative de siguranţe fuzibile;

elementele constructive ale tipurile reprezentative de siguranţe fuzibile.

Activitatea nr. 10

MINIPROIECT

CALIBRAREA ŞI ALEGEREA SIGURANŢELOR FUZIBILE– PR2

TEMA MINIPROIECT: „Calibrarea şi alegerea siguranţelor fuzibile”Competenţa Realizează un proiect pentru o aplicaţie datăLucrează individual!

Cuprins:MEMORIU JUSTIFICATIVCAPITOLUL 1. Calibrarea şi alegerea siguranţelor fuzibile pentru protecţia

liniiilor electrice aeriene

CAPITOLUL 2. Calibrarea şi alegerea siguranţelor fuzibile pentru protecţia motoarelor electrice


38

CAPITOLUL 3. Calibrarea şi alegerea siguranţelor fuzibile pentru protecţia condensatoarelor destinate îmbunătăţirii factorului de putere

BIBLIOGRAFIE

Activitatea nr. 11FIŞĂ DE OBSERVAŢIE

PROCESUL DE MONTARE AL SIGURANŢELOR FUZIBILE- FO1

Competenţa: Alege elemente de protecţie pentru o aplicaţie datăLucrează individual!

1. Vă desfăşuraţi stagiul de pregătire practică la agentul economic X. Observaţi cu atenţie procesul de alegere şi montare al siguranţelor fuzibile necesare realizării protecţiei instalaţiei electromecanice (se va utiliza şi fişa de documentare FD1).

2. După încheierea procesului de observare, completaţi fişa de mai jos:

Care este succesiunea operaţiilor de montare pentru siguranţele fuzibile?

Care sunt măsurile de siguranţă care trebuie avute in vederea montajului corect şi sigur

Cum se montează siguranţele fuzibile cu mare putere de rupere?

Cum se montează siguranţele fuzibile LS?

Identificaţi tipuri de siguranţe fuzibile la agentul economic şi specificaţi


39

al siguranţelor fuzibile?

scara curenţilor nominali pentru fuzibilul siguranţei


CONTACTOARE ELECTROMAGNETICE – FL4

Competenţa: Alege elemente de protecţie pentru o aplicaţie datăLucrează individual! Obiectiv:Identificaţi elementele componentele ale contactoarelor electromagnetice figurate in fişa de mai jos (se va utiliza fişa de documentare FD4)

Tip contactor electromagnetic Părţi componente

1...........................................................

2...........................................................

3...........................................................

4...........................................................

5...........................................................


40

Contactor electromagnetic cu o singură întrerupere

6...........................................................

7...........................................................

Contactor electromagnetic cu dublă întrerupere

1...........................................................

2..........................................................

3...........................................................

4...........................................................

5...........................................................

6...........................................................

7...........................................................

8...........................................................

9...........................................................

10.........................................................

11.........................................................Activitatea nr. 13


PRODUSUL- “CONTACTOARE ELECTROMAGNETICE” – FO3

Competenţa: Realizează un proiect pentru o aplicaţie datăLucrează individual!

1. Vă desfăşuraţi stagiul de pregătire practică la agentul economic X. Observaţi cu atenţie produsele “contactoare electromagnetice” necesare realizării protecţiei unor anumite instalaţii electromecanice.


41

2. După incheierea procesului de observare, completaţi fişa de mai jos: (se va utiliza fişa conspect FC3 şi jurnalul de practică)

Care este rolul funcţional al contactoarelor electromagnetice in instalaţiile electromecanice?

Specificaţi tipurile de contactoare electromagneticeutilizate de agentul economic?

Care sunt simbolurile contactoarelor electromagnetice de curent continuu şi domeniul de utilizare al acestora?

Care sunt simbolurile contactoarelor electromagnetice de curent alternativ şi domeniul de utilizare al acestora?

Care sunt părţile componente ale unui contactor electromagnetic?

Activitatea nr. 14


PRODUSUL- “RELEE DE PROTECŢIE” – FO4

Competenţa: Realizează un proiect pentru o aplicaţie datăLucreaza individual!

1. Vă desfăsuraţi stagiul de pregătire practică la agentul economic X. Observaţi cu atenţie produsele “relee de protecţie”(in numar de 5) necesare realizării protecţiei unor anumite instalaţii electromecanice.


42

2. După incheierea procesului de observare, completati fişa de mai jos: (se va utiliza fişa conspect FC4 şi jurnalul de practică)

Tip releu de protecţie

Care sunt parametrii principali ai releului de protecţie? (specificaţi datele de catalog)

Specificaţi care este curentul nominal de serviciu?

Activitatea nr. 15

STUDIU DE CAZ

ALEGEREA ŞI VERIFICAREA MOTOARELOR ELECTRICE DE ACŢIONARE – SC4

Competenţa: Alege motorul electric de acţionare pentru o aplicaţie dată; Verifică motorul electric de acţionare pentru o aplicaţie dată


43


TEMA-“Alegerea şi verificare motoarelor electrice de actionare!”

Obiectiv:

Utilizând jurnalul de practică, elaborează un studiu de caz privind alegerea şi verificarea motoarelor electrice de acţionare in diverse aplicaţii (se va utiliza fişele SC4, FC4) tinând cont de:

gradele de protecţie ale motoarelor (grade normale, grade contra pătrunderii apei, grade normale contra atingerii şi pătrunderii corpurilor străine şi lichide);

caracteristicile maşinii de lucru;

regimuri de funcţionare;

reglaj de viteză;

verificarea capacităţii de pornire a motoarelor;

condiţii de alegere şi selecţie utilizând cataloage de specialitate;

Activitatea nr. 16

PROIECT

DIMENSIONAREA ELEMENTELOR DIN SCHEMA DE PORNIRE DIRECTĂ A UNUI MOTOR ASINCRON TRIFAZAT – PR3

TEMA PROIECT: „Dimensionarea elementelor din schema de pornire directă a unui motor asincron trifazat”Competenţe Alege motorul electric pentru o aplicaţie dată;


44

Verifică motorul electric de acţionare pentru o aplicaţie dată; Alege elementele de protecţie pentru o aplicaţie dată; Realizează un proiect pentru o aplicaţie dată.

Lucrează pe grupe!Obiectiv:Pentru pornirea directă a motorului asincron din schema de mai jos:

alegeti motorul asincron (se va alege un motor asincron identificat la agentul economic unde aţi desfăşurat stagiile de pregătire practică şi ai cărui parametrii nominali i-aţi specificat in fişa SC4)verificaţi motorul asincron (calculul cuplului de pornire, utilizând SC4)alegeţi elementele de protecţie (siguranţe fuzibile, relee termice, relee electromagnetice, contactoare) utilizând SC1, SC2, FO3, FO4, FC3, FC4, FL3, FD3, PR1, PR2 şi jurnalul de practică)

Soluţionarea activităţii nr.3

STUDIU DE CAZ - SIGURANŢE FUZIBILE – SC1

Dacă într-un conductor electric circulă un curent prea intens, acesta se încălzeşte şi apare pericolul de incendiu. Determinantă pentru aceasta este secţiunea transversală a conductorului. De aceea conductoarele electrice trebuie protejate cu siguranţe fuzibile sau cu întrerupătoare automate de protecţie, corespunzător dimensionate.

Dacă are loc un scurtcircuit sau se aplică o suprasarcină, circuitul se întrerupe în acest loc. Supraîncărcarea se datorează cel mai adesea cuplării unor


45

consumatori puternici la o reţea de alimentare cu cabluri prea subţiri. Scurtcircuitul se produce prin contactul accidental a doi conductori cu potenţial diferit.

De exemplu, la un cablu erodat, prin uzură, se poate produce contactul spontan între faze sau o fază şi nul.

Măsurile necesare de protecţie pentru instalaţiile electrice constau în echiparea circuitului de alimentare al fiecărui aparat cu o siguranţă fuzibilă sau întrerupător automat de protecţie, precum şi siguranţe fuzibile sau automate pe circuitele de lumină, respectiv pe fiecare circuit de prize.

Conductorii cu secţiune de 1,5 mm2 suportă o sarcină maximă de 2,2 kW şi necesită o siguranţă de 13 A. La anumite tipuri de amplasare (pozare liberă) se poate utiliza şi o siguranţă de 16 A.La un cablu de 2,5 mm2 se dublează sarcina admisibilă, respectiv trebuie pusă o siguranţă corespunzătoare, de 16/20 A, dar numai dacă soclul de conectare al siguranţei corespunde (conectoare pentru siguranţe CEE până la 32A).

Una din cele mai importante măsuri obligatorii de protecţie este întrerupătorul de protecţie la curent rezidual, numit pe scurt FI / RCD. Acesta întrerupe într-o clipă circuitul la apariţia unui defect în reţeaua de alimentare, în aparat sau la atingerea directă a părţilor prin care trece curentul, eliminând astfel orice pericol. La instalaţia electrică se vor folosi numai materiale certificate. Sculele destinate lucrărilor electrotehnice au o bună izolaţie de protecţie, marcată pe mânerul de plastic prin simboluri specifice (de ex. 1000 V).

SIGURANŢE ÎNŞURUBATE CU ELEMENT FUZIBIL

Aceste siguranţe, încă mult răspândite, constau dintr-un corp de ceramică, format din cilindri de diametre diferite. La ambele capete se găsesc contacte metalice, legate printr-un fir amplasat într-o cămaşă de nisip cuarţos. La o anumită depăşire a curentului nominal (suprasarcină) acest fir se topeşte şi se întrerupe circuitul, înainte să apară defecţiuni în reţea. (fig.1)

Timpul de reacţie variază – după intensitatea curentului – între câteva fracţiuni de secundă şi mai multe secunde.

La exterior se recunoaşte o siguranţă arsă după pastila de identificare căzută sau topită. Aceasta este o plăcuţă mică metalică amplasată pe centrul capacului de contact exterior. Capacele soclurilor sunt prevăzute cu un vizor de sticlă pentru observarea stării siguranţelor dintr-o privire. Pentru o verificare precisă trebuie demontat elementul de siguranţă, deoarece se poate întâmpla ca şi după topirea firului, pastila să adere în continuare la corpul ceramic.(fig.3)

Elementele fuzibile au diametre diferite la capătul subţire; cu cât este mai mare curentul nominal, cu atât este mai mare şi diametrul. Pentru a evita montarea unor elemente fuzibile prea puternice, care să fie ineficiente în cazul


46

unei suprasarcini, soclurile acestora sunt prevăzute cu şuruburi de reglaj care corespund diametrelor corecteale fiecărui element de siguranţă.

Dacă în caz de urgenţă se foloseşte un element mai slab (mai subţire), aceasta nuprezintă risc pentru protecţie. În cel mai rău caz se arde siguranţa la punerea în funcţiune a consumatorului.

