Contactoare si ruptoare

Contactoare si ruptoare

Principiul de functionare

Contactorul este un aparat de comutatie cu actionare mecanica, electromagnetica pneumatica, cu o singura pozitie stabila, capabil de a stabili, suporta si intrerupe curentii in conditii normale de exploatare ale unui circuit, inclusiv curentii de suprasarcina. Prin intermediul unui buton se inchide circuitul de alimentare al bobinei electromagnetice ;astfel incat armatura mobila este atrasa si circuitul se inchide prin deplasarea unui contact mobil ,care este solitar cu armatura mobila iar contactele raman deschise doar atata timp cat bobina electromagnetului se afla sub tensiune.

In momentul in care se intrerupe alimentarea bobinei electromagnetului ,circuitul principal se deschide din nou ,contactul mobil revenind la pozitia de repaos prin actiunea unui resort.

Elementele componente ale unui contactor sunt:

-Circuitul principal de curent ( borne , contacte fixe si contacte mobile ).

-Circuitul de comanda ( bobina electomagnetului de actionare, contactele de autoretinere si butonul de comanda )

-Circuitele auxiliare (contacte de blocare, semnalizare).

-Dispozitivele de stingere a arcului electric (camere de stingere, bobine de suflaj).

In constructia unui contactor mai intra elemente izolante, elemente metalice , cuva de ulei cu capac, elemente de fixare, carcasa.

Schema de principiu a unui contactor cu miscare de rotatie

Tipuri constructive si marimi

caracteristice

Dupa felul curentului din circuitul principal contactoarele si ruptoarele pot fi:

Dupa modul de actionare a contactoarelor mobile, contactoarele si ruptoarele pot fi:

Cu actionare prin electromagneti, aceasta este solutia cea mai frecvent folosita, ea prezentand o serie de avantaje.

Cu aer comprimat, indeosebi la contactoarele de curent continuu pentru curenti mari, unde este necesara separarea rapida a contactoarelor

Cu actionare mecanica, prin arbori cu came; metoda este utilizata rar si numai la intensitati mici.

Marimile caracteristice ale unui contactor sunt:

Tensiunea nominala U - tensiunea la care se dimensioneaza izolatia aparatului, distantele de strapungere si conturare.

Curentul nominal I - curentul pe care il poate suporta circuitul principal al contactorului fara a depasi in regim normal de lucru incalzirea admisa

Frecventa de actionare - numarul maxim de actionari pe care contactorul le poate executa intr-o unitate de timp

Durata relativa de conectare - care este standardizata si frecventa de conectare, ambele determina clase de lucru sau regimuri de lucru pentru contactoare.

Contactoare cu relee

Contactorul serveste la inchiderea si deschiderea circuitului de alimentare a motorului, la comanda data de un operator.

Blocul de relee termice protejeaza motorul si instalatia impotriva suprasarcinilor, comandand deschiderea automata a contactorului.Releele electromagnetice asigura protectia contra scurtcircuitelor, ele comandand automat in cazul unui scurtcircuit deschiderea contactorului. Deoarece contactorul nu are o capacitate suficienta de rupere la scurtcircuit, este indicat sa se prevada in circuit o protectie suplimentara cu sigurante.

Contactoare electromagnetice intalnite frecvent in instalatii electrice

Generalitati

Contactoarele electromagnetice sunt utilizate in schemele electrice de actionare; de aceea a face fata necesitatilor impuse de exploatare, exista in prezent o foarte mare varietate de constructii. O examinare comparativa a tuturor acestor constructii, produse de diferite firme din diferite tari, se poate face avand la baza urmatoarele criterii:

existenta unei serii unitare complete pentru gama de curenti pana la 200A regimul de lucru

performantele ridicate in ceea ce priveste capacitatea de rupere, de durata de viata mecanica si electrica

dimensiunile de minime la acelasi curent

simplitatea constructiei, montarea si demontarea rapida a diferitelor elemente componente in timpul exploatarii

In instalatiile electrice din tara se intalnesc frecvent pentru regimuri normale de functionare, in afara contactoarelor de productie indigena, contactoarele produse de firme straine.

Contactoare de curent continuu

Contactoarele de curent continuu se executa monopolar. Executia bipolara prezinta dezavantajul ca, la ruperea unor curenti intensi, se poate amorsa un arc intre cei 2 poli. Acesta impune distante mai mai intre poli, ceea ce mareste gabaritul aparatului. Desi un contactor bipolar ocupa mai putin loc decat 2 contactoare monopolare, se prefera prima solutie, fiind mai sigura.

Caracteristic pentru contactoarele si ruptoarele de curent continuu este cursa mica a armaturii mobile a electromagnetului de tip clapeta. Raportul dintre bratul de parghie al contactului si al armaturii mobile este de 2:1 .

