BREVIAR DE CALCUL - Calculul cantitativ de dimensionare a instalatiei de iluminat prin metoda factorului de utilizare

In functie de caracteristicile geometrice ale incaperii si de importanta ei din punct de vedere al functiunii, metoda factorului de utilizare se aplica in cadrul unui calcul de predimensionare, unui calcul orientativ sau al unui calcul de dimensionare.

Calculul iluminarilor in instalatia de iluminat

Fluxul luminos emis de o sursa de lumina intr-o instalatie interioara ajunge pe suprafata iluminata in mod direct sau in urma unor reflexii multiple intre suprafetele alaturate (peretii laterali, tavanul si podeaua incaperii). In mod corespunzator, iluminarea produsa cuprinde doua componente : componenta directa si componenta reflectata. In instalatiile exterioare, componenta reflectata este neglijabila.

Determinarea prin calcul a componentei reflectate a iluminarii este laborioasa, motiv pentru care reflexia fluxului luminos intr-o incapere este luata in considerare in mod global printr-un coeficient de utilizare.

Metoda coeficientului de utilizare pentru calculul valorilor medii ale iluminarilor

Aceasta metoda de calcul, specifica instalatiilor de iluminat interior, determina iluminarea medie orizontala pe planul util intr-o incapere paralelipipedica goala.

Coeficientul de utilizare "u" se defineste ca raportul dintre fluxul luminos util Φu si fluxul luminos total Φ₀ emis de toate cele n lampi ale instalatiei, la un moment dat, oarecare:

Fluxul luminos util scade in timpul exploatarii instalatiei de iluminat datorita unor cauze diferite, precum:

- imbatranirea lampilor si materialului corpului de iluminat;

- acumularea de murdarie pe suprafetele incaperii si corpurilor de iluminat;

- neinlocuirea lampilor;

- variatiile de temperatura, de tensiune si modificari ale caracteristicilor bobinei (la lampile cu descarcari).

Odata cu scaderea fluxului luminos se reduce in timp si iluminarea pe suprafetele incaperii.

Factorul de mentinere M

Valorile medii ale acestui factor de depreciere sunt tabelate.

Coeficientii de utilizare sunt tabelati pentru diferite situatii ce pot sa apara in practica de proiectare, fiind calculati in functie de sistemul de iluminat folosit, de factorii de reflexie ai tavanului si peretilor, de indicele incaperii i. In acest mod se obtine pentru fluxul luminos al lampilor o valoare corespunzatoare datelor

Indicele incaperii i, marimea care ia in consideratie forma, dimensiunile incaperii si inaltimea de suspendare a corpului de iluminat se calculeaza cu diferite formule:

sau sau

prima relatie care este folosita in mod uzual se refera la iluminatul direct sau mixt, iar a doua la cel indirect sau semidirect;

L, l - lumgimea, respectiv latimea incaperii, in m;

h - inaltimea de suspendare a corpului de iluminat deasupra planului de utilizare in cazul iluminatului direct, semidirect si mixt sau inaltimea tavanului deasupra planului de utilizare in cazul iluminatului semiindirect si indirect in m;

S - suprafata incaperii (produsul Ll), in m²

H -inaltimea incaperii

h_s -inaltimea de atarnare a sursei

h_u -inaltimea planului util

h = H - (h_s+ h_u)

Numarul necesar de surse n este dat de relatia:

F_l - fluxul unei surse de iluminat

Iluminarea medie orizontala pe planul de utilizare de arie A este :

[lx]

- E_med - valoarea medie in timp a iluminarii medii orizontale, in lx;

u'- coeficentul de utilizare corectat ; Φ₀ = N_l;

Φ₀ - fluxul luminos al lampilor instalate in incapere (valori cataloage), in [lm]