Fig.1 Sectiune printr-un element fuzibil

Utilizare:

siguranţele cu element fuzibil se utilizează astăzi de regulă înaintea contorului, între rampa de alimentare şi tabloul de distribuţie al locuinţei.

siguranţele cu element fuzibil se utilizează la echipamentele mai vechi în tablourile de distribuţie ale locuinţelor,domeniu în care predomină de multă vreme siguranţele automate şi întrerupătoarele automate de protecţie.

ocazional se instalează siguranţe fuzibile şi la construcţii noi. Acestea se utilizează de regulă la circuite destinate alimentării unor maşini sau utilaje de putere mare pe o perioadă scurtă

Fig.2 Sigurante fuzibile inşurubate


47

Fig.3 Tipuri de sigurante fuzibile cu element fuzibil

Codul culorilor normate pentru siguranţe şi şuruburile de reglare.

1,6 A 2A 4A 6A 8A 10A 13A 16A

negru roz maro verde verdedeschis

roşu bej gri

20 A 25A 32A 40A 50A 63A 80A 100Aalbastru violet galben negru alb cupru argint roşu

O formă diferită de cea descrisă mai sus au siguranţele de joasă tensiune şi putere mare (NH), folosite în special la conectarea locuinţelor. La acest tip elementele ceramice sunt de formă dreptunghiulară.Observatie

Prin cârpirea unei siguranţe fuzibile se reface funcţionarea aparatului pentru scurt timp dar se pierde efectul de întrerupere la suprasarcină, respectiv de protecţie. De asemenea prin introducerea unei siguranţe improvizate se poate afecta circuitul. Cel mai bine este să aveţi la îndemână mai multe bucăţi din siguranţele utilizate în mod uzual.Spre deosebire de siguranţele convenţionale cu înşurubare, siguranţele dreptunghiulare (NH) pot fi înlocuite numai de electricieni calificaţi


STUDIU DE CAZ- SIGURANŢE AUTOMATE – SC2


48

In multe domenii elementele fuzibile au fost înlocuite de multă vreme cu siguranţe automate (fig.1) Denumirea este depăşită, deoarece pe vremuri siguranţele automate înlocuiau siguranţele fuzibile în soclurile cu filet.

Fig.1 Sigurante automate

Acestea au avantajul că, după îndepărtarea defectului, pot fi reconectate imediat. La nevoie, pentru lucrări de întreţinere sau reparaţii la instalaţia electrică, pot fi utilizate ca un întrerupător obişnuit. Pe termen lung utilizarea acestora este la fel de ieftină ca şi a siguranţelor fuzibile, deoarece nu necesită elemente consumabile pentru refacerea circuitului.

În exterior întrerupătoarele automate de protecţie sunt prevăzute cu o carcasă de material plastic, echipată frontal cu un întrerupător basculant. Pentru identificarea circuitelor (de ex. „maşina de spălat”) se pot aplica pe carcasă etichete adezive.

În interior sunt două mecanisme de protecţie, unul termic şi unul electromagnetic. Sistemul termic reacţionează la încălzirea generată de supracurenţi. Un mecanism bimetalic întrerupe circuitul la depăşirea curentului nominal.

Curentul nominal, marcat pe siguranţe / întrerupătoarele de protecţie, reprezintă curentul maxim, la depăşirea căruia acestea întrerup circuitul (25 A, de ex.)

În cazul unui scurtcircuit acţionează sistemul electromagnetic, care întrerupe reţeaua în câteva fracţiuni de secundă. Mecanismul de declanşare este astfel construit, încât nu poate fi recuplat cât timp defectul se menţine, chiar dacă este blocată pârghia întrerupătorului basculant.

Avantajele utilizarii sigurantelor si intreruptoarelor automate

Siguranţele automate protejează reţeaua contra suprasarcinilor şi scurtcircuitelor, evitând incendiile şi alte pagube costisitoare, dar nu asigură protejarea persoanelor.


49

În schimb, întrerupătoarele de protecţie la curent rezidual (FI / RCD) protejează persoanele contra electrocutărilor. În cazul în care corpul uman intră în contact cu o reţea electrică, curentul electric peste o anumită intensitate are mai multe efecte vătămătoare.

Electrocutările produc frecvent arsuri, în mod deosebit sunt afectaţi negativnervii şi funcţiile muşchilor. Pericolul devinemortal la curenţi peste 30 mA care traversează inima (muşchii). În acest cazinima intră în fibrilaţie, fiind perturbatăfuncţia de pompare. Drept urmare nu se mai asigură oxigenarea creierului şi în câtevaminute survine moartea.

Întrerupătoarele la curent rezidual, pe scurt FI, sau în nomenclatura engleză RCD (Residual Current Device), sunt disponibile în variante cu doi şi patru poli, pentru diferiţi curenţi nominali de defect.

Pentru asigurarea protecţiei contra electrocutării în cazul atingerii directe a părţilor sub tensiune, trebuie ales un model care are curentul nominal 30 mA.

Întrerupătoarele FI / RCD funcţionează pe principiul sumării curenţilor între faze şi neutru: suma acestora trebuie să fie nulă.

Pentru un circuit monofazic, curenţii de fazăşi neutru trebuie să fie egali şi de semn contrar.

În cazul atingerii conductorului de către o persoană, o parte din curent tinde să sescurgă spre pământ prin corp, astfel încâtcurenţii de fază şi neutru nu mai au valoriegale. Sistemul comandă printr-un releu întreruperea imediată a circuitului.

La instalaţiile noi, întrerupătoarele FI / RCD exemplifică de multă vreme evoluţia tehnicii în domeniu. De atunci numărul accidentelorprin electrocutare s-a redus simţitor, de asemenea s-au redus pagubele mari (incendii de ex.) cauzate de scurtcircuite la pământ, generate de defecte în maşini sau instalaţii.

Din motivele menţionate trebuie echipate de către electricieni cu sisteme FI / RCD şi reţelele vechi.

ObservatieVerificaţi în mod regulat întrerupă toarele FI / RCD! Acestea sunt echipate cu o tastă de probă prin care li se verifică funcţionalitatea.

Pe o instalaţie corect montată testul poate fi efectuat în afara oricărui pericol de către orice persoană.

Dacă nu se efectuează periodic testul, cu timpul contactele interioare se pot lipi. În acest caz nu se mai produce decuplarea la apariţia unei situaţii periculoase.

Recomandabil este să testaţi aparatul de două ori pe an, la schimbarea orei legale,de ex.

În felul acesta vă asiguraţi că sunteţi ferit de pericoleSoluţionare activitatea nr. 5

PROIECT


50

SIGURANŢE FUZIBILE IN INSTALAŢII ELECTROMECANICE - PR1

PARTEA I-a : Identificarea părţilor componente, caracteristici constructive şi

tehnologice pentru siguranţe fuzibile de joasă şi înaltă tensiune; Utilizarea siguranţelor fuzibile într-o instalaţie electromecanică

1. Modul de lucru1.1. Se va studia construcţia siguranţelor fuzibile de joasă tensiune, respectiv

de înaltă tensiune, stabilindu-se elementele componente şi rolul acestora: fuzibil,

suport ceramic, anvelopă, armăturile de contact, fir de semnalizare cu resort. (se vor

utiliza fişele de documentare, studiile de caz, jurnalul de practică)

Pe baza tipurilor constructive de siguranţe fuzibile de joasă tensiune cât şi de

înaltă tensiune existente pe panourile experimentale din cadrul laboratoarelor

precum şi cele identificate la agenţii economici, se vor evidenţia asemănările

respectiv deosebirile de ordin constructiv şi tehnologic ( se va utiliza jurnalul de

practică)

1.2. În funcţie de caracteristicile de limitare şi timp-curent ale siguranţelor se

va studia modul de amplasare a siguranţelor fuzibile în instalaţiile electrice de joasă

tensiune respectiv de medie tensiune

PARTEA a II-a : Dimensionarea siguranţelor fuzibile; Executarea schiţei unei secţiuni printr-o siguranţă fuzibilă de

joasă tensiune respectiv de înaltă tensiune;

1. Modul de lucru1.1. Se va calcula rezistenţa electrică a zonei înguste a unei benzi de fuzibil.

1.2. Se va trasa caracteristica de limitare a siguranţelor de medie tensiune cu

Un = 7,2 kV.

1.3. Se va trasa caracteristica timp-curent a unei siguranţe de medie tensiune

cu

Un = 7,2 kV.

2. Modul de lucru2.1. Forma geometrică a zonei înguste de lungime 2∙c a benzii fuzibile pentru

o siguranţă de joasă tensiune este dată în figura 1.


51

Fig.1

2.2. Caracteristica de limitare pentru curent simetric şi asimetric se trasează

având pe abscisă curentul prezumat în valoare efectivă iar pe ordonată curentul

limitat tăiat; pentru fiecare curent nominal obţinându-se o dreaptă de limitare, deci în

final o familie de drepte de limitare.

Fie o familie de siguranţe fuzibile de medie tensiune cu Un = 7,2 kV.

Pentru gama de curenţi nominali 2,5 A ¸ 16 A siguranţele fuzibile se

realizează din fire fuzibile dispuse în paralel cu datele din tabelul 1Tabelul 1.

Curentul nominal

In [A]

Nr. de fire în

paralel

Diametrul

[mm]

2,5

4

6,3

10

16

2

3

5

9

9

0,08

0,08

0,08

0,08

0,12

Pentru gama de curenţi nominali 25 A ¸ 250 A siguranţele se realizează din

benzi fuzibile dispuse în paralel cu următoarele dimensiuni ale secţiunii în zona

îngustată conform figurii 1 şi tabelului 2.

Acest material a fost elaborat prin finanţare Phare în proiectul de

Dezvoltare instituţională a sistemului de învăţământ profesional şi tehnic52

Tabelul 2.

Curentul nominal

In [A]

Nr. de benzi

în paralel

Grosime

[mm]

Lungime

[mm]

25 5 0,05 0,5

31,5 8 0,05 0,5

40 11 0,05 0,5

50 11 0,05 0,5

63 13 0,07 0,5

80 13 0,1 0,5

100 17 0,1 0,5

125 23 0,1 0,5

160 23 0,1 0,5

200 23 0,2 0,5

250 23 0,25 0,5

2.3. Caracteristica timp-curent reprezintă dependenţa dintre timpul de fuziune

şi curentul de scurtcircuit stabilizat (valoare efectivă).Ridicarea caracteristicii se va

face pe baza prelucrării rezultatelor date de oscilogramele din figura 2 obţinute

pentru o siguranţă fuzibilă cu In = 50A la Un = 7,2 kV. Caracteristica se trasează pe

scară dublu logaritmică.

