Aparate de protectie

Generalitati

Instalatiile electrice sunt dimensionate în asa fel încât solicitarile de natura electrica , magnetica, termica , mecanica etc. Sa nu depaseasca anumite limite .

Pentru a se preîntâmpina producerea avarilor instalatiile electrice sunt prevazute cu aparate de protectie , care în momentul produceri unui deranjament sesizeaza acest lucru si actioneaza astfel încât avaria sa nu aiba loc.

Cele mai frecvente regimuri anormale de functionare a instalatiilor electrice apar când intensitatile curentilor depasesc valorile nominale (regim de supracurentii) si când tensiunile aplicate depasesc tensiunile nominale (regim de supratensiuni).

Regimurile de supratensiuni sunt de doua feluri :

Regim de supracurentii de scurtcircuit

Regim de supracurentii de sarcini

Regimul de supracurenti de scurtcircuit apare atunci când doua puncte de instalatii electrice , care în mod normal se gasesc la potentiale diferite , ajung în contact accidental . Din acest motiv , aparatele de protectie împotriva supracurentilor de scurtcircuit trebuie sa actioneze cât mai repede , pentru ca portiunea de instalatie afectata sa fie tinuta sub curent un timp cât mai scurt posibil.

regimul de supracurenti de sarcina are loc atunci când instalatia electrica este parcursa de curenti de intensitate mai mare decât cea nominala , fara a atinge însa valorile corespunzatoare curentilor de scurtcircuit . Asemenea supracurenti apar , de exemplu în cazul în care un motor electric este supraîncarcat , adica masina antrenata de el solicita o putere mai mare decât cea nominala .

Supracurentii de durata pot aparea si ca urmare a faptului ca instalatia este alimentata cu tensiune scazuta în raport cu tensiunea nominala . Într-adevar , daca masina antrenata de un motor absoarbe de le acesta o putere P , atunci puterea absorbita de un motor de le retea este:

Sigurantele fuzibile are ca element principal în constructia sa un fuzibil , adica un fir sau o banda din metal . Siguranta se introduce în circuitul de protejat astfel încât fuzibilul sa fie strabatut de curentul din circuit . Datorita sectiuni reduse , fuzibilul are o rezistenta electrica relativ mare : din acest motiv , atunci când intensitatea curentului creste peste limitele admisibile fuzibilul se încalzeste puternic , atinge temperatura de topire , întrerupând circuitul înainte ca în conductorul protejat temperatura sa depaseasca temperatura maxima admisibila .

Caracteristica de topire

a unui fuzibil

Pentru curentii mici, fuzibilul se încalzeste la o temperatura inferioara temperaturii de topire, deci circuitul este alimentat; la curenti mari, fuzibilul se topeste si circuitul este întrerupt. Topirea fuzibilului are loc într-un timp cu atât mai scurt ,cu cât intensitatea curentului este mai nare, la curenti foarte mari topirea fiind aproape instantanee.

Sigurantele unipolare cu filet constau din trei elemente principale : soclu , capac si buson fuzibil .

Soclul executat din material ceramic , asigura fixarea fuzibilului si realizarea legaturii electrice dintre acestea si circuit . El trebuie sa permita un bun contact si schimbarea usoara a patronului utilizat ca un patron nou . Soclurile utilizate astazi sunt de urmatoarele feluri . cu legaturi în spate, cu legaturi în fata si cu legaturi în fata de tip industrial .

Capacul consta într-o piesa de material ceramic în care se fixeaza piesa metalica filetata ; filetul acestei piese este în asa fel încât ea sa se poata însuruba în piesa filetata a soclului

Patronul consta dintr-un corp tubular ceramic care poarta la capete doua piese de contact . Între piesele capacului si soclului se strânge patronul care poarta fuzibilul . Între cele doua piese , în canalul din interiorul corpului este introdus firul fuzibil ; spatiul dintre fuzibil si corpul ceramic este umplut cu nisip de cuart , care joaca un rol activ în procesul de stingere a arcului electric ce apare în momentul topirii firului fuzibil.

Caracteristica generalizata a fuzibilelor

Sigurantele cu mare putere de rupere , sigurantele (MPR) sunt în principal asemanatoare cu sigurantele cu filet , la sigurantele MPR însa firul fuzibil este realizat dintr-o banda cu profil U sau L având câteva strangulari în lungul ei , pentru stingerea rapida a arcului electric.

La sigurantele MPR , utilizarea unui capac este inutila , în locul ei se utilizeaza un singur mâner izolat care asigura manipularea tuturor sigurantelor fara pericol de electrocutare . Se monteaza numai în pozitie verticala .

Relee electromagnetice

Releele electrice sunt aparate care în momentul când primesc o comanda electrica transmit mai departe o comanda tot electrica .Atunci când intensitatea curentului si bobinele mecanismului atinge o anumita valoare , echipajul mobil se roteste cu un anumit unghi . În acest moment se închid doua contacte , unul fix, iar altul care se deplaseaza odata cu echipajul mobil .

Închiderea acestor contacte reprezinta comanda data de releu , comanda primita constituita din atingerea sau depasirea valorii regulate a intensitatii curentului din bobine .

Aparate de protectie împotriva supracurentilor de sarcina.