In cazul in care este cunoscuta iluminarea medie Emed; relatia permite determinarea fluxului lampilor care trebuie instalate intr- un corp de iluminat, calculul efectuandu-se in urmatoarea succesiune :

se calculeaza indicele incaperii;

se stabilesc factorii de reflexie ai tavanului si peretilor, tinandu-se seama de

materialele folosite, de culoarea si starea de curatenie a acestora;

se citeste din tabele valoarea coeficientului de utilizare cautat pentru corpul de

iluminat adoptat si pentru valorile determinate ale indicelui incaperii, factorului de reflexie ai tavanului si peretilor;

se alege valoarea iluminarii medii de realizat pentru destinatia incaperii sau

categoria de lucrari ce trebuie sa fie efectuate in aceasta incapere;

se determina valoarea factorului de depreciere Δ;

valoarea marimilor determinate se introduce in expresie obtinand fluxul

lampilor ce se instaleaza in incapere. Se alege apoi numarul N_lc al lampilor dintr-un corp de iluminat, iar din cataloagele de lampi - puterea lampilor care dau un flux luminos mai mare si cat mai apropiat de valoarea calculata cu relatia:

[lm]

Alegerea puterii lampii se face tinand seama de destinatia si de procesul de munca din incapere.Astfel, la constructiile civile, la utilizarea surselor incandescente, in scopul evitarii luminantelor ridicate, se pot utiliza lampi de puteri pana la 200W, daca corpurile de iluminat asigura unghiul de protectie necesar sau sunt echipate cu ecrane si lampi pana la 60W, de preferinta mate sau laptoase daca nu sunt protejate vizual.

Amplasarea corpurilor de iluminat se poate realiza in general in trei variante: 1) amplasare simetrica uniforma; 2) amplasare asimetrica dirijata si 3) amplasare asimetrica.

Amplasarea simetrica uniforma: este cea mai utilizata in incaperile obisnuite de lucru din constructiile civile si industriale, fiind caracteristica surselor luminoase punctiforme, dar poate fi utlilizata si pentru sursele liniare. Distantele intre corpurile de iluminat si fata de pereti se poate lua in general ca in figura de mai jos avand in vedere realizarea iluminarii uniforme in planul util.

Amplasarea asimetrica dirijata: - se utilizeaza numai pentru incaperile de lucru din constructiile civile (sali de proiectare, cercetare, laboratoare) si numai in ipoteza folosirii surselor luminoase liniare(lampi fluorescente tubulare), datorita avantajelor ce le prezinta. In figurile de mai jos sunt date doua solutii de amplasare asimetrica a corpurilor de iluminat.

Acest sistem de amplasare a corpurilor de iluminat prezinta urmatoarele avantaje:

a)    pastrarea aceleiasi directii de cadere a luminii cu iluminatul natural, prin asezarea paralela si inclinata a primului sir, ceea ce are ca urmare atat evitarea reflexelor suparatoare pe planul de lucru (orbirea prin reflexie), cat si mentinerea aceleiasi senzatii vizuale independent de sursa utilizata (naturala sau artificiala).

b)   Corpurile de iluminat de langa ferestre sunt orientate catre interior si astfel aproape intreg fluxul luminos este primit in incapere, fiind mult diminuate pierderile de flux prin transparenta ferestrelor.

c)    Calitatea iluminatului este superioara unei solutii in care corpurile nu sunt inclinate, datorita componentei de flux in emisfera superioara care ridica nivelul de iluminare a plafonului, deci luminanta sa, obtinandu-se o diminuare a contrastului dintre sursa si fond.

3) Amplasarea asimetrica nedirijata: - este determinata, fie de considerente constructive (plafon cu grinzi sau plafon casetat), fie de considerente de plastica arhitecturala (la constructii social -culturale ca sali de spectacole sau anexele lor, magazine, importante obiective la care compozitia arhitecturala impune o rezolvare simetrica variata a plafonului).

Calculul instalatiilor electrice de joasa tensiune

Prevederi generale

Dimensionarea retelei interioare de distributie la consumator, comporta dimensionarea si verificarea sectiunii conductoarelor de alimentare precum si alegerea echipamentului de protectie a receptoarelor si a aparatelor de masurat.

In dimensionarea conductoarelor parcurse de curent apar doua elemente care conditioneaza sectiunea lor: incalzirea prin efect termic al curentului electric si caderea (pierderea) de tensiune datorita impedantei elementelor de circuitul prin care se vehiculeaza energia electrica.