Notă: Noile standarde acceptate pentru siguranţe fuzibile sunt urmatoarele:

Siguranţe fuzibile de joasă tensiune SR EN 60269/1-2003

Siguranţe fuzibile de înaltă tensiune SR EN 60282/1-2003

4. Bibliografie1. Hortopan,G: Aparate electrice de comutaţie, vol II, Editura tehnică, Bucureşti

1996.

2. Peicov,Al: Aparate electrice -Proiectare si constructie, Editura Scrisul

Romanesc,Craiova, 1988

ANEXE

Relativ la zona îngustă a benzii de fuzibil a unei siguranţe de joasă tensiune.


53

Fig. 2. a) Oscilograme pentru o siguranţă fuzibilăde medie tensiune, Un = 7.2 kV şi In = 50 A


54

Fig.2. b); c); d) Oscilograme pentru o siguranţă fuzibilăde medie tensiune, Un = 7.2 kV şi In = 50

A


55

Soluţionare activitate nr.6

LUCRARE DE LABORATOR

DETERMINAREA CARACTERISTICILOR DE PROTECŢIE TIMP-CURENT PENTRU SIGURANŢE FUZIBILE – LL1

1 Scopul lucrăriiScopul lucrării este alegerea siguranelor fuzibile, determinarea experimentală a caracteristicii de protecţie timp – curent pentru o siguranţă fuzibilă, şi compararea acesteia cu cele prezentate în cataloage (se va utiliza Fişa de documentare- Caracteristica de protecie a siguranlor fuzibile-FD3).

2 Schema de montaj

3 Aparate si materiale necesare:- TCT- trusa de curent şi tensiune;- S1- separator;- S2- separator;- RC- releu de curent;- SF- siguranţă fuzibilă;- TC- transformator de curent

4 Modul de realizare al lucrării

Se realizează montajul experimental de la punctul 2: Pentru siguranţa fuzibilă cu filet SF se confecţionează 10

elemente înlocuitoare, fiecare cu elementul fuzibil realizat dintr-un fir de cupru montat în aer, al cărui diametru d se măsoară cu micrometrul.


56

Folosind relaţia:

o a=60 pentru Cu; a=44 pentru Ag

Se calculează curentul minim de fuziune If min.

Pentru determinarea caracteristicii timp-curent se procedează astfel:

în funcţie de intensitatea curentului minim de fuziune, se aleg bornele de măsură corespunzătoare ale transformatorului de curent TC;

se îndepărtează din circuit elementul înlocuitor al siguranţei fuzibile pregătit pentru determinări, se verifică poziţia de zero a cursorului trusei de curent şi tensiune TCT şi poziţia deschis a separatorului S2;

se închide separatorul S1 şi se cuplează sursa TCT crescând curentul prin circuit până la valorile recomandate de conducătorul lucrării, pornind de la valoarea If min, (valori recomandate pentru încercări: If min, 7 A, 8 A, 9 A, 10A, 15 A, 20 A, 25 A, 30 A, 35 A);

pentru valoarea reglată a curentului de încercare se verifică funcţionarea releului de curent RC;

se decuplează sursa de alimentare, se deschide S1, se închide separatorul S2 pentru a conecta în circuit cronometrul C şi se introduce în soclu elementul fuzibil al siguranţei;

montajul este pregătit pentru determinări; se cuplează sursa TCT (fără a se modifica poziţia cursorului) şi se citesc

indicaţiile ampermetrului (pentru a efectua eventuale corecţii) şi cronometrului care se opreşte automat în momentul arderii elementului fuzibil al siguranţei.

5 Tabel de date, grafice

Se vor compara rezultatele detreminate experimental cu, caracteristicile de protecţie timp-curent din cataloage.Date experimentale

d=0,16 mm;

;

If min [A] 4 6 7 8 10 15 20t [s] - 5,17 4,33 3,68 1,52 0,15 0,14


57


58

Soluţionarea activităţii nr. 9

STUDIU DE CAZ

EVOLUŢIA SIGURANŢELOR FUZIBILE – SC3

Din punct de vedere constructiv, siguranţele fuzibile se execută în două variante: 1) deschise, când arcul electric este stins în aer liber

2) închise, atunci când arcul electric este stins într-un tub (din fibră sau din porţelan) închis la capete, cu sau fără umplutură de nisip.

Evoluţia constructivă a siguranţelor fuzibile este prezentată în fig.1

Primele siguranţe s-au realizat în construcţie deschisă, fuzibilul fiind alcătuit dintr-un fir de plumb ( sau aliaje ale plumbului cu staniu), zinc, cupru sau argint ( fig.1). Fuzibilele realizate din metale cu punct de topire scăzut ( plumbul având punctul de topire la 200 grade C, iar zincul la 420 grade C) permit ca temperatura totală a siguranţei să fie menţinută la un nivel scăzut. Pe de altă parte, un astfel de fuzibil, cu o conductivitate electrică relativ mică, în cazul curenţilor mari trebuia să aibă o arie mare a secţiunii transversale.

Următoarea etapă în construcţia siguranţelor a constat în realizarea elementelor fuzibile din fire de cupru sau argint, introduse în interiorul unor tuburi dielectrice deschise la capete (fig.1b). În comparaţie cu plumbul şi zincul, fuzibilele din cupru şi argint pot fi realizate cu secţiune transversală mai mică. În schimb, ele se caracterizează printr-o temperatură de topire ridicată şi, în consecinţă, siguranţele sunt supuse unei creşteri înalte a temperaturii. Folosirea a două sau mai multe fuzibile în paralel determină creşterea suprafeţei de răcire a fuzibilului şi asigură utilizarea mai eficientă a siguranţei.


Fig.1 Evoluţia siguranţelor fuzibile

59

Pentru creşterea puterii de rupere, s-au dezvoltat siguranţele fuzibile închise la capete, fără material de umplutură (fig.1c), sau umplute cu nisip de cuarţ (fig.1d). Nisipul de cuarţ are un puternic efect de răcire a coloanei arcului şi favorizează deionizarea şi stingerea rapidă a arcului electric.

Creşterea în continuare a puterii de rupere şi a rapidităţii de acţionare a siguranţelor fuzibile cu umplutură de nisip a fost posibilă numai prin înlocuirea firelor rotunde cu benzi subţiri, gâtuite, din cupru sau argint (fig.1e).

În construcţia siguranţelor ultrarapide s-a impus fuzibilul de tip "sită" (fig.1f), format dintr-o bandă fuzibilă în care s-au practicat perforaţii, aliniate în şiruri longitudinale şi transversale. Practic, în acest mod se obţin mai multe întreruperi în serie, ceea ce provoacă o creştere rapidă a căderii de tensiune în arc, limitând, astfel, extinderea şi durata arcului electric.

Capacitatea de întrerupere a curenţilor de suprasarcină, când siguranţa nu are un efect limitativ, se obţine prin mai multe metode: prin desprindere mecanică, prin efect metalurgic sau prin efect chimic. Astfel, în fig2a este reprezentat un element fuzibil cu desprindere mecanică, folosit la siguranţele cu ruperea arcului în aer.

La trecerea unui curent de suprasarcină de durată, căldura degajată produce topirea aliajului 3, care iniţial era lipit de piesa cu mare capacitate calorică 2 şi realiza legătura dintre cele două fire fuzibile, 1 şi 1'. După aceea, resortul 4, tensionat, va îndepărta elementul fuzibil 1' din poziţia iniţială, determinând formarea arcului de întrerupere. Topirea fuzibilului la o temperatură redusă se poate obţine şi pe baza fenomenului numit "efect metalurgic" (fig.2b).

Pentru declanşarea acestui fenomen este necesar ca pe elementul fuzibil 6, realizat dintr-un material cu punct de fuziune ridicat, să se prindă, prin lipire, o mică picătură 5 dintr-un aliaj eutectic de Pb, Sn. În cazul unor suprasarcini, atunci când se atinge temperatura de topire a picăturilor, acestea se topesc şi dizolvă metalul elementului fuzibil în punctul de lipitură, la temperaturi inferioare temperaturii de topire a elementului fuzibil.

Procesul de difuzie a metalului picăturii se intensifică odată cu creşterea încălzirii, producându-se o evoluţie în avalanşă, iar arcul care ia naştere în zona picăturii topeşte şi restul fuzibilului. Similar poate fi folosit şi "efectul chimic" (asemănător "efectului metalurgic") la obţinerea inerţiei termice a fuzibilelor.

În continuare vor fi prezentate tipurile reprezentative de siguranţe fuzibile de joasă tensiune.


60

1. Siguranţe cu filet. Au o capacitate medie de rupere şi sunt folosite atât în instalaţiile casnice, cât şi în cele industriale. Sunt caracterizate de tensiuni nominale de maxim 1000 V şi curenţi nominali de 10 - 100 A.

Siguranţele cu filet pot fi de tipul LS (legătură spate), montate pe panouri izolante şi prevăzute cu şuruburi de contact, de tipul LF (legătură faţă), la care bornele de contact sunt accesibile prin partea din faţă a panoului, acoperite cu un capac demontabil de porţelan şi de tipul LFI, pentru instalaţii industriale. Ele sunt formate din soclu, patron şi capac filetat.

2. Siguranţe cu element inamovibil. Au curentul nominal în plaja 100-600 A şi sunt folosite în circuite de putere cu tensiuni de până la 500 V c.a. şi 440 V c.c. Se caracterizează prin efectul de limitare a curentului şi printr-o mare capacitate de rupere (până la 50 kA).

O astfel de siguranţă este reprezentată în figura 3.. Carcasa 1 este realizată din porţelan emailat de înaltă tensiune şi conţine un ansamblu constând din elementele fuzibile 2, sudate prin puncte pe discurile care poartă lamelele de contact 3. Tot ansamblul este fixat prin capacele 4, prinse cu şuruburi de


Fig.2 Siguranţe fuzibile lente:(a) cu desprindere mecanică;

(b) cu efect metalurgic

61

carcasă, manşoanele de azbest 5 fiind plasate sub capace, pentru a asigura o etanşare corespunzătoare. Carcasa este umplută cu nisip de cuarţ (curat şi uscat), înconjurând fuzibilul pe toată lungimea lui. Manşoanele de azbest previn pătrunderea umidităţii în carcasă şi absorbţia ei de către nisip. Elementul fuzibil constă din mai multe benzi de cupru, cu grosime de 0,15-0,35 mm şi lăţime de până la 4 mm, prevăzute cu decupările 7 (care reduc aria secţiunii transversale a fuzibilului). Utilizarea mai multor benzi în paralel permite dezvoltarea unor arcuri electrice mai mici, arzând în paralel, care (în acest fel) asigură o mai bună disipare a energiei arcului în volumul de nisip.