Protectia împotriva supracurentilor de sarcina se realizeaza cu ajutorul releelor termice. Acestea constau dintr-un bimetal pe care este înfasurata o rezistenta electrica. Prin rezistenta trece curentul de comanda ; datorita caldurii dezvoltate în rezistenta, bimetalul se încalzeste si se încovoie. Temperatura bimetalului la un moment dat depinde de nu numai de intensitatea curentului de comanda din acest moment, ci si de valorile anterioare ale acestui curent; acelasi lucru se poate spune si despre instalatia electrica protejata de releu. Cu alte cuvinte, daca intensitatea curentului de comanda este egala cu intensitatea curentului din instalatia protejata sau este proportionala cu aceasta intensitate , temperatura bimetalului este si ea proportionala cu temperatura instalatiei protejate; se spune ca bimetalul reprezinta un model termic al instalatiei protejate.

Pentru fiecare valoare a temperaturi bimetalului corespunde o sageata bine determinata a acestuia. Prin urmare , contactele 3 se pot aseza într-o astfel de pozitie încât ele sa fie actionate de catre bimetal în momentul în care temperatura în instalatia protejata depaseste temperatura admisibila. În acest releele termice cu bimetal pot fi reglate sa actioneze împotriva curentilor care depasesc curentul nominal al instalatiei protejate o durata de timp oarecare.

Rezulta ca releele termice sunt temporizate în functie de curent, cu cât valorile anterioare ale curentului sunt mai mari , cu atât actionarea lor va fi mai rapida si, invers, daca curenti în perioada premergatoare a fost de intensitate redusa , bimetalul este relativ rece si are nevoie de un timp mai lung sa se încalzeasca .

De acea supracurentii de sarcina ,chiar daca au intensitate mare , dar sunt trecatori , nu determina actionarea bimetalului .

Releele termice au, o caracteristica dependenta de curent. Aceasta caracteristica îndeplineste urmatoarele conditii:

La un curent cu 5% mai mare decât valoarea reglata I RT, releul nu actioneaza timp de 2 h;

La un curent cu 20% mai mare decât I RT, releul actioneaza în timp de 1 h;

La un curent cu 50% mai mare decât I RT, releul actioneaza în timp de 2 min;

4. Aparate de protectie împotriva lipsei de tensiune .

Spre deosebire de relee, declansatoarele sunt aparate care primesc o comanda electrica, însa comanda pe care ele o dau mai departe nu este electrica, ci mecanica. În general, aceasta comanda determina direct deschiderea întrerupatorului din circuitul defect .

Releele si declansatoarele folosite împotriva lipsei de tensiune sunt de tip electromagnetic; schema lor constructiva este cea prezentata în figura 4.55. Bobina 3 a acestor aparate este alimentata de tensiunea de comanda; cât timp tensiunea este mai mare decât tensiunea nominala de 0,7 ori, armatura mobila 2 este atrasa; daca tensiunea scade sub valoarea indicata, clapeta va fi eliberata si se da comanda electrica sau mecanica de deschidere.

5 . Aparate de tensiune împotriva supratensiunilor.

Cele mai utilizate aparate împotriva supratensiunilor în liniile electrice aeriene LEA de tensiune medie 3,6 kV sunt descarcatoarele de supratensiune.

Principiul de constructie si de functionare a descarcatoarelor este prezentat în figura 4.57.

Eclatorul este format din 2 electrozi, asezati la o distanta bine determinata unul de altul în functie de valoarea tensiuni de lucru. În regim normal de functionare a liniei, linia este izolata de pamânt prin dielectricul aer din distanta disruptiva. În momentul aparitiei supratensiuni, între cei doi electrozi apare un arc electric, care pune linia la pamânt, deci sarcinile electrice corespunzatoare supratensiunii se scurg la pamânt, si supratensiunea dispare. În lipsa supratensiuni, tensiunea nominala nu mai este suficienta pentru întretinerea arcului electric si acesta se întrerupe, astfel încât linia se izoleaza din nou fata de pamânt prin intermediul distantei disruptive.

Eclatorul este adesea prevazut cu coarne de stingere, care asigura stingerea arcului prin suflarea electromagnetica si termica.

Rezistenta 3 are rolul de a transforma energia undei în caldura , prin efectul Joule al curentului care trece în cursul descarcarii.

Norme de protectie a muncii

Personalul care lucreaza la instalatiile electrice aflate sub tensiune va folosi mijloace individuale de protectii împotriva electrocutarii si împotriva actionari arcului electric.

Aceste mijloace sunt :

Mijloace de protectie izolante, acestea au drept scop protejarea omului prin izolarea acestuia fata de elementele aflate sub tensiune. Cele mai utilizate si cele mai importante astfel de mijloace sunt clestele electroizolante , prajinile electroizolante , orice scule cu mânere electroizolante, manusi , cizme, covoare, platforme electroizolante, presuri electroizolante.

Indicatoare mobile de tensiune ; acestea verifica prezenta sau lipsa tensiuni.

Panouri , paravane, semnalizari sau alte indicatoare mobile. Acestea sunt folosite pentru a delimita zonele de lucru si zonele protejate.

Placi avertizoare care au rolurile:

de a avertiza pericolul pe care îl prezinta apropierea de unele elemente aflate sub tensiune.

de a interzice unele actiuni care pot sa duca la accidente.

de siguranta acestea aduc la cunostinta personalului ca au fost luate unele masuri înainte de începerea lucrului de exemplu scos de sub tensiune , legatura la pamânt , lucrati aici)

de informare acestea pot sa fie cu privire la unele puncte de lucru cum ar fi: folositi casca de protectie . folositi manusile , folositi centura de siguranta.