In retelele interioare unde de regula distantele sunt mici, se determina sectiunea la incalzire si se verifica la pierderea de tensiune, iar in retelele exterioare sau linii de joasa tensiune in incinta, unde distantele sunt mari se determina sectiunea la pierderea de tensiune admisa si se verifica la incalzire.

Calculul tine seama si de natura receptoarelor alimentate (forta, lumina, de curenti slabi).

Sectiunile conductoarelor electrice se vor dimensiona pentru a satisface conditia de stabilitate termica la incalzirea in regim permanent sau intermitent, in functie de regimul de lucru al receptoarelor alimentate. Sectiunile determinate vor fi verificate la conditiile de pierdere de tensiune si de rezistenta mecanica. In cazul instalatiilor de forta, coloanele si circuitele vor fi verificate si la conditiile de incalzire in regim de scurta durata la pornire.

Dispozitivele de protectie se vor prevedea:

a)         la plecarile din tablorile de distributie

b)        la intrarea in tabloul de distributie, cu putere instalata mai mare de 8 kW, alimentate prin coloane magistrale

c)         la intrarea in tabloul de lumina sau forta cu mai mult de cinci circuite, alimentate direct din reteaua de joasa tensiune a furnizorului

d)        la iesirea din contorul de tarifare al societatii furnizoare de energie electrica, daca lungimea coloanei pana la tabloul de distributie este mai mare de 20 m

e)         in toare punctele in care sectiunea coloanei descreste

f)          la ramificatiile spre receptoarele individuale. Fac exceptie de la acesta prevedere ramificatiile din circuitul de alimentare a receptoarelor de mica putere (de exemplu corpurile de iluminat, aparate de uz casnic), daca sunt asigurate la plecarile din tabloul cu maxim 16 A la tensiune de 380/220 V si cu maxim 20 A la tensiune de 220/170 V

g)         la plecarile racordate la tablourile de distributie inaintea sigurantei generale ale acestuia sau direct la bornele de intrare in tablou (de exemplu coloana ascensorului, coloana pompelor de incendiu, circuitul sau coloana iluminatului de siguranta, etc.)

h)         pe circuitele secundare de comanda, de protectie si de semnalizare.

In cazul utilizarii sigurantelor fuzibile pentru protectie, ele vor fi montate pe toate fazele sau polii instalatiei electrice respective.

Se interzice montarea dispozitivelor de protectie:

a)         pe conductoarele instalatiei de protectie (pamant, nul, etc.)

b)        pe conductele utilizate ca nul de lucru. Fac exceptie instalatiile monofazate din constructiile de locuinte sau alte constructii in care este asigurata intretinerea instalatiei prin personal calificat, la care se vor monta dispozitive de protectie (sigurante sau intrerupatoare automate mici) si pe conductorul de nul de lucru.

Calculul curentului nominal pentru circuite si coloane

1.Circuite monofazate pentru receptoare de lumina

Curentul nominal se determina cu relatia:

unde: - P_i este puterea instalata a receptoarelor de lumina; aceasta nu poate depasi 3 kW, iar pe circuit pot fi conectate cel mult 30 de corpuri de iluminat; in practica, puterea instalat pe un circuit monofazat este 1200 - 1500 W, alimentand 12-15 corpuri de iluminat.

Daca receptoarele sunt numai lampi incandescente cos = 1, iar daca sunt lampi fluorescente sau lampi cu descarcare cos

La lampile cu incandescenta puterea instalata este identica cu puterea activa absorbita de acestea.

La lampile cu descarcare puterea instalata este formata din:

Pi = Prn + Pnb

unde: Pn; este puterea nominala a lampii; Pnb - puterea nominala a balastului corespunzator.

2. Circuite monofazate de forta si prize

Aceste circuite sunt folosite pentru alimentarea unor receptoare de forta monofazate - fie direct, fie printr-un racord flexibil de la o priza.

Curentul nominal este:

unde: Pi - puterea instalata (putere mecanica) a receptorului de forta; cos- factorul de putere al acestuia; - randamentul receptorului.