Efectul metalurgic, produs de picătura de staniu 8 (lipită pe fiecare bandă a fuzibilului), este utilizat pentru scăderea temperaturii siguranţei în cazul suprasarcinilor mici. Drept rezultat, punctul de topire al benzii scade la 475gradeC, iar creşterea de temperatură a siguranţei rămâne în limite acceptabile.

3. Siguranţe ultrarapide cu element inamovibil. Au o capacitate mică de rupere şi sunt utilizate la tensiuni de până la 550 V, având curenţii nominali în plaja 0,1 - 40 A (curentul prezumat întrerupt fiind mai mic de 2 kA).

Sunt în construcţie deschisă sau închisă şi au fuzibilul cu secţiunea variabilă (în concordanţă cu caracteristica de protecţie cerută). Sunt folosite pe autovehicule, la protecţia circuitelor de comandă şi de automatizare, pentru protecţia instalaţiilor cu dispozitive semiconductoare etc. În cazul redresoarelor, siguranţele pot fi instalate atât pe partea de c.a. (cu UN 380 V), cât şi pe partea de c.c. (cu UN 400 V).


Fig.3 Siguranţă cu element inamovibil

62

4. Siguranţe cu mare putere de rupere (MPR). Se construiesc cu tensiuni nominale de până la 1000 V şi curenţi nominali în domeniul 100 - 1000 A.

Din fig.4 se constată că banda fuzibilă 3 prezintă mai multe locuri înguste (secţiuni diminuate), care constituie zonele (a) în care banda fuzibilă se va topi la trecerea curentului de scurtcircuit. În zona centrală (b) se depune pe banda fuzibilă un aliaj eutectic de staniu-plumb 6, pentru obţinerea efectului metalurgic. În această zonă, banda se va topi la trecerea unui curent de suprasarcină de (1,5 - 10)IN, fără însă a limita amplitudinea curentului, după o caracteristică dependentă. În schimb, curentul de scurtcircuit va fi limitat (ca amplitudine) prin topirea elementului înlocuitor. Elementul înlocuitor se introduce în contactele fixe prin cuţitele de contact 1 şi 2. Elementul fuzibil 3 este înconjurat de nisipul de cuarţ 5, introdus prin vibrare în carcasa din material plastic 4. Introducerea şi scoaterea elementului fuzibil în/din suport se realizează cu ajutorul unui mâner izolant detaşabil.

Siguranţele MPR se construiesc pentru curenţi nominali de 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500 şi 630 A c.a. şi, respectiv, pentru 250 şi 400 A c.c.


Fig.4 Siguranţă fuzibilă de mare putere

63

Soluţionarea activităţii nr 10

MINIPROIECT

CALIBRAREA ŞI ALEGEREA SIGURANŢELOR FUZIBILE– PR2

Competenţa: Realizează un proiect pentru o aplicaţie dată

Protecţia cu siguranţe se bazează pe efectul Joule la trecerea curentului electric prin fuzibil. În acest context se definesc următoarele valori ale curentului:

1. Curentul nominal (al siguranţei fuzibile) este acea valoare a intensităţii curentului la care fuzibilul poate funcţiona timp nelimitat, fără a se topi;

2. Curentul minim de topire reprezintă valoarea minimă a intensităţii curentului care, trecând prin fuzibil, îi produce topirea (în regim permanent).

La orice siguranţă fuzibilă de joasă tensiune, între cei doi curenţi există relaţia:


64

Calibrarea siguranţelor (adică stabilirea valorii curentului , cât şi alegerea lor) se face în raport de categoria consumatorului protejat şi de valoarea caracteristică a curentului consumatorului.

1. Pentru protecţia liniiilor electrice aeriene care alimentează consumatori casnici, curentul In sig trebuie ales mai mic decât curentul nominal InL al liniei pentru regimul permanent de funcţionare, utilizându-se relaţia:

(1)

după care, se alege siguranţa cu valoarea standardizată cea mai apropiată.

2. Pentru protecţia motoarelor electrice se are în vedere supracurentul de pornire Ip. Astfel, în cazul pornirilor uşoare se recomandă ca:

(2)

pe când în cazul motoarelor electrice cu porniri grele trebuie ca:

(3)

3. Pentru protecţia condensatoarelor destinate îmbunătăţirii factorului de putere se recomandă relaţia:

(4)

4. Pentru protecţia elementelor semiconductoare se utilizează, în exclusivitate, numai siguranţe ultrarapide, recomandându-se relaţia de calcul:

(5)În mod practic, la fiecare din cazurile prezentate mai sus, siguranţa se alege (din

seria constructivă de siguranţe fuzibile) ca având valoarea normalizată (standardizată) a curentului cât mai apropiată de valoarea calculată cu relaţiile de aproximare.

În general, folosirea siguranţelor fuzibile prezintă o multitudine de avantaje tehnico-economice:

siguranţele fuzibile sunt cele mai ieftine echipamente de protecţie, nu necesită întreţinere, nu prezintă pericol de explozie sau incendiu,realizează întreruperea unui circuit electric mai rapid decât întreruptoarele, limitând valoarea curentului de scurtcircuit.

În acelaşi timp, principalele dezavantaje ale utilizării siguranţelor fuzibile sunt:

timpul relativ mare pentru înlocuirea fuzibilului, o caracteristică de protecţie nereglabilă şi necontrolabilă, o funcţionare influenţată de temperatura mediului ambiant (şi de stările anterioare producerii scurtcircuitului), riscul deconectării doar a unei singure faze etc.


65

Cu toate acestea protecţia cu siguranţe fuzibile a instalaţiilor, a motoarelor şi a echipamentelor electrice are o puternică susţinere economică, în unele cazuri ele putând înlocui aparate electrice sofisticate şi mult mai costisitoare.


STUDIU DE CAZ

ALEGEREA ŞI VERIFICAREA MOTOARELOR ELECTRICE DE ACŢIONARE – SC4

Caracteristica mecanică a motoarelor asincrone trifazate O formă analitică simplificată a caracteristicii mecanice a unui motor asincron

trifazat, utilă pentru înţelegerea modului în care se comportă maşina asincronă funcţionând în regim de motor este următoarea:

în care: Mm – valoarea maximă a cuplului electromagnetic; sm – valoarea alunecării care corespunde cuplului maxim;

sn – valoarea alunecării care corespunde cuplului nominal sn [0,01; 0,1].;

s [0; 1] – alunecarea la care funcţionează motorul.

Observaţie: diferenţa turaţiei rotorului faţă de valoarea pe care ar trebui s-o aibă datorită câmpului electromagnetic al statorului se descrie prin mărimea specifică numită alunecare (notată cu s).


66

Caracteristica mecanică: a – M = f(s); b – M = f(n).

CARACTERISTICILE MECANICE ALE MAŞINILOR DE LUCRU

Acţionarea maşinilor de lucru trebuie realizată cu vitezele impuse de condiţiile tehnologice specifice proceselor de fabricaţie. Cu alte cuvinte, comportarea unui sistem de acţionare depinde de maşina de lucru. Numărul şi varietatea constructivă a maşinilor de lucru întâlnite în practică necesită o grupare a acestora din punctul de vedere al caracteristicilor lor mecanic.

În funcţie de aceşti parametri se poate face o primă clasificare a maşinilor de lucru:

1 Maşini de lucru cu cuplul rezistent static constant

La această categorie de maşini, cuplul rezistent static este, practic, constant (fig. 1).

Figura 1.Cuplul static rezistent constant în raport cu turaţia.


Ms

n0

67

2 Maşini de lucru cu cuplul rezistent static dependent de viteză

Maşinile de lucru din această categorie pot avea:

cuplul rezistent static dependent liniar de viteză (figura 2.a) – valţurile din industria cauciucului, maşinile de bobinat etc.

cuplul rezistent crescător cu pătratul vitezei (figura 2.b) – ventilatoarele, turbocompresoarele, pompele centrifuge, elicele de pe navelor maritime etc.

cuplul rezistent variabil invers proporţional cu viteza (figura 2.c) – maşini de înfăşurat sârmă, tablă, hârtie, maşini de prelucrare prin aşchiere etc.

3 Maşini de lucru cu cuplul rezistent static dependent de unghiDin această categorie de maşini fac parte: roboţi, manipulatoare, fierăstraie mecanice, foarfece de tăiat metal, ciocane mecanice, compresoare cu piston, pompe de adâncime pentru extracţia de ţiţei şi în general toate maşinile care au în componenţa lor mecanisme bielă-manivelă (fig.3)

Figura 3. Cuplul static rezistent pulsatoriu


ab

cn

Ms

M

Figura 2. Cupluri statice rezistente dependente de turaţie:

a – variaţie liniară; b – variaţie pătratică;

c – variaţie invers proporţională

68

4 Maşini de lucru la care cuplul rezistent static depinde de drumul parcurs

Din această categorie de maşini fac parte instalaţiile de ridicat la mare înălţime sau de la mare adâncime, la care greutatea cablului de ridicare este comparabilă cu sarcina utilă: macarale, ascensoare, instalaţii de foraj, instalaţii de extracţie minieră etc. Spre deosebire de instalaţiile de ridicat la înălţime mică la care greutatea cablului este mult mai mică decât sarcina utilă şi la care cuplul static este, practic, constant, la instalaţiile de ridicat la mare înălţime, lungimea cablului (şi deci, şi greutatea sa) variază în timpul acţionării proporţional cu deplasarea sarcinii utile.

5 Maşini de lucru pentru care cuplul rezistent static variază aleatoriu în timp

Din această categorie de maşini fac parte, de exemplu: ferăstraiele pentru lemn,

malaxoarele, morile cu bile, sondele de foraj etc. Cuplul rezistent static depinde de

un număr apreciabil de parametri, care se modifică permanent, fără a exista o lege

de variaţie a acestora în timp (fig.4).

Figura 4. Cuplu static rezistent aleatoriu

MODALITATI DE EVALUARE

Evaluarea continuă a elevilor va fi realizată de către profesor pe baza unor probe care se referă explicit la criteriile de performanţă şi la condiţiile de aplicabilitate ale acestora, corelate cu tipul de evaluare specificat în Standardul de Pregătire Profesională pentru fiecare competenţă.

In parcurgerea modulului se va utiliza evaluare de tip formativ şi la final de tip sumativ pentru verificarea atingerii competenţelor. Elevii trebuie


t

M

69

evaluaţi numai în ceea ce priveşte dobândirea competenţelor specificate în cadrul acestui modul. O competenţă se va evalua o singură dată.