Contactorul de curent continuu de tip MC 100

Pe placa de baza din material izolant este fixat jugul electromagnetului, pe care se afla miezul, bobina si armatura mobila. Tot pe placa de baza se monteaza contactul fix si dispozitivul pentru stingerea arcului electric. Acest dispozitiv este format din bobina de suflaj, polii de suflaj magnetic si camera de stingere confectionata din azbociment.

Caracteristicile tehnice ale contactoarelor de curent continuu de tip MC sunt prevazute cu contacte auxiliare si rezistenta economizoare.

Contactele auziliare regleaza astfel, incat pentru fiecare contactor, un contact auxiliar inchide mai devreme si introduce in serie cu bobina o rezistenta economizoare petru pozitia inchis.

Exista un tip de contactoare care este prevazut cu un numar mare de 9 sau 10 contacte auxiliare.

Caracteristicile tehnice ale contactelor auxiliare sunt :

a)          Tensiunea nominala 185 Vcc

b)          Curent nominal 1 A

c)          Capacitatea de rupere 1,2 A la 210 V cc

Intreaga serie se poate utiliza pentru frecventa de concentrare de 120 con/h si durata de actionare 100%

Contactoare de curent alternativ

Contactoarele de curent alternativ au o constructie diferita de contactoarele de curent continuu.

Ele se impart in 2 categorii:

a)          Contactoare la care contactul mobil are o miscare de rotatie

b)          Contactoare la care contactul mobil are o miscare de translatie

Contactorul cu rotatie este compus dintr-un supor metalic pe care sunt fixate contactele fixe, miezul fix al electromagnetului, contactele auxiliare si suporturile lagar ale echipajului mobil. Aceasta constructie este foarte avantajoasa, deoarece permite realizarea contactoarelor cu un numar dorit de poli prin simpla alaturare a numarului necesar de sisteme de contact, lungind in mod corespunzator suportul si tija-suport a contactelor mobile. Pentru stingerea arcului electric, fiecare pol este prevazut cu o camera de stingere cu gratare ionice. Cursa la deschiderea armaturii mobile este limitata de un opritor. Contactele fixe si mobile sunt prevazute cu coarnele pentru preluarea arcului la deschidere.

Caracteristici tehnice ale contactoarelor de curent alternativ cu miscare de rotatie

Contactoarele cu translatie seria AC3 formeaza o serie unitare de la 10-200 A si functioneaza pe principiul transmiterii directe a miscarii de translatie a armaturii mobile a electromagnetului la sistemul de contacte. Aparatele se compun dintr-un postament, electromagnet de tip "dublu e", suportul contactelor fixe, subansamblul echipaj mobil, camere de stingere cu gratar deionic, bloc contacte auxiliare cu exceptia aparatului de 10 A , 2 A la care contactele auxiliare au aceleasi dimensiuni si pozitie pe aparat ca si contactele principale.

Contactorul AC3 de 10 A este format dintr-o carcasa din material termoreactiv care sustine magnetul fix si bobina. Pe suportul contactelor fixe , presat din acelasi material sunt montate contactele fixe principale si auxiliare si bornele. Magnetul mobil este fixat de echipajul ce poarta puntile de contact. Camera de stingere presata din masa termoreactiva de tip melamina separa faxele prin paravane. La celelalte contactoare din serie, constructia este asemanatoare. Magnetul fix de tip "e" cu intrefier fals pe miezul central este fixat pe un postament dintr-un material termoreactiv la aparatele de 25, 40 si 63 A si un silumin la cele de 100 si 200 A prin intermediul unor lamele elastice si placi de cauciuc. Bobina este fixata direct pe postament, fapt ce impiedica transmiterea socurilor de inchidere la bobina. Suportul contactelor fixe, echipajul mobil si postamentul sunt presate din fenoplast sau supraplast. Camerele de stingere sunt prevazute cu placute deionice montate pe peretii din fibra si fixate in capac printr-o lamela elastica. Capacul este presat dintr-un material rezistent la actiunea arcului electric. Pentru intreaga serie , spirele in scurtcircuit sunt fixate la magnetul fix prin deformarea suprafetei polare si prin lipire, iar pastilele de contact din AgCd sintetizat sunt lipite de suporturi. Cele 2 blocuri de contacte auxiliare poseda contacte normal deschise ( ND ) sau normal inchise ( NI ) cu urmatoarele caracteristici :

Curent nominal    6 A

Tensiunea nominala 500 Vca, 200 Vcc

Curent maxim de inchidere 50 la 380V si cos =0,5A la 220V si LR=15ms

Durata de viata electrica 1 milion manevre

Durata de viata mecanica 10 milioane manevre pentru contactorul de 10A si 5 milioane pentru restul seriei

Aceasta serie de contactoare are performante superioare seriei de contactoare cu rotatie dupa cum se vede si in tabel. In afara de aceasta serie de contactoare cu translatie are o constructie simpla, usor demontabila, contactele sunt usor vizibile si interschimbabile. La aceste contactoare, insa schimbarea bobinei este mai dificila, iar gabaritele mari, socul la inchidere este foarte puternic.