3. Circuite monofazate de prize, atunci cand prizele sunt de utilizare generala.

Normativul I-7 stabileste urmatoarele conditii pentru aceste circuite:

- pe un circuit se prevede maximum 15 prize simple sau duble

- puterea instalata pe un circuit de priza se considera Pi = 2 kW.

Curentul nominal se determin cu relatia anterioara unde cos φ si η pot lua, cu o bun aproximare, valoarea 0,8.

4. Circuite trifazate pentru receptoare de forta

Astfel de circuite asigura alimentarea, de regula, a unui singur receptor de forta. In conditii speciale, pe astfel de circuite, se pot alimenta mai multe receptoare trifazate, de putere mica, cu aceeasi utilizare si in numar limitat.

Curentul nominal se determin cu relatia:

unde: Pi este puterea instalata (puterea mecanica) a receptorului de forta. n cazul in care Pi reprezint puterea electrica activa, din relatie lipseste randamentul

si sunt factorul de putere si randamentul receptorului in regim normal de functionare.

In cazul in care receptorul nu functioneaza in regim nominal ci in subsarcina, relatia devine:

unde: c_i este coeficientul de incarcare reala al receptorului. Acesta este stabilit cu ajutorul tehnologului; _i si _i sunt factorul de putere si randamentul corespunzatoare incarcarii reale a receptorului.

5. Coloane monofazate pentru tablourile de lumina

Acestea sunt utilizate pentru alimentarea tablourilor electrice de lumina, de mica putere, cum ar fi cele din cladirile de locuit, cladirile administratice etc. Curentul nominal se determin pe baza puterii instalate Pi a tabloului.

6. Coloane trifazate pentru tablourile de lumina

Curentul nominal se determin cu pe baza puterii instalate trifazate Pi a tabloului de lumina, putere uniform distribuita pe faze. Aceasta rezulta din insumarea puterilor instalate ale circuitelor electrice alimentate din tablou.

Pentru coloanele magistrale, coloanele firidelor de alimentare din cladirile de locuit sau coloanele tablourilor generale relatia devine:

unde: cs este coeficientul de simultaneitate al receptoarelor alimentate de coloana;

Coeficientul de simultaneitate pentru tablouri de distributie

Coeficientul de simultaneitate in conformitate cu functionarea circuitului

(1) In anumite cazuri, in mod deosebit in instalatiile industriale acest coeficient poate fi mai ridicat

(2) Curentul ce trebuie luat in considerare este egal cu curentul nominal al motoarelor, marit cu o treime fata de curentul de pornire

De cele mai multe ori c_s nu este normat si este apreciat de proiectant sau tehnolog. Un caz particular il prezinta coloanele tablourilor de lumina si prize in care prizele au o putere comparabila cu cea a receptoarelor de lumina. Puterea circuitelor se distribuie uniform pe fazele tabloului, dar fiecare faza va avea un numar diferit de circuite de priza si, respectiv, lumina. Este necesar sa se calculeze curentul nominal pe fiecare faza a tabloului sau numai pe faza pe care puterea prizelor este cea mai mare, deoarece pe aceasta faza, curentul va fi cel mai mare si acest curent va fi luat in considerare pentru alegerea sectiunii.

Receptoarele de lumina functioneaza cu factor de putere = 0,95 sau 1, in timp ce pentru circuitele de priza trebuie luat in calcul randament subunitar (de regula, _p = 0,8) si un factor de putere mai scazut (de cele mai multe ori _p

Curentul nominal pe fiecare faza se va determina cu relatia:

unde: I_na si I_nr sunt componentele activa si reactiva ale acestuia.

unde: P_iL = este puterea instalata pe circuitele de lumina ale fazei respective iar P_iP = puterea instalata pe circuitele de priza ale fazei respective.

7. Coloanele trifazate pentru tablourile secundare de forta

Cu astfel de coloane sunt alimentate frecvent tablourile de forta, tablouri ce alimenteaza un numar oarecare de receptoare de acest fel: in principal, motoare asincrone cu

rotorul in scurtcircuit, prize trifazate ce permit alimentarea unor receptoare de forta cu racorduri flexibile, cuptoare de mica putere etc.