Modalitati de evaluare

instrumente de evaluare orală /scrisă/ practică; observaţie directă pe parcursul procesului; exerciţii, probleme, eseuri, teme pentru acasă; proiecte, referate, teme pentru investigaţiile individuale sau de grup; portofolii individuale; proceduri de autoevaluare, evaluare pe perechi şi de grup

PORTOFOLIUL ELEVULUI

Portofoliul reprezintă un instrument de evaluare complex, care include rezultatele relevante obţinute prin diverse metode şi tehnici de învăţare. Aceste rezultate vizează probele orale, scrise, şi practice, observarea sistematică a comportamentului şcolar, proiectul, autoevaluarea, sarcini specifice fiecărui modul.

Portofoliul reprezintă „cartea de vizită a elevului” şi face parte din categoria metodelor şi instrumentelor alternative de evaluare.

Portofoliul cuprinde o selecţie dintre cele mai bune lucrări sau realizări personale ale elevului, cele care îl reprezintă, care pun în evidentă progresele sale, care permit aprecierea aptitudinilor, talentelor, pasiunilor, contribuţiilor personale.

Portofoliul este forma şi procesul de organizare (acumulare, selectare şi analiză) a modelelor şi a produselor activităţii instructiv-educative a elevului şi a materialelor informative din surse externe (colegi de clasă, profesori, părinţi, centre de testare, organizaţii obşteşti etc), necesare pentru analiza lor ulterioară, evaluarea multilaterală calitativă şi cantitativă, a nivelului de instruire şi ameliorarea procesului didactic. Portofoliul este un instrument care îmbină învăţarea cu evaluarea.

Filosofia didactică a acestei forme de evaluare constă în deplasarea accentului de la “ce nu ştie şi ce nu poate face elevul” spre “ce ştie şi ce poate elevul” la tema şi la modulul respectiv în integrarea evaluării calitative şi cantitative, şi, totodată, reorientarea de la evaluare spre autoevaluare.

Obiectivele unui portofoliu sunt: motivarea elevului prin aprecierea rezultatelor sale, prezentarea experienţelor dobîndite, urmărirea dinamicii procesului de instruire;

Conţinutul unui portofoliu poate fi următorul:- Cuprinsul acestuia- Lucrările/ unitatile pe care le va depune elevul individual sau în grup:

Rezumate; Eseuri;


70

Articole, referate; Temele de zi cu zi; Fişe individuale de studiu; Proiecte individuale si de grup; Teste de evaluare; Materiale ilustrative la o anumita tema; Copii ale textelor şi ale fisierelor din site-urile de Internet; Chestionare de aptitudini, stiluri de învăţare; Fotografii care reflectă activitatea desfăşurată de elevi; Variante de lucrări, efectuate individual sau în perechi; Descrierea experimentelor şi a lucrărilor de laborator (realizate individual

sau în grupe); Autoevaluări ale elevului / grupului, alte materiale care reflectă participarea

elevului / grupului la derularea şi soluţionarea temei date. “Expoziţia” realizărilor elevului la modulul respectiv (sau la mai multe)

într-o perioadă de instruire Colecţie de lucrări ale elevului, care probează nu numai rezultatele

instruirii, dar şi eforturile depuse pentru realizarea lor, progresul evident al cunoştinţelor şi al capacităţilor elevului, în comparaţie cu cele anterioare;

Antologie de lucrări ale elevului, ceea ce presupune participarea sa nemijlocită în alegerea lucrărilor, ce vor fi notate, autoanalizate şi autoevaluate.

Portofoliul permite Elevilor: să planifice învăţarea; să scoată în relief preocupările pentru

modulul respectiv; Profesorilor: să înţeleagă mai bine necesităţile elevului, iar în funcţie de

acestea să-şi planifice mai eficient activităţile; Părinţilor:

Elementele portofoliului:

În primul rînd, nu există o listă unică a denumirilor şi a cantităţii de lucrari/ unităţi necesare pentru includerea în portofoliu. Aceasta depinde întrutotul de profesor, grupă de profesori ori de comisia metodică.

În al doilea rînd, experienţa arată că lista din care se pot alege lucrarile/ unităţile componente rămane deschisă. Este susţinută orice iniţiativă ce ar propune elemente noi.

În al treilea rînd, conţinutul portofoliului depinde şi de obiectivele concrete ale modului respectiv.

Parte componentă a portofoliului trebuie să fie şi:

notiţele profesorului, ale colegilor, şi ale părinţilor, ele conţinînd descrierea observărilor profesorului în timpul orelor; descrierea interviurilor, a discuţiilor cu elevii;

fişe de control ale profesorului cu succinte comentarii (frecvenţa, participarea în activităţile clasei, nivelul şi calitatea realizării probelor de sine stătătoare şi de control);

copii ale notiţelor profesorului către părinţi sau alţi profesori, lista notelor şi comentariilor profesorului după probele elevilor;


71

caracteristica matematică, ce include rezultatele calitative şi cantitative; referinţe ale altor profesori, ale administraţiei şcolii, ale colegilor de clasă, ale

părinţilor, ale organizaţiilor obşteşti etc. despre elev.

Evaluarea portofoliului

Pentru a evalua un portofoliu, este necesar, în primul rînd, să se stabilească minimumul şi maximumul obligatoriu al elementelor incluse pentru evaluare.

În al doilea rînd, apare problema acordării punctajului pentru diferite componente ale portofoliului: unele valorează mai mult, altele mai puţin.

În al treilea rînd, apare contradicţia între tendinţa dintre orientarea calitativ-cantitativă a portofoliului şi cerinţele administraţiei “de a interpreta totul prin prismă cantitativă”.

Conţinutul portofoliului se recomandă a fi divizat în următoarele categorii:

obligatorii: probe scrise de sine stătătoare şi de control (evaluarea finala şi evaluare continua);

de cercetare: realizarea unor proiecte (individuale şi în grupuri mici), cercetarea unor aspecte tehnice, rezolvarea problemelor nonstandard;

situative: aplicarea conţinutului studiat în situaţii practice, pentru rezolvarea problemelor aplicative, realizarea lucrărilor grafice şi de laborator;

descriptive: scrierea referatelor şi a eseurilor; externe: avizele profesorilor, ale colegilor de clasă, ale părinţilor, fişe de

control ale profesorului.

Pentru fiecare categorie, în continuare, se face distribuţia mediei generale.Repartiţia aproximativă poate fi următoarea:

- categoria obligatorie – 40 %;- categoria de cercetare – 30 %;- situativă –15 %;- descriptivă – 10 %;- externă – 5 %

Distribuţia procentajului poate varia de la caz la caz. Varianta de mai sus poate servi drept model de orientare.

METODA PROIECTELORIdeea învăţării bazate pe proiect a fost lansată de William H. Kilpatrick, prin

lucrarea The project method (1918). Proiectul este o metoda interactivă de predare-învăţare, care presupune o micro-cercetare sau o investigare sistematică a unui subiect care prezintă interes pentru elevi.

Metoda proiect este fundamentată pe principiul învăţării prin acţiune practică, cu finalitate reală (“learning by doing”) ceea ce îi conferă şi motivaţia necesară.


72

Proiectul are un rol extrem de mare în dezvoltarea intelectuală, iar elevii trebuie să fie instruiţi să lucreze mai mult în faza proiectivă (pregătirea activităţilor), decât în faza acţională.

În “pedagogia proiectivă modernă”, proiectul este înţeles ca o temă de cercetare orientată spre atingerea unui scop bine precizat ce urmează a fi realizat, pe cât posibil, prin îmbinarea cunoştinţelor teoretice cu activitatea practică.

Pentru aceasta, elevii îşi aleg sau primesc o temă relativ cuprinzătoare, pe care o realizează în forme variate de studiu, de investigaţie şi de activitate practică, fie individual, fie prin efort colectiv, în echipă.

Astfel, proiectul devine concomitent şi acţiune de cercetare şi acţiune practică, subordonată îndeplinirii unor sarcini concrete de instrucţie şi educaţie. Elevul se deprinde astfel, să înveţe şi din cercetare şi din activitatea practică, să-şi însuşească atât procesualitatea ştiinţei, cât şi conţinutul acesteia, raportându-se direct la activitatea practică.

Elevii sunt puşi în situaţia de a anticipa: un rezultat, căile de a ajunge la el, materialele şi mijloacele ce se vor utiliza.

Proiectarea se bazează pe un program complet de lucru, în care sunt cuprinse toate elementele necesare unei astfel de lucrări.

Modernizarea procesului de învăţământ consideră activităţile proiective ca metode de instruire, ca mijloace necesare pentru atingerea anumitor scopuri educative şi pentru a fi utilizate în anumite situaţii corelate cu conţinuturile învăţării şi cu vârsta elevilor.

Această metodă:

oferă foarte bune oportunităţi pentru abordări interdisciplinare ale unor teme, fenomene, etc.facilitează învăţarea prin cooperare (lucrul în grup);dezvoltă capacităţile de investigare şi de sistematizare a informaţiilor;sporesc motivaţia pentru învăţare prin apelul la situaţii din viaţa cotidiană şi prin implicarea elevilor;facilitează utilizarea metodelor moderne de evaluare (portofoliu, autoevaluarea, etc.);permit valorificare unor surse diverse de informare şi documentare;stimulează autonomia elevilor şi creativitatea acestora;oferă tuturor elevilor posibilitatea de a contribui, într-un fel sau altul, la realizarea produsului final;

Normele ce trebuie respectate într-o astfel de activitate:

subiectul propus spre proiectare să prezinte interes pentru elevi şi să fie acceptat ca o munca plăcută;elevii să elaboreze proiectul pe baza formulării clare a condiţiilor pe care acesta trebuie să le îndeplinească;trebuie precizate etapele de desfăşurare a lucrărilor, fie de către fiecare grupă în parte, fie prin discuţii cu profesorul;


73

elevii să aibă o mare libertate de acţiune spre a se putea asigura manifestarea originalităţii şi a inventivităţii;în anumite momente ale lucrului şi mai ales în final, trebuie efectuată o apreciere critică a proiectelor pe baza unor criterii stabilite anterior cu elevii;elevii pot lucra atât individual (de pildă, pentru documentare), cât şi în grup (detalierea proiectului, analiza lui critică etc.);munca profesorului să se concentreze asupra asigurării mijloacelor de informare a elevilor, a cooperării cu elevii în stabilirea obiectivelor şi a condiţiilor; profesorul poate sugera posibilităţi noi, încurajează manifestările de originalitate, moderează analiza critică finală a proiectelor, pune la dispoziţia elevilor unele materiale de documentare (altele decât cele procurate de elevii înşişi), organizează unele întâlniri cu specialiştii.