MONTAREA CONTACTOARELOR IN INSTALATIILE ELECTRICE

Dupa cum s-a aratat in paragrafele anterioare, contactoarele se utilizeaza in instalatiile electrice impreuna cu diferite alte accesorii, ca: blocuri de relee, butoane, sigurante, dispozitive de semnalizare, in functie de cerintele schemei. Aceste combinatii de aparate se pot ansambla pe placi comune introduce in tablouri de comanda sau cutii capsulate ori pot fi grupate pe categorii de aparate in interiorul panourilor.

VERIFICAREA CONTACTOARELOR DUPA TRANSPORT

Contactoarele sunt ansamblate in cutii de carton sau lazi pentru a suporta in conditii bune solicitarile mecanice la care sunt supuse in timpul transportului.

In momentul sosirii lor la locul de destinatie, trebuie sa se verifice daca aparatele nu au fost deteriorate in timpul transportului. In acest scop trebuie sa se verifice daca partile mobilw nu s-au deformat sau deplasat daca piesele izolante si camerele de stingere nu s-au spart.

Depozitarea contactoarelor in cazul in care contactoarele nu se monteaza imediat in industria electrica. Ele se depoziteaza in ambalajul original in incaperi uscate si curate unde pot fi supuse la actiunea prafului, vaporilor de apa sau agentilor corozivi si a temperaturilor ridicate.

Aparatele cu ambalajele lor nu se aseaza in stive prea mari deoarece in cazul unor eventuale daramari se produc spargeri sau fisuri ale pieselor izolante si camerelor d stingere.

Se va avea in vedere ca piesele de rezerva (contacte, bobine) care se livreaza odata cu contactorul, sa nu se piarda si sa se eticheteze pentru a sti pentru ce aparat se utilizeaza.

MONTAREA CONTACTOARELOR

Inainte de montarea unui contactor se verifica daca valorile lui nominale corespund valorilor nominale ale instalatiei. In acest scop se verifica daca tensiunea bobinei electromagnetului de actionare este egala cu tensiunea nominala a circuitelor de comanda ale instalatiei, daca valoarea curentului nominal al contactorului este mai mare sau egala cu valoarea curentului care trece prin circuitul principal, de asemenea se verifica faca tensiunea nominala a contactorului este egala cu a instalatiei

Recomandarile care se pot da cu privire la montarea contactoarelor in instalatii au caracter general, de aceea se completeaza cu indicatii date in instructiuni si cataloage, de catre firmele constructoare, pentru fiecare tip de contactor.

Contactoarele se monteaza in pozitie verticala cu bornele R, S, T superioara. In imediata lor apropiere nu trebuie sa existe sursa de caldura, care ar provoca o incalzire a mediului mai ridicat decat in rest. Fixarea contactoarelor pe panouri este realizata cu suruburi si piulite. Strangerea piulitelor trebuie sa fie suficienta pentru a elimina jocurile si posibilitatea de deplasare a contactorului in timpul manevrelor. Deoarece socurile la anclansre sunt puternice, dimensiunile cadrului cadrului sau panoului pe care se monteaza trebuie sa fie corespunzator alese pentru a face fata solicitarilor mecanice la care sunt supuse. Daca reglajul contactoarelor auxiliare ca si blocurile de relee, butoanele etc, situate in apropierea contactorului sunt sensibile la vibratiile transmise cadrului, la anclasarea contactorului, trebuie luate masuri pentru diminuarea acestor vibratii. In acest scop, se pot utiliza panouri care cuprind numai contactoare restul aparatului fiind instalat pe alte panouri, complet separate de primele. Se poate utiliza si fixarea contactoarelor pe panouri prin intermediul unor legaturi elastice ( piese elastice, resortoare ).

La montarea contactoarelor trebuie sa se tina seama de lungimea pe care este aruncat afara arcul electric in exteriorul camerei de stingere la deconectarea circuitului. De aceea, firmele constructoare dau valori distantelor de la camerele de stingere la peretii sau capacele metalice precum si distantele dintre cele doua contactoare asemanatoare montate alaturat pentru a evita accidentele. Aceste valori depinde de curentul nominal al contactorului, capacitatea de rupere, constructia camerei de stingere etc si trebuie respectate in timpul montajului. Aceste spatii prevazute sunt suficiente si pentru a permite scoaterea camerelor de stingere.

La aparatele cu cuva cu ulei, se va prevedea spatial necesar pentru colaborarea cuvei.