Pentru calculul curentului nominal al coloanei este necesar sa se faca unele ipoteze de calcul. Astfel tabloul alimenteaza n receptoare (circuite). Un receptor (circuit) oarecare k are urmatoarele caracteristici:

- putere instalata (mecanica): (P_i)_k;

- factor de putere: _k

- randament: _k

Din cele a receptoare se apreciaza ca numai m functioneaza simultan. Simultaneitatea va fi apreciata pentru cazul de functionare cel mai dezavantajos pentru coloana.

Pentru o apreciere cat mai corecta a simultaneitatii in functionare este necesar a fi consultat tehnologul instalatiei de forta deservita de tabloul respectiv.

Curentul nominal al coloanei se calculeaza cu relatia mentionata mai sus, unde I_na si I_nr sunt componentele activ si reactiv ale acestuia. Pentru cele doua componente se folosesc relatiile:

si

unde I_nK este curentul nominal al receptorului (circuitului) k, determinat cu relatia 6.1.5. Cunoscand valorile I_n, I_na si I_nr se pot determina si celelalte marimi electrice ale tabloului:

- factorul de putere:

- puterea activa absorbita: [W]

- puterea aparenta absorbita: [VA]

8. Coloane trifazate pentru tablourile generale de forta

Curentul nominal al coloanei generale este:

si

unde: indicele k se refera la o coloana oarecare ce pleaca din tabloul general; m - numarul de coloane; c_s - coeficientul de simultaneitate in functionare al intregii instalatii de forta din cladire; valoarea acestuia nu este normata. Aprecierea asupra c_s trebuie facuta cu multa atentie pentru a evita atat supradimensionarea cat si subdimensionarea. De exemplu, pentru instalatia de forta ce

alimenteaza centralele de instalatii dintr-o cladire (statia de hidrofor, centrala termica si/sau de ventilare) coeficientul de simultaneitate poate avea valori cuprinse de 0 6 si 0,7.

9. Coloane trifazate pentru tablourile generale de lumina si forta

Coloanele de acest fel sunt utilizate in cladirile in care instalatia de forta are o putere instalata mica fata de cea pentru lumina si prize sau in situatiile in care tarifarea este unica.

Curentul nominal se va determina in functie de coeficientul de simultaneitate c_s care tine seama de simultaneitatea generala a instalatiei electrice din cladire - lumina si forta impreuna.

Alegerea sectiunii conductelor si cablurilor electrice

Sectiunea conductelor sau cablurilor electrice pentru circuitele si coloanele electrice se stabileste ca sectiunea minima care respecta urmatoarele conditii:

1. in regimul de lunga durata (permanent) incarcarea maxima admisibila (I_ma) a sectiunii sa fie:

I_ma >= I_n

unde: I_n este curentul transportat de circuit sau coloana; I_ma se da in functie de:

- natura conductoarelor (cupru sau aluminiu);

- felul izolatiei conductelor sau cablurilor electrice;

- modul de montare - aparent, ingropat in sol, in tub de protectie etc;

- numarul de conducte montate in acelasi tub de protectie;

- temperatura mediului ambiant.

2. sectiunea sa fie mai mare sau cel putin egala cu sectiunea minima impusa de Normativul I-7; sectiuni minime rezultate din conditiile de rezistenta la transport si montare si de siguranta in functionare.

Tab. Sectiuni minime admise pentru conductoare utilizate in instalatiile electrice din interiorul cladirilor

3. sectiunea aleasa va trebui sa se verifice la stabilitatea termica in regimul de scurta durata la care poate fi supusa;

- in cazul pornirii motoarelor, densitatea de curent la pornire va fi mai mica decat valoarea admisibita;

- in cazul scurtcircuitului, verificarea se realizeaza daca siguranta fuzibila plasata pe circuit sau coloana are curentul fuzibilului (I_F); I_F =< 3 I_ma

4. sectiunea aleasa va trebui sa conduca la pierderi de tensiune sub valorile admisibile impuse de norme.