Fazele de derulare ale unui proiect

1 Startul proiectului – găsirea temei, identificarea unei problemeAlegerea temei va avea în vedere interesele elevilor şi punerea de acord a elevilor cu privire la tema proiectului. Impunerea unei anumite teme pentru proiect împotriva voinţei participanţilor duce adesea la dezamăgiri din partea elevilor.Pentru găsirea unei teme se poate apela la:„problematizare deschisă”, concurs de idei, brainstorming2 Formularea obiectivelor – Dacă s-a constat că există un interes comun pentru tema proiectului, este nevoie să se formuleze obiectivele şi să planifice activitatea grupului.Trăsăturile unui obiectiv sunt:

este verificabil este descris concret este formulat pozitiv este realizabil prin forţe proprii.

Formularea în comun a obiectivelor duce la identificarea diferitelor interese, se poate stabili un rezultat care trebuie realizat. 3 Planificarea - după formularea obiectivelor în scris urmează planificarea şi pregătirea concretă a proiectului:

distribuirea responsabilităţilor în cadrul grupului (în cazul unui proiect care se realizează în grup);

identificarea surselor de informare; stabilirea şi procurarea resurselor (materialelor) necesare; stabilirea unui calendar al desfăşurării activităţilor (analiza şi distribuirea realistă

a timpului necesar); alegerea metodelor ce vor fi folosite.

Proiectul va decurge normal dacă celor implicaţi le este clar cine şi ce sarcini are de îndeplinit.4 Implementarea – în această etapă lucrările planificate vor fi realizate individual de elevi (individual, câte doi sau în grupe). Profesorii au rolul de coordonatori, moderatori şi îşi folosesc competenţele de specialitate în folosul proiectului.5 Prezentarea – predarea prin proiecte este caracterizată prin faptul că toţi participanţii la proiect au posibilitatea de a-şi prezenta unii altora rezultatele muncii, eventul chiar într-un cadru public, mai larg (părinţilor, profesorilor din şcoală sau din alte şcoli, altor persoane interesate).


74

6 Evaluarea – este un mijloc de control, supraveghere a activităţilor necesare în atingerea obiectivelor proiectului, având rolul de verificare a rezultatelor proiectului.

Evaluarea se poate face utilizând diverse Fişe de evaluare şi autoevaluare, individuale. În condiţiile în care dorim să realizăm evaluarea competenţelor, prin realizarea unui proiect de către elevi sau un grup de elevi, evaluarea se va face pe baza unor criterii de evaluare referitoare la concepţia şi realizarea proiectului.

Pe parcursul desfăşurării fiecărei etape a proiectului se face o monitorizare conform următoarei Fişe de monitorizare proiect si in acelaşi timp se va completa o Fişă individuală de urmărire a competenţelor. Fişele individuale se prezintă elevilor la începutul derulării proiectului.

FIŞA DE MONITORIZARE PROIECT

Nr. crt.

Enunţ/criteriu DA NU Obs./comentarii

1 Au fost avute în vedere ideile indicate2 Au fost accesate toate căile de documentare

indicate în plan3 Sunt realizate toate fişele de documentare stabilite


75

în planul de activităţi4 S-au identificat soluţiile posibile 5 S-a realizat analiza soluţiilor identificate prin

evidenţierea avantajelor/ dezavantajelor6 S-a argumentat corect varianta aleasă7 Au fost identificate domeniile conexe implicate în

derularea proiectului8 Au fost selectate grupele de lucru pe subiecte9 Au fost numiţi responsabilul de proiect şi liderul de

grup10 Au fost alocate responsabilităţile în cadrul

proiectului11 S-a realizat planificarea activităţilor pe grupe de

lucru12 S-au întocmit diagramele corespunzătoare13 S-au respectat planurile stabilite14 S-au asamblat subproiectele în proiectul final15 S-a analizat şi validat proiectul final16 S-a realizat prezentarea şi argumentarea proiectului17 S-a elaborat o comunicare/articol la revista şcolară

pentru diseminarea rezultatelor proiectului18 S-au primit sugestii şi recomandări pentru

îmbunătăţirea activităţilor similare în viitor

Profesor îndrumător,Data

ANEXE

FIŞĂ DE DOCUMENTARE SIGURANŢE FUZIBILE- FD1

Competenţa: Alege elemente de protecţie pentru o aplicaţie datăSiguranţele fuzibile sunt aparate de protecţie împotriva scurtcircuitelor care întrerup circuitul protejat prin topirea unui fuzibil (fir sau bandă conductoare subţire, cu


76

secţiunea corelată cu curentul de întrerupt şi cu timpul în care trebuie să se topească).Siguranţele fuzibile obişnuite folosite foarte mult în instalaţiile electrice sunt aparatele de protecţie cele mai simple şi în general cele mai eficace.

Siguranţele fuzibile sunt alcătuite din trei părţi distincte: soclul, capacul patronul fuzibil propriu-zis.

Din punct de vedere constructiv, siguranţele pot fi: auto, mignon, normale cu filet şi cu furci. Siguranţele cu filet sunt construite în două variante: cu legatură spate LS şi cu legatură faţă LF MONTAREA SIGURANŢELOR FUZIBILE

La montarea siguranţelor LS succesiunea corectă a elementelor pe piciorul unui soclu este: şaibă -inel de siguranţă - piuliţă Am - şaibă alamă - conductor - şaibă plată - inel de siguranţă - piuliţă.La montare trebuie avut în vedere ca firul conductor să aibă ochi în jurul bornei sau, în cazul secţiunilor mari, papuc. Trebuie avută o grijă deosebită ca strângerea conductoarelor la bornele de legatură să se facă bine, pentru a evita o supraîncalzire a bornelor şi prin aceasta şi influentarea caracteristicii de fuziune a patronului fuzibil.Capacul filetat al siguranţei trebuie bine înşurubat pentru a asigura forţa de apăsare cerută de contact.

O siguranţă fuzibilă corect dimensionată şi montată efectuează o protecţie sigură şi ieftină împotriva scurtcircuitelor.

Siguranţele fuzibile cu mare putere de rupere se vor monta în plan vertical.Introducerea şi scoaterea siguranţei din furci se face cu ajutorul unui mâner izolant care asigură manipularea fără pericol de electrocutare.

Siguranţele cu filet tip LFi se construiesc în gama:SOCLU PATRON CAPACcurent cod curent cod curent cod filet25 A 2061 25 A 2240 2-25 25 A 2004 E2763 A 2071 63 A 2270 35 - 63 63 A 2005 E33100 A 2080 100 A 2290 80-100 100 A 2006 G 1.1/4Scara curenţilor nominali pentru fuzibilul siguranţei este următoarea: 2-4-6-10-16-20-25-35-50-63-80-100-125-160-200-224-250-300-315-355-400-500-630 A. Siguranţele tip MPR se construiesc în gama:SUPORT PATRONCURENT COD TIP FUZIBILSIST 101 411 NT 00- 406 4 - 160 ASIST 150 412 NT0 -407 6- 160 ASIST 201 413 NT1 -408 36 - 250 ASIST 400 414 NT2 -409 224-400 ASIST 630 415 NT3 -410 400-630 A

FIŞĂ DE DOCUMENTARE ECHIPAMENTE ELECTRICE DE COMANDĂŞI PROTECŢIE DE JOASĂ TENSIUNE- FD2



77

Echipamentele electrice de comandă şi protecţie de joasă tensiune se construiesc pentru tensiuni nominale ce nu depăşesc 1000 V (în curent alternativ) şi, respectiv, 1200 V (în curent continuu).

Ele se realizează într-o mare varietate de tipuri şi dimensiuni şi se folosesc pe scară largă atât în centrale şi în staţii electrice, cât şi în instalaţii industriale şi în sectorul domestic (casnic). În plus, trebuie subliniat că toate echipamentele electrice folosite în domeniul casnic sunt de joasă tensiune (220 V c.a.).

După forma de variaţie în timp se deosebesc:

echipamentele electrice de curent alternativ (monofazat sau trifazat) echipamente electrice de curent continuu.

Tensiunile nominale standardizate (până la 1000 V) în curent alternativ sunt: 24, 48, 127, 220, 380, 500 (660), 1000 V, pe când cele din curent continuu sunt: 24, 48, 125, 400, 800, 1200 V. Din punctul de vedere al protecţiei muncii, echipamentele cu tensiuni nominale mai mari de 42 V sunt considerate ca având tensiuni periculoase.

Curenţii nominali standardizaţi sunt: 3, 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 160, 200, 315, 400, 630, 1600, 2000, 2500 şi 3150 A. (Pentru secundarele transformatoarelor de măsură sunt standardizaţi curenţii cu valori de 1 A şi 5 A.)

Echipamentele de comutaţie de joasă tensiune se construiesc cu 1, 2, 3 şi 4 poli. Primele două variante (cele monopolare şi cele bipolare) sunt destinate să funcţioneze atât în curent continuu cât şi în curent alternativ monofozat. Variantele tripolare şi tetrapolare se construiesc pentru a funcţiona în curent alternativ trifazat.

Din categoria echipamentelor de protectie de joasa tensiune fac parte următoarele tipuri de echipamente:

siguranţe fuzibile de joasă tensiune (ca elemente de protecţie generală); contactoare electromagnetice (ca echipamente de comandă folosite în

schemele electrice de acţionări şi automatizări în domeniul curenţilor tari) întreruptoare automate de putere (ca echipamente cu rol de comutaţie şi de

protecţie) relee (ca elemente de comandă şi semnalizare, folosite atât în schemele

electrice de automatizări, cât şi în construcţia echipamentelor electrice de protecţie);

rezistoare, reostate şi controlere (ca echipamente de pornire şi comandă, destinate controlului vitezei, curentului şi tensiunii motoarelor electrice).

FIŞĂ DE DOCUMENTARE CARACTERISTICA DE PROTECŢIE A SIGURANŢELOR FUZIBILE –

FD3



78

Principala caracteristică a unei siguranţe fuzibile este caracteristica timp - curent, adică t = f(I). Ea este numită "caracteristica de protecţie" şi reprezintă dependenţa timpului de acţionare al siguranţei fuzibile (t) în funcţie de valoarea supracurentului (kxIN) la care fuzibilul acţionează (se arde). Astfel, în fig.1 s-au reprezentat 3 tipuri de caracteristici de protecţie, şi anume:

curba 1 reprezintă caracteristica de protecţie specifică siguranţelor rapide şi corespunde siguranţelor cu fuzibil dintr-un singur metal (Ag, Cu), cu secţiunea uniformă. Siguranţele rapide sunt utilizate pentru protecţia circuitelor fără vârfuri mari de sarcină (cabluri, conductoare pentru iluminat etc.);

curba 2 reprezintă caracteristica de protecţie specifică siguranţelor lente (cu inerţie, prin diferite metode), utilizate la protecţia circuitelor cu vârfuri de curent (a motoarelor electrice, a transformatoarelor electrice etc.);

curba 3 reprezintă caracteristica de protecţie tipică siguranţelor ultrarapide, realizate dintr-un singur material (cu gâtuituri şi perforaţii). Acestea sunt destinate protecţiei elementelor semiconductoare (şi a echipamentelor cu semiconductoare).