Blocaje mecanice intre contactoare

o

Se utilizeaza in situatiile in care 2 contactoare intr-o schema de actionare nu trebuie sa inchida simultan. La contactoarele cu miscare de rotatie, aceste blocaje se realizeaza in diferite variante constructive. Contactoarele cu translatie trebuie sa aiba o constructie speciala pentru a permite utilizarea blocajelor mecanice, astfel ca, in general, nu se folosesc in schemele de blocaje, acesta constituind un mare dezavantaj al lor.

In fig a. sunt prezentate 2 posibilitati de blocare mecanica a 2 contactoare cu rotatie. Astfel incat cele 2 contactoare sunt asezate unul sub altul ceea ce realizeaza o economie de spatiu. Prin rotirea piesei P. armatura unuia dintre electromagneti este mentinuta in pozitie deschisa.

VERIFICAREA CONTACTOARELOR DUPA MONTARE

Dupa ce contactoarele si celelalte aparate au fost montate pe panouri pentru asigurarea unei functionari corecte se verifica:

a) Executarea legaturilor electrice dintre diversele aparate

b)    Strangerea corecta a suruburilor

c)    Cursa si forta de apasare pe contactele principale si auxiliare ale contacto rului, pentru a observa daca aparatele nu s-au dereglat in timpul montajului

d)    Existenta camerelor de stingere si fixarea lor corecta In continuare se aplica tensiime la bornele bobinei electromagnetului de actionare, contactele principale nefiind parcurse de curent si se executa cateva manevre in gol, pentru a se observa cum inchid contactul si electromagnetul.

Se fac apoi cateva manevre sub sarcina, dupa care se verifica posibilitatea executarii tuturor comenzilor prevazute in schema si se regleaza releele.

INTRETINEREA SI REPARAREA CONTACTOARELOR

In cazul unei alegeri si instalari corespunzatoare, buna functionare a contactoarelor este conditionata de intretinerea corecta si eventuala reparare a acestore. Contactoarele electromagnetice sunt caracterizate printro intretinere simpla si repararea relativ usor de executat.

Intretinerea corecta a contactoarelor asigura o functionare corespunzatoare a contactorului, cum si micsorarea uzurii sale electrice.

Periodic se executa o examinare atenta a instalatiei, insistandu-se asupra starii suprafetei contactelor. Cu aceasta ocazie se verifica inchiderea si deschiderea contactelor principale si auxiliare.

Daca este cazul, contactele oxidate sau cu urme de metal topit care apar in timpul intreruperii arcului electric, se curata cu ajutorul unei pile fine. Utilizarea hartiei emeri este interzisa. Dupa curatare contactele se ung cu vaselina pentru contacte.

Contactele trebuie, de asemenea, curatate dupa intreruperea unui scurtcircuit.

Dupa curatare, se va face o verificare a cursei in contact si a fortei de apasare pe contact, care trebuie sa corespunda valorilor pentru contactoare de productie indigena.

. INTRETINEREA CONTACTOARELOR AUXILIARE

Se face in mod asemanator cu a contactelor principale. Contactele auxiliare pot fi: normal deschis, normal inchis, sau cu comutare. Constructia contactelor auxiliare trebuie sa permita inchiderea sau deschiderea contactelor, in intervale de timp variabile fata de momentul primirii comenzii de la contactor. Astfel contactul auxiliar de autoretinere, care asigura mentinera contactorului inchis, dupa care s-a actionat asupra butonului de pornire, care comanda alimentarea bobinei electro-magnetului trebuie reglat cu o sursa in contact foarte mica.

Demontarea contactelor auxiliare se face usor, tinandu-se seama de particular itatile de constructie ale fiecaruia.Astfel contactul mobil de la contactul auxiliar se demonteaza prin simpla apasare in sensul sagetii. Montarea se face prin apasarea in sens opus

INCERCAREA SI VERIFICARE CONTACTOARELOR

REPARATE

Inainte de punerea in exploatare a unui contactor reparat, acesta trebuie sa fie reglat si incercat. Operatiile care se executa in aceasta situatie au drept scop:

a) Reglarea mecanica care trebuie sa asigure o functionare corecta din punct de vedere mecanic

b)    Reglarea electrica, care trebuie sa asigure functionarea contactorului conform normelor si standardelor in vigoare

Succesiunea operatiilor ce trebuie executate in cadrul reglajului este urmatoarea:

a) Determinarea valorii tensiunii sau curentului absorbit de bobina la care este atrasa armature mobile a electromagnetului

b) Determinarea valorii tensiunii sau curentului absorbit de bobina la care electromagnetul retine si la care miezul mobil este eliberat

c) Inlaturarea vibratiei electromagnetilor de curent alternativ Pentru a executa reglajul electric al contactoarelor sunt necesare surse de curent continuu sau alternativ in functie de felul electromagnetului de actionare.