Conditia 4 se va verifica dupa dimensionarea tuturor circuitelor si coloanelor. Daca aceasta nu se respecta, sectiunea se va mari pe portiunea sau portiunile unde pierderea este mare, pana la valoarea sau valorile ce fac conditia indeplinita.

Conditiile 1-4 de mai sus permit determinarea sectiunii conductorului de faza. Pentru stabilirea sectiunii conductoarelor de neutru (N), de protectie (PE) sau conductor comun neutru si de protectie (NPE) se procedeaza astfel:

Sectiunea conductorului de protectie

Trecerea conductoarelor si barelor electrice prin elemente de constructii din materiale incombustibile clasa C₀(CA₁) se executa in urmatoarele conditii:

a)     In cazul conductelor electrice neizolate libere si a barelor, trecerea se face folosind izolatoare de trecere executate din materiale incombustibile (C₀(CA₁)), incastrate in zid cu borne de trecere

b)     In cazul conductelor izolate trecerea se face protejandu-se in tuburi de protectie pe portiunea de trecere

c)     In cazul conductelor electrice instalate in tuburi nu este necesara o alta protectie. Fac exceptie traversarile prin rosturi de dilatatie, caz in care conductele se protejeaza in tub pe portiunea de trecere.

Trecerea conductoarelor si barelor electrice prin elemente de constructie din materiale combustibile C₁ C₄ (CA 2a CA 2d) se face in urmatoarele conditii

a)         In cazul conductelor neizolate libere si a barelor, se aplica prevederile de la punctul anterior cand conductoarele neizolate treceau prin materiale incombustibile si etansand golurile cu materiale incombustibile si electroizolante cu dopuri de vata de sticla cu ipsos

b)        In cazul conductelor izolate si cabluri libere sau instalatii in tuburi si a conductoarelor punte (INTEC), prin protejarea lor pe portiuni de trecere prin tuburi (tub in tub) din materiale incombustilbile (metal, etc.) si etansand golurile cu materiale incombustibile de clasa (C₀(CA₁)) si electroizolante fata de elementul de constructie.

Traversarea cosurilor si canalelor de fum cu conducte, cabluri si bare electrice, tuburi de protectie sau cu alte elemente ale instalatiei electrice este interzisa.

Alegerea tuburilor de protectie

Au ca rol protejarea cailor de curent realizate din conductoare, fiind confectionate din materiale plastice sau materiale flexibile sau rigide.

Tuburile se folosesc cand trebuie realizata o protectie mecanica superioara sau cand se cer diametre mai mari decat acelea ale tuburilor speciale. Pentru instalatiile electrice, se admite folosirea tevilor din material plastic sau din metal.

Tuburile se pot monta aparent pe elementele de constructie (cu consola sau pe scoabe) sau ingropate in zidarie sub tencuiala, in plansee, sub rabit sau sub pardoseala.

Din punct de vedere al protectiei mecanice, al etanseitatii si al izolatiei tuburile se impart in urmatoarele grupe:

tuburi izolante, usor protejate, rigide (IP si IPY) sau flexibile (IPX, IPFR si IPFY) executate din tabla de otel sau PVC

tuburi etanse si de protectie rigide (PEL si IPEL)

teava de otel fara sudura, obisnuita (T) sau din PVC

Legaturile dintre tuburile de protectie se executa cu ajutorul accesoriilor: mansoane (mufe de legatura), coturi, curbe, mufe, doze si cutii de derivatie si de aparat.

Tuburile flexibile din PVC se pot utiliza numai pentru protectia usoara si numai in incaperi unde prezenta apei este neglijabila.

Tevile de protectie din PVC etanse si rigide se pot folosi in cazurile in care sunt necesare diametre mai mari de 63 mm sau se cere o protectie superioara aceleia asigurata de tuburite din PVC. Tuburile si tevile din PVC se manevreaza si se instaleaza tinandu-se seama de limitele de temperatura a mediului ambiant prevazut in standardele de produs.