Determinarea caracteristicii de protecţie corespunzătoare unui tip de siguranţă fuzibilă se face prin încercări (în curent continuu), pornind de la starea rece a fuzibilului, iar durata (timpul) de topire se consideră prin valoarea medie a măsurătorilor (de la mai multe încercări experimentale succesive).


Fig.2 Protecţia cu siguranţe fuzibile

1 = zona caracteristicii termice2 = zona caracteristicii de protecţie

79

Protecţia instalaţiilor electrice cu ajutorul siguranţelor fuzibile se face confruntând "caracteristica termică" a echipamentului protejat cu "caracteristica de protecţie" a siguranţei alese. Caracteristica termică a unui echipament (dintr-o instalaţie electrică) este curba care reprezintă dependenţa dintre timpul în cursul căruia temperatura părţii celei mai încălzite (a echipamentului) atinge valoarea limită admisibilă θadm şi valoarea intensităţii supracurentului (kxIN) care o produce.

În fig.2, în "zona" 1 se află caracteristica termică a echipamentului protejat, iar în "zona" 2 se află caracteristica de protecţie a siguranţei fuzibile alese. Poziţionarea ilustrată în fig.2 (unde zona 2 este mereu sub zona 1) caracterizează o bună protecţie a echipamentului electric avut în vedere. Punctele care determină caracteristicile "termică" şi "de protecţie" sunt cuprinse în interiorul ariilor haşurate, ele fiind stabilite ca medii ale multor determinări experimentale.

Observatie:

Din cauza erorilor de măsurare şi de calibrare a elementelor fuzibile, cât şi datorită variaţiei temperaturii mediului ambiant se impune ca, întotdeauna, caracteristica de protecţie a siguranţei fuzibile să nu fie prea apropiată de caracteristica termică a echipamentului protejat şi, în nici un caz, cele două caracteristici nu trebuie să se intersecteze !!!


Fig.1 Caracteristica de protecţie t = f(I)1 = siguranţă rapidă; 2 = siguranţă

lentă; 3 = siguranţă ultrarapidă

80

FIŞĂ DE DOCUMENTARECONTACTOARE ELECTROMAGNETICE – FD4



Fig 1 Contactor electromagneticcu o singură întrerupere

81

În fig.1 este reprezentată schema contactorului cu mişcare de rotaţie, cu o singură întrerupere, folosit, de regulă, în circuitele de curent continuu.

Elementul motor este electromagnetul cu armătura fixă 4, pe care este plasată înfăşurare de excitaţie 5 şi armătura mobilă 3. Când bobina electromagnetului este parcursă de curent, armătura fixă 4 atrage armătura mobilă 3 (solidară cu contactul mobil 2), care se deplasează până la închiderea acesteia peste contactul fix 1. În acest fel, calea de curent, de la A la B, se închide prin contactul fix, contactul mobil şi legătura flexibilă 8.

La întreruperea alimentării electromagnetului, sub acţiunea resortului antagonist 7, armătura mobilă revine în poziţia iniţială, iar arcul electric ce ia naştere între contactele principale 1 şi 2 se stinge în interiorul camerei de stingere 6. Utilizarea acestui tip de contactor în circuitele de curent continuu este determinată de realizarea unei distanţe relativ mari între contacte (deci, o alungire mare a arcului electric) la o distanţă relativ mică (de 4-10 mm) a întrefierului electromagnetului. Circuitul magnetic este de tip clapetă, cu armătura mobilă sprijinită pe o prismă (pentru asigurarea unei rezistenţe mari la uzură).


82

În fig.2 este reprezentat un contactor cu mişcare de translaţie, cu dublă întrerupere, folosit în circuitele de curent alternativ.

Aici, elementul motor este un electromagnet monofazat cu spiră în scurtcircuit, cu armătura fixă 8, înfăşurarea de excitaţie 6 şi armătura mobilă 5. Alimentarea bobinei 6 (pe la bornele 7) determină atragerea armăturii 5 şi, odată cu ea, a casetei izolante 11. În acest mod, puntea conductoare 9 (pe care se găsesc câte două contacte mobile 1) stabileşte cele două contacte (contactele fixe fiind notate cu 2), realizând astfel continuitatea circuitului principal, între bornele 3. Resortul 10 (comprimat în interiorul casetei 11) realizează presiunea de contact necesară contactelor principale. Invers, la întreruperea alimentării electromagnetului, sub acţiunea resoartelor antagoniste 4, armătura mobilă revine în poziţia iniţială, întrerupând circuitul principal al contactorului. Avantajele


Fig.2 Contactor electromagneticcu dublă întrerupere

83

acestei variante constructive sunt legate de întreruperea circuitului (pe fiecare fază) în câte două locuri şi de eliminarea legăturilor flexibile.

Uzual, astfel de contactoare sunt destinate conectării motoarelor electrice de c.a., a reostatelor de pornire si reglaj, dar şi pentru diverse comutaţii în reţelele de forţă şi de iluminat (de c.a.).

FIŞĂ CONSPECT SIGURANŢE FUZIBILE - FC1


În instalaţiile electrice de joasă tensiune siguranţele fuzibile sunt cele mai simple dispozitive de protecţie împotriva efectelor supracurenţilor (în general) şi împotriva curenţilor de scurtcircuit (în particular).

Rolul funcţional al oricărei siguranţe fuzibile este de a întrerupe curentul în circuitul electric în care aceasta este conectată. Atunci când curentul depăşeşte, un anumit timp, o valoare prestabilită, întreruperea circuitului se realizează prin topirea (unuia sau) mai multor elemente fuzibile, construite şi dimensionate exact în acest scop. În acest context, la trecerea unui curent de scurtcircuit printr-o siguranţă fuzibilă, prin funcţionarea sa (adică, prin topirea fuzibilului) se limitează atât amplitudinea curentului, cât şi durata acestuia. În schimb, dacă funcţionarea ("arderea") siguranţei se produce la suprasarcini, amplitudinea curentului ramâne neschimbată, limitându-se numai durata acestuia.

Utilizarea tot mai diversificată a siguranţelor fuzibile de joasă tensiune (în toate tipurile de echipamente industriale şi casnice) a condus la fabricarea lor într-o mare varietate de tipuri şi forme constructive. În acest context, siguranţele fuzibile de joasă tensiune se clasifică în trei categorii principale, şi anume:

a. siguranţe fuzibile de mare putere, utilizate în instalaţii industriale cu tensiuni de până la 1000 V şi curenţi nominali cuprinşi între 100 - 1000 A;

b. siguranţe fuzibile cu filet, folosite în instalaţii industriale şi casnice, la tensiuni până la 1000 V şi curenţi nominali de 6 - 100 A


84

c. siguranţe fuzibile miniatură, folosite în echipamentele de redresare, la aparate radio şi TV, la instalaţiile electronice şi electrocasnice etc., cu tensiuni de până la 550 V şi curenţi nominali de 0,1 - 6 A.

Indiferent de tip (sau de categorie), în construcţia oricărei siguranţe fuzibile se disting următoarele părţi componente:

cartuşul (sau carcasa);

elementul fuzibil;

elementele de contact

mediul de stingere a arcului electric.

FIŞĂ CONSPECTALEGEREA ŞI VERIFICAREA MOTOARELOR ELECTRICE DE

ACŢIONARE - FC2

Competenţa:

Alege motorul electric de acţionare pentru o aplicaţie dată; Verifică motorul electric de acţionare pentru o aplicaţie dată

Un SAE (sistem de actionare electric) reprezintă un sistem de conversie a energiei electrice în energie mecanică care asigură controlul pe calea electrică a energiei mecanice obţinute şi a parametrilor săi.

Se disting 3 structuri de bază:elementare sau clasice;automatizate;complex automatizate.

(def. sistemului prin sistem se înţelege un ansamblu de elemente fizice interconectate, servind unui scop funcţional comun şi în care fenomenele ce se petrec respectă principiul cauzalităţii)


85

DA – dispozitiv de alimentare cu energie electricăIP – întrerupător de putereER – element de reglareMR – Motor electricOT (TM) – organ de transmisie (transmisie mecanică)ML – maş. de lucruDP – dispozitiv de protecţiey1, y2 – mărimi de comandăx1, x2 – mărimi de măsurat,

Acţionările electrice individuale fără pretenţii deosebite cu privire la pornire, reglarea turaţiei şi frânarea MEA.


DA

IP

ER

ME OT ML

DP

y1

y2

I

D. Măsurare

D. A. Comunicare, înregistrare

x1

x2

86

Proiectarea sistemelor de acţionare electrică constă in:

alegerea motorului electric de actionaredeterminarea puterii motorului electricverificarea motorului electricstabilirea vitezeistabilirea iopt.stabilirea sistemelor optime de frânarestabilirea metodelor celor mai potrivite de reglare a vitezeistabilirea schemei de comandă a SAE

FIŞĂ CONSPECTCONTACTOARE ELECTROMAGNETICE – FC3


DA

IP

ER

ME OT ML

DP

y

xp, sausupraordonate

II

Disp. măs.

Disp. afiş. com. înregistrare

x1

x2

Disp. de cd. sau reg.

x3

x3

la disp. subord.

ME OT ML

87


Conform definiţiei, contactorul este un aparat cu comutaţie mecanică, acţionat altfel decât manual (cu tije şi came, pneumatic, electromagnetic etc.), dar care are o singură poziţie de repaus.

Contactorul trebuie să fie capabil să închidă, să suporte şi să întrerupă curenţii în toate regimurile de funcţionare normală a circuitelor electrice (inclusiv supracurenţii de pornire ai motoarelor electrice).

Din acest punct de vedere, orice contactor este destinat a efectua un număr mare (105 ... 106) de comutaţii sub sarcină şi un număr şi mai mare (107) de comutaţii fără sarcină.Contactorul electromagnetic este acţionat de un electromagnet (de c.c. sau de c.a.).

Funcţional, orice contactor are rolul de a conecta (sau deconecta) un circuit la darea unei comenzi şi de a-l menţine în starea respectivă, atâta timp cât durează comanda. Aşadar, contactele unui contactor pot fi "normal deschise" şi/sau "normal închise", cu următoarele semnificaţii (la contactoarele electromagnetice):

contactul "normal deschis" (ND) este contactul care se află deschis când aparatul este în stare de repaus (adică, în lipsa curentului în bobina de excitaţie a electromagnetului). Acest contact se va stabili, adică va deveni închis, la alimentarea excitaţiei.

contactul "normal închis" (NI) este contactul care se află închis atunci când aparatul este în stare de repaus. Acest contact se va deschide la alimentarea excitaţiei.

