Echipamente Electrice

01.10.2012

Consideraţii generale privind echipamentele electrice

Ansamblul instalaţiilor electroenergetice, situate pe teritoriul unei ţări, prin care se realizează producerea, transportul, distribuţia şi utilizarea energiei electrice, reprezintă sistemul energetic naţional (SEN). Energia electrică este produsă în centrale la tensiune redusă (6-24 kV), iar apoi, prin intermediul staţiilor de transformare, este transportată economic la tensiuni de 110, 220 sau 400 kV, prin linii electrice aeriene (LEA) până în apropierea marilor consumatori. Aici tensiunea este coborâtă prin staţii de transformare (ST) la valori ale tensiunii de 20 kV şi transportată prin cabluri subterane (LEC) până la diferite posturi de transformare (PT), de unde este distribuită spre consumatorii de joasă tensiune (0,4 kV).

Întregul sistem de producere transport şi distribuţie a energiei electrice nu poate fi conceput şi executat pentru a deveni funcţional, fără a lua în considerare echipamentele electrice de comutaţie şi protecţie implicate.

1.1. Funcţiile de bază ale echipamentelor electrice

Aparatajul electric, reprezintă ansamblul echipamentelor electrice din sistemul de producere, transport şi distribuţie a energiei electrice, îndeplinind rol de protecţie a sistemului şi a personalului care-l deserveşte şi care, de asemenea este utilizat pentru comutaţie în sistem. Funcţiile de bază ale echipamentelor electrice utilizate în sistemul energetic sunt:

1. separarea electrică a circuitelor sau a părţilor de circuit între sursele

de energie şi consumatori;

2. funcţii de protecţie:

• detectarea suprasarcinilor şi declanşarea automată cu temporizare,

conform caracteristicii de protecţie;

• detectarea scurtcircuitelor şi declanşarea instantanee;

• declanşarea liberă, manifestată prin preponderenţa comenzii de

deschidere asupra celei de închidere.

3. funcţii de comutaţie, îndeplinite prin închiderea, respectiv

deschiderea contactelor principale şi auxiliare a întreruptoarelor, prin acţionarea manuală sau electrică a mecanismului de acţionare.

Separarea electrică are rolul de a izola un circuit faţă de orice sursă de energie şi se realizează prin intermediul echipamentelor electrice de comutaţie, fiind necesară, pentru asigurarea securităţii personalului de intervenţie. Aparatele de separare trebuie să fie cu acţiune omnipolară, adică să acţioneze asupra tuturor conductoarelor active şi a celui neutru şi de asemenea trebuie să fie cu acţiune simultană, deconectând dintr-o singură manevră toate conductoarele. Există două tipuri de separare electrică:

• Separarea vizibilă – când separarea contactelor trebuie să fie vizibilă

operatorului;

• Separarea aparentă – când aparatul de separare are un indicator care

nu poate indica scoaterea de sub tensiune decât atunci când contactele sunt deschise şi separate la o distanţă minimă.

Protecţia electrică are rolul de a evita sau de a limita efectele distructive ale supracurenţilor şi de a izola zona defectă de restul sistemului. Orice protecţie presupune detectarea defectului şi întreruperea curentului de scurtcircuit. O identificare corectă a soluţiei de protecţie, trebuie să facă distincţie între:

• Supracurenţi temporali, care apar ca urmare a pornirii motoarelor,

punerea sub tensiune a transformatoarelor, aprinderea tuburilor fluorescente, etc. Aceşti curenţi nu trebuie să declanşeze dispozitivele de protecţie;

• Supracurenţi anormali, care pot fi:

1. De suprasarcină, care se datorează supraîncărcării momentane a

receptoarelor sau unei cereri de putere mecanică mai mare decât valoarea nominală. Curentul de suprasarcină are valori cuprinse între 1,05 In şi 1,3 In;

2. De scurtcircuit, care în general apar ca urmare a apariţiei unui defect

în circuit, de exemplu erori de conectare, deteriorarea izolaţiei, etc. În acest caz protecţia este asigurată de disjunctoare sau de siguranţe fuzibile, iar valoarea curentului de defect este cuprinsă în gama 10-100 In.

1.2. Caracteristici generale ale echipamentelor electrice

Echipamentele electrice prezintă o serie de caracteristici electrice, mecanice şi constructive, care trebuie luate în considerare în momentul alegerii acestora.

Caracteristicile electrice se referă la valorile nominale şi limitele tensiunii şi curentului:

• curentul nominal In şi tensiunea nominală Un sunt mărimile electrice

pentru care s-a proiectat aparatul;

• curentul şi tensiunea de serviciu, corespund condiţiilor de lucru,

având valori mai mici decât valorile nominale;

• rezistenţa de izolaţie, reprezintă valoarea minimă a rezistenţei

componentelor aparatului, aflate sub tensiune şi care trebuie să fie de cel puţin 10 MΩ pentru aparatele care funcţionează în stare uscată şi de cel puţin 2 MΩ pentru cele care funcţionează în stare umedă;

• capacitatea nominală de închidere şi de rupere este dată de valoarea

maximă a curentului pentru care se păstrează capacitatea aparatelor de a stinge rapid arcul electric dintre contacte şi variază de la 0 la separatoare, la valoarea curentului nominal la întreruptoarele de sarcină şi contactoare, respectiv între 30 In şi 40 In la întrerupatoarele automate;

• curentul limită termic este valoarea maximă a curentului admis timp

de o secundă, fără a depăşi limitele maxime admisibile; dacă nu este specificat de producător, se consideră o valoare de 10 In;

• curentul limită dinamic, reprezintă valoarea maximă a curentului

admis de echipament în condiţii de funcţionare, care dacă nu sunt specificate, reprezintă valoarea curentului de rupere;

• rezistenţa la uzura electrică este capacitatea de a rezista la efectul

curentului şi a arcului electric şi se exprimă în procente din uzura mecanică.

Caracteristicile mecanice se referă la rezistenţa mecanică a contactelor de a suporta forţele mecanice de acţionare şi sunt exprimate prin rezistenţa la uzura mecanică, care reprezintă numărul de acţionări în gol, pe care îl poate suporta aparatul.