Nu se admite instalarea tuburilor si tevilor in care sunt introduse conducte electrice cu izolatie obisnuita pe suprafetele cosurilor si a panourilor radiante sau pe suprafete similare, in spatele sobelor sau a corpurilor de incalzire. Se admite montarea in locuri cu temperaturi mai mari de 40 C numai a tuburilor si tevilor metalice daca conductele au izolatia rezistenta la temperaturile specifice.

Simbolurile utilizate in denumirea tuburilor de protectie sunt formate din litere cu urmatoarele semnificatii: P-protejat; I-izolat; E-etansat; Y-masa plastica(PVC); L-lacuit la interior. Lipsa literei Y inseamna ca tubul este metalic.

Diametrul tubului se alege in functie de numarul si tipul conductoarelor (cablurilor) ce se monteaza in acesta. In cazul de fata s-au utilizat tuburi de PVC care s-au ales conform tabelului urmator care cuprinde dimensiunile tuburilor de protectie functie de caracteristicile conductoarelor sau cablurilor pe care le protejeaza.

Alegerea aparatelor de actionare si protectie

Aparatele de protectie servesc la protectia motoarelor si retelelor electrice impotriva suprasarcinilor, scurtcircuitelor sau lipsei de tensiune.

Cele mai utilizate aparate de protectie sunt: sigurantele fuzibile, releele electrice de diferite tipuri ce constitue elemente componente ale contactoarelor automate cu relee si intreruptoare automate. Dupa rolul pe care il au in protejarea circuitelor si receptoarelor aparatele de protectie se impart in: - A) aparate de protectie la suprasarcina

- B) aparate de protectie la soc

In situatia de fata s-au folosit pentru realizarea protectiei intreruptoare automate si dispozitive de protectie diferentiala.

Contactoarele si intrerupatoarele automate sunt aparate care pe langa functia de inchidere si intrerupere voita a circuitului protejat au si functia de intrerupere automata prin intermediul unor relee de intrerupere care sunt cuprinse in aparat.

Valori de curent, pentru determinarea caracteristicilor aferente dispozitivului diferential: Is-curentul de sarcina maxima; Iz-curentul maxim admisibil.

Un aparat de protectie la supracurenti functioneaza corect, in urmatoarele conditii:

curentul nominal aferent sau curentul de reglaj este mai mare decat curentul maxim de sarcina I_{s max}, dar mai mic decat curentul maxim admisibil Iz, adica I_{s max} ≤I_n≤I_z, corespunzatoare zonei a din figura alaturata;

curentul de declansare conventional I₂ este mai mic decat 1,45 I_z, care corespunde zonei b. Timpul de declansare conventional poate fi de 1 sau 2 ore, in functie de standardele locale si valoarea aleasa pentru I₂;

valoarea curentului maxim de deconectare (puterea de rupere) in cazul unui scurtcircuit trifazat este mai mare decat valoarea curentului de scurtcircuit posibil, in punctul de instalare - zona c.

Intreruptoarele automate se aleg in acelasi mod ca si contactoarele. Curentul de rupere I_r este mult mai mare decat curentul nominal al acestuia I_nc:   

I_r=(8.10) I_nc

Alegerea se face punand conditia: I_nc≥ I_n

Unde: I_nc este curentul nominal al contactorului si In curentul nominal ce trebuie intrerupt de carte contactor.

Este insa de amintit ca exista numeroase deosebiri intre contactoare si intreruptoarele automate. Cele din urma permit un numar mult mai mic de actionari deoarece nu sunt concepute pentru a fi introduse in sisteme de automatizare. La intreruptoarele automate pozitiile inchis/deschis sunt usor de identificat, incat nu pot duce la confuzii care sa permita manevre gresite. Contactoarele sunt pregatite pentru curenti de rupere mari, de ordinul

kiloamperilor. Intreruptoarele automate pot fi echipate optional cu echipamente diferentiale (cu ∆l de 100, 300, 500 mA sau 1 A).

Bobina intreruptorului automat poate lucra si ca un releu de tensiune minima, decupland la scaderi ale tensiunii nominale sub 70% (de regula in intervalul 0,7-0,35 U_n).