Contactorul care are contactele principale "normal închise" este numit "ruptor".În continuare se face referire numai la contactoarele (ruptoarele) electromagnetice. Pentru acestea există mai multe criterii de clasificare. Astfel:

1. După felul reţelei în care funcţionează, contactorul poartă denumirea de contactor de curent alternativ sau de contactor de curent continuu.

2. După modul de stingere a arcului electric (care apare între elementele de contact) se deosebesc contactoare "în aer" şi contactoare "în ulei".

3. După cinematica armăturii (purtătoare a contactelor principale), contactoarele se pot clasifica în:

- contactoare "cu mişcare de translaţie" a contactelor mobile şi a electromagnetului (cazul contactoarelor de curent alternativ);

- contactoare "cu mişcare de rotaţie" a echipajului mobil (cazul contactoarelor de curent continuu);

- contactoare "cu mişcare combinată", de rotaţie şi translaţie (cazul contactoarelor de curent alternativ pentru curenţi mari).


88

În prezent, construcţia de contactoare electromagnetice (de c.c. şi de c.a.) este tipizată şi standardizată, în funcţie de diversele grade de protecţie şi de aplicaţiile caracteristice în care sunt folosite. Din acest punct de vedere se deosebesc:a. Contactoare electromagnetice folosite în circuite de c.a., cu simbolurile:

AC1, utilizat la comanda receptoarelor cu sarcini electrice neinductive sau slab inductive (cuptoare electrice cu rezistenţe);

AC2, utilizat la pornirea motoarelor asincrone cu inele şi la frânarea în contracurent;

AC3, utilizat la demarajul motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit şi la oprirea motoarelor lansate;

AC4, folosit la pornirea motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit, la mersul cu şocuri şi la inversarea sensului de rotaţie al motoarelor.

b. Contactoare electromagnetice utilizate în circuite de c.c., cu simbolurile: DC1, folosit la comanda diferitelor receptoare cu sarcini neinductive sau slab

inductive (cuptoare cu rezistenţă); DC2, utilizat la pornirea motoarelor de c.c. cu excitaţie derivaţie şi la oprirea

acestor motoare în plin mers; DC3, utilizat la pornirea motoarelor de c.c. cu excitaţie derivaţie, la mersul cu

şocuri şi la inversarea sensului de rotaţie al motoarelor; DC4, folosit la pornirea motoarelor de c.c. cu excitaţie serie şi la oprirea acestor

motoare în plin mers; DC5, utilizat la pornirea motoarelor de c.c. cu excitaţie serie, la mersul cu şocuri

şi la inversarea sensului de rotaţie al motoarelor.Din punct de vedere constructiv, la orice contactor distingem următoarele părţi:

1. Elementul motor (sau sistemul de acţionare). Este cel care asigură deplasarea contactelor mobile. La contactorul electromagnetic elementul motor este un electromagnet. Electromagnetul de acţionare poate fi alimentat cu tensiune alternativă (în cea mai mare parte a cazurilor) sau cu tensiune continuă.

2. Contactele principale (fixe şi mobile). Acestea, împreună cu bornele de intrare şi de ieşire, căile de curent şi punţile conductoare, sunt cele care asigură continuitatea circuitului principal. Numărul lor este multiplu de trei (în cazul contactoarelor de curent alternativ trifazat) sau de doi (în cazul contactoarelor de curent continuu). Ele sunt robuste, încât să reziste la frecvenţe mari şi la un număr cât mai ridicat de manevre.

3. Camerele de stingere. Au rolul de a activa stingerea arcului care apare între contactele principale. La contactoarele de curent continuu se folosesc camere de stingere bazate pe principiul deionizării (în contact cu pereţii reci), asociat cu suflajul magnetic. La contactoarele de curent alternativ camerele de stingere funcţionează pe baza principiului efectului de electrod asociat cu efectul de nişă.

4. Contactele auxiliare. Acestea, împreună cu bornele şi căile de curent aferente, sunt cuplate mecanic cu contactele principale. Ele pot fi normal închise şi/sau normal deschise şi sunt folosite în circuitele auxiliare ale contactorului. Contactele auxiliare sunt necesare menţinerii sub tensiune a bobinei electromagnetului, semnalizării şi asigurării interblocajului comenzilor.

5. Releele de protecţie. Cel mai frecvent, la contactoarele electromagnetice sunt utilizate relee termice (termobimetalice) şi relee electromagnetice. (Ele vor fi tratate în subcapitolele următoare ale lucrării.)

6. Carcasa aparatului şi sistemul de prindere sunt formate din ansamblul de piese izolante şi metalice care asigură protecţia, ghidajul şi fixarea aparatului în poziţia normală de funcţionare


89

FIŞĂ CONSPECTRELEE DE PROTECŢIE – FC4


Un sistem de protecţie prin relee este alcătuit din totalitatea dispozitivelor şi aparatelor destinate să asigure, în mod automat, deconectarea unei instalaţii la apariţia unui defect sau regim anormal de funcţionare periculos pentru instalaţie, sau cel puţin să semnaleze aceasta.

Prin separarea automată a unei instalaţii defecte se urmăresc trei obiective:- să împiedice dezvoltarea defectului şi extinderea acestuia asupra altor

instalaţii;- să preîntâmpine distrugerea izolaţiei şi aparatelor ca urmare a şocului

electrodinamic şi electrotermic, întrerupând rapid toate posibilităţile de alimentare a locului de defectare;

- să contribuie la restabilirea funcţionării normale pentru continuitatea alimentarii consumatorilor de energie electrică.

Releul electric de protecţie este, deci, un aparat electric care execută închiderea, deschiderea sau comutarea unuia sau mai multor contacte la variaţii ale unor marimi electrice aplicate la intrarea acestuia.

În cazul releelor fără elemente mobile , respectiv fără contacte, are loc o basculare a valorii de ieşire la producerea unei variaţii în salt la intrare.Releul transmite comanda de declanşare la mecanismul (dispozitivul) de declanşare al întreruptorului.

A. STRUCTURA RELEULUI DE PROTECŢIE:

În figura 1. a, b şi c sunt reprezentate: schema bloc, schema desfăsurată şi simbolul general pentru releul de protecţie.

Fig.1 Scheme ale releelor şi simbolizarea lor:a.)schema bloc; b.)schema desfăşurată; c)simbol pentru releul de protecţie


90

ES - Element Sensibil (de intrare);EC - Element de Comparaţie sau prelucrare logică a informaţiei şi de Decizie;EE - Element de Execuţie.

Fig.2 Caracteristica intrare – ieşire (statică) a unui releu de protecţie

Fig. 3 Schema bloc de elemente a unui circuit de protecţie prin relee


91

B. PARAMETRII PRINCIPALI AI RELEELOR:

1. Parametrii nominali ( Un, In, fn, Zn , etc.) - mărimi ce pot fi suportate timp îndelungat de aparat;

2. Valori de pornire (acţionare) - valori la care acţionează releul;3. Valoarea de revenire - valoarea mărimii controlate la care elementele de

execuţie ale aparatului acţionează invers decât la acţionare;4. Factorul de revenire :

(1.1)

La releele maximale care acţionează la depăşirea unei mărimi Krev<1; la releele minimale, care acţionează la scăderea mărimii de acţionare sub valoarea reglată, Krev 1.

Se consideră ca un releu este cu atât mai bun cu cât Krev este mai aproape de 1.

5. Timpul propriu de acţionare al releului care este timpul măsurat din momentul atingerii valorii de acţionare până la emiterea mărimii de execuţie (la ieşire). La acest timp se adaugă inerţia proprie a aparatului, la care se adună timpul reglat al aparatului.

6. Puterea consumată de releu - este în raport invers cu sensibilitatea releului. Această mărime intervine la încărcarea circuitelor secundare şi la calculul şi alegerea transformatoarelor de măsură care alimentează schema (TC,TT)

7. Puterea de rupere (capacitatea de comutare) este puterea maximă din circuitul comandat prin contactele releului fără ca acesta să se deterioreze.

8. Poziţia normală a contactelor (normal deschise sau normal închise). Se consideră poziţie normală a contactelor starea lor iniţială,cu aparatul nealimentat.

9. Stabilitatea termică şi electrodinamică care este capacitatea aparatului de a suporta un timp limitat efectele curenţilor de scurtcircuit, fară consecinţe negative.

10.Eroarea releului este diferenţa dintre valoarea reală de acţionare şi valoarea reglată pentru acţionare.

În concluzie : Se poate spune că releele electrice sunt aparate automate care, sub acţiunea unui parametru electric aplicat la intrare, produc variaţia în salt (brusc) a mărimii de ieşire la o anumită valoare a parametrului de intrare. Ele funcţionează pe baza codului DA/NU şi fac parte din categoria aparatelor pentru comenzi discontinue.

C. ALEGEREA RELEELOR/DECLANŞATOARELOR TERMICEAlegerea curentului de serviciuPentru motoare, se alege acea valoare a curentului de serviciu în a cărui plajă de reglaj se situează (recomandabil, cât mai aproape de limita superioară) curentul nominal al motorului:

Alegerea curentului nominal al blocului de relee termiceAlegerea curentului nominal al blocului de relee termice se face conform tabelului de corespondenţă între Irt şi In

BIBLIOGRAFIE


92

1. Manolea, Gheorghe - Alegerea şi verificarea motoarelor electrice de acţionare- Editura Universitaria, Craiova, 1993

2. Manolea, Gheorghe Acţionări electromecanice- Reprografia Universităţii din Craiova, 1991

3. Peicov, Alexandru - Aparate electrice- Proiectarea şi construcţie- Scrisul Românesc, Craiova, 1988

4. Ciobanu, Lucian -Calitatea proiectării şi execuţiei instalaţiilor electrice de joasă tensiune- Editura Speranţa 1999

5. Brosteanu, Gheorghe , s. a. – Protecţia prin relee si automatizarea sistemelor electrice;

6. Tunsoiu, Gheorghe ş.a.,- Acţionări electrice, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1982

7. Kelemen, Alexandru- Acţionări electrice, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1979

8. Instalaţii electrice industriale -Întreţinere şi reparaţii- Manual pentru licee industriale şi de matematică-fizică cu profil de electrotehnică clasa a XII –a şi şcoli profesionale, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1989

www.RegieLive.rowww.electroaparataj.ro/http://www.agenda-electrica.rowww.siemens.rowww.schneider.ro


93

proiectarea instalatiilor electromecanice.doc

Documents