Disjunctoarele sunt aparate de actionare prevazute cu echipamente de protectie la suprasarcina si scurtcircuit. Optional pot fi echipate cu un bloc pentru protectia diferentiala.

Disjunctoarele sunt caracterizate de:

curentul nominal I_nd, suportat de aparat in regim de lunga durata;

curentul de serviciu I_s, corespunzator echipamentului ce asigura protectia la suprasarcina. Acesta poate fi reglat fin de regula in intervalul I_r apartine (0,6.1) I_s. Sunt disjunctoare la care domeniul de reglare este diferit de cel mentionat sau reglarea se face in trepte, de exemplu in trepte fixe: 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 0,95; 1; din curentul nominal I_nd.

curentul de reglare corespunzator echipamentului ce asigura protectia la scurtcircuit I_m.

disjunctoarele din ultima generatie ofera si o protectie "instantanee" (aproximativ 10 ms) pentru un curent de scurtcircuit foarte mare I_f.

curentul ∆l pentru care echipamentul diferential actioneaza prin deschiderea contactelor principale. Echipamentul diferential este optional. Atunci cand disjunctorul a fost prevazut cu un asemenea echipament, el se numeste disjunctor diferential. Valorile lui ∆l sunt 10 si 30 mA pentru disjunctoare de mare sensibilitate si 100, 300 mA si 1 A pentru celelalte. Disjunctoarele de mare putere au echipamentul diferential reglabil.

Tensiunea de alimentare a bobinei. De regula aceasta este de 24, 230 sau 240 V in c.a. sau in c.c. De cele mai multe ori bobina disjunctorului lucreaza ca si declansator de tensiune minima. Acesta poate actiona instantaneu sau cu o temporizare, ce uneori poate fi reglabila. Declansatorul de tensiune minima declanseaza la valori ale tensiunii intre 0,7 si 0,35 U_n.

Disjunctorul se va alege respectand conditia:

I_nd≥ I_n

Unde In este curentul nominal al liniei pe care se monteaza. Disjunctorul se alege astfel ca reglarea echipamentului de protectie la suprasarcina sa se poata face la I_r =I_n, iar cea de protectia la scurtcircuit la I_m =I_sc, unde Isc este curentul efectiv al curentului de scurtcircuit

daca defectul s-ar produce in apropierea (in aval in sensul de transport al puterii) disjunctorului.

Daca disjunctorul este prevazut si cu echipamenta de protectie diferentiala, valoarea nominala a acestuia se va alege in concordanta cu selectivitatea dorita.

Alegerea pragului de declansare instantanee sau cu temporizare redusa.

Domeniile curentului de declansare a dispozitivelor de protectie la suprasarcina si scurtcircuit, in cazul disjunctoarelor de JT

(2) Pentru disjunctoarele de uz industrial standardele CEI nu specifica valori in acest sens. Valorile de mai sus sunt date numai ca valori de uz general.

INSTALATIE DE PROTECTIE IMPOTRIVA ELECTROCUTARII

Dupa executarea prizei de pamant naturala aceasta se va masura si daca valoarea masurata este mai mare de 1W priza de pamant se va imbunatati cu una artificiala care se calculeaza dupa cum urmeaza:

- teava - 2 m: [W], W

- banda 40x4 mm: [W], W

[W

in care - ρ este rezistivitatea de calcul a solului [Wm];

l este lungimea electrodului [m];

d este diametrul electrodului [m];

[m];

q este distanta de la partea superioara a electrodului pana la suprafata solului [m];

u₁, u₂ sunt un coeficienti de utilizare;

n₁, n₂ numarul de electrozi verticali respectiv orizontali;

Priza de pamant se va executa prin ingroparea in pozitie verticala, la o adancime de circa 50 cm sub nivelul terenului amenajat, a tarusilor din teava zincata 2", in lungime de 2 m fiecare si se vor conecta intre ei cu o platbanda OLZn 40x4 mm.

INSTALATIE DE PROTECTIE IMPOTRIVA TRASNETULUI

Determinarea necesitatii prevederii instalatiei de protectie impotriva trasnetului si alegerea nivelului de protectie: