TEMA DE PROIECT

Sa se proiecteze o instalatie electrica de forta si iluminat pentru un atelier de vulcanizare auto.

Date initiale de proiectare:

3 prese vulcanizat

un compresor

2 motopompe

un ventilator

o masina de echilibrat

6 prize 220V

2 prize 3X380V

camera de lucru 10mX6mX3m

2 camere anexe (3mX6mX3m si 3mX4mX3m)

Continutul proiectului:

Studiul literaturii de specialitate

Alegerea solutiei

Proiectarea instalatiei de forta

Proiectarea instalatiei de iluminat

Verificarea pierderilor de tensiune

Protectia muncii in exploatare

Bibliografie

CAPITOLUL 1

STUDIUL LITERATURII DE SPECIALITATE

Continutul acestei lucrari se refera la problemele teoretice si practice ale instalatiilor electrice de distributie la consumatorii industriali, de joasa tensiune (instalatii de forta si de iluminat), ale iluminatului electric.

1.1 Locul instalatiilor industriale in sistemul electroenergetic

Instalatiile din aval de punctul de delimitare intre furnizor si consumator, in cadrul sistemului electroenergetic (SEE) sunt denumite instalatii de utilizare (a energiei electrice) sau instalatii (electrice) la consumator.

Figura 2.1 evidentiaza de energie electrica de la centrele de producere (centrale electrice termice, hidrocentrale, atomice etc.) la ultimul receptor R sau utilaj U, cu variantele posibile de retea.

1.2 Componentele sistemului de alimentare

Sistemul de alimentare cu energie electrica a utilajelor si receptoarelor unui consumator cuprinde, in principal sistemul extern si sistemul intern.

a.       Sistemul extern este reprezentat de reteaua zonala a SEE, printr-un nod al retelei ( retele de IT, MT sau JT, in functie de puterea ceruta de consumator). Apartine furnizorului.

b.       Statia de primire ( sau statiile de primire, in cazul marilor consumatori) este materializata (in functie de puterea solicitata de consumator) prin: statii de conexiuni (fara transformatoare) sau tablouri de distributie. Poate apartine fie furnizorului, fie consumatorului( conform contractului incheiat).

c.       Sistemul intern apartinand consumatorului contine:

retele de distributie interne (in JT,MT si/sau IT, in functie de consumator) cu puncte de distributie, prin care energia electrica este dirijata in diferite directii si spre diferite elemente alimentate: statii de transformare, statii de conexiuni, tablouri de distributie, bare de distributie.

- surse proprii ale consumatorului:

- permanente, care acopera o parte din consumul de energie electrica al consumatorului (de exemplu, o centrala electrica de platforma conectata la SEE)

- de interventie, care permit alimentarea provizorie a unui grup restrans de receptoare importante( vitale), in cazul intreruperii alimentarii din sistemul extern: baterii de acumulatoare, generatoare sincrone mici actionate de motoare cu ardere interna.

Totalitatea elementelor de retea (linii, aparate, etc.) care se interpun intre sursa si un element alimentat constitue ceea ce se numeste o cale de alimentare.

1.3 Categorii de receptoare

In raport cu conditiile privind continuitatea alimentarii, receptoarele unui consumator se pot grupa in patru categorii, consecintele intreruperii alimentarii cu energie electrica, pentru fiecare categorie constand in:

Categoria 0 (receptoare "vitale") - declansarea de incendii sau explozii, distrugerea utilajelor, pericol pentru viata oamenilor

- Categoria I - pagube economice importante, rebuturi, imposibilitatea de recuperare a productiei nerealizate

Categoria II - nerealizari de productie recuperabile

Categoria III - consecinte nesemnificative.

Pentru fiecare categorie, se precizeaza, pe de o parte, durata maxima a timpului de intrerupere a alimentarii si, pe de alta parte, modalitatile de asigurare a unei rezerve de alimentare.

Structura unei tetele este determinata de:

- caracteristicile si dispunerea teritoriala a receptoarelor,

- siguranta in alimentare, conform categoriei in care se incadreaza receptoarele,

- felul curentului si nivelul de tensiune necesar,

- indicatori tehnico-economici (cheltuieli de investitii, consum de material conductor, comoditate si cheltuieli de montaj, comoditate si cheltuieli de exploatare, pierderi de energie),

- asigurarea conditiilor de protectie a personalului impotriva electrocutarii.

1.4. Instalatia electrica

Instalatia electrica ( prescurtat "instalatie") este ansamblul de echipament electric interconectat in cadrul unui spatiu dat sau al unei zone precizate. Localizarea si interconectarea intr-un anumit scop functional constitue cele doua criterii inseparabile pentru delimitarea unei instalatii.

Instalatia electrica are deci doua componente de baza:

- echipamente electrice, cu o anumita destinatie functionala

- canale conductoare (linii), care servesc pentru dirijarea energiei electrice si pentru interconectarea echipamentelor:

- reteaua electrica, care contine echipamentele electrice interconectate, in amonte fata de ultimul receptor sau de la ultima unitate functionala, si care servesc pentru alimentarea cu energie electrica a receptorului sau unitarii respective

- linii de conexiune in interiorul echipamentelor sau unitatilor functionale.

1.5. Echipamentul electric

Echipamentul electric (prescurtat "echipament") cuprinde elementele sau unitatile functionale complexe care intervin in fluxul de energie electrica: producere, transport, distributie, stocare, conversie, masurare si consum (utilizare) ca:

- elemente indispensabile (de baza) in lantul de transfer (alimentare)

- elemente auxiliare (suplimentare), care asigura functionarea corecta, la parametrii si secvente precizate, a elementelor de baza sau/si protectia adecvata, in cazul aparitiei unor disfunctionalitati.

Echipamentele electrice constau in: masini electrice (generatoare si motoare), transformatoare (de putere si de masura), convertoare (electromecanice sau statice), aparate electrice (de comutatie, de protectie, de masura), diverse dispozitive ( de semnalizare, de actionare, electromagneti), elemente de conexiune (tablouri de distributie, doze de ramificatie, prize).

1.6. Clasificarea instalatiilor electrice

In functie de intensitatea curentului si de destinatie (receptoarele alimentate), instalatiile electrice se pot clasifica in:

a.        instalatii de curenti "tari" (intesitati ale curentului de ordinul amperilor sau kiloamperilor):

- instalatii de putere ("forta"), cuprinzand echipamente destinate nemijlocit aplicarii energiei electrice (producere, transport, distributie, consum) in scop util: producerea de lucru mecanic, caldura, procese electrochimice

- instalatii de iluminat electric

- instalatii de automatizare, masura si control

- instalatii pentru compensarea puterii reactive

- instalatii pentru reducerea regimului deformant

- instalatii de protectie impotriva socului electric

b. instalatii de curenti "slabi":

- instalatii de telecomunicatii

- instalatii de detectare automata si de alarma:

- instalatii de telesupraveghere a functionarii instalatiilor de curenti "tari" din cladiri

- instalatii de ceasoficare

- instalatii de telecomanda si telemasurare.

1.7. Elemente componente

Elemente componente ale unui circuit sunt, in principiu: sursa de alimentare cu energie electrica, elementul alimentat (consumatorul) si linia de legatura intre sursa si elementul alimentat.

a.Sursa de energie poate fi:

- sursa primara, bazata pe transformarea altei forme de energie

- generator (masina electrica)

- pila (acumulator)

- sursa secundara, bazata pe modificarea parametrilor energiei electrice (secundarul unui transformator)

- "pseudosursa" - tensiunea electrica disponibila la barele unui punct de distributie

- o priza de curent.

Caracteristici ale sursei primare sau secundare sunt, in principal:

- impedanta interna Z_s;

- tensiunea de functionare (mers) in gol (fara sarcina) U₀ - tensiunea generata prin fenomenul primar;

- tensiunea la borne in cazul functionarii in sarcina U_s - inferioara tensiunii de functionare in gol si dependenta de intensitatea curentului furnizat;

- puterea aparenta nominala S = U₀I_n - puterea limita care poate fi furnizata unui receptor rezistiv.

b. Linia electrica, reprezentand ansamblul elementelor prin care se asigura transferul de energie intre sursa si elementul alimentat, distributia in diferite directii, inchiderea/deschiderea circuitului (intr-o secventa prestabilita), protectia circuitului (receptor si linie), masurarea parametrilor electrici, contine:

- conductoare (izolate)/cabluri/bare;

- dispozitive de conexiune (doze de ramificatie, cutii de derivatie, borne), care realizeaza un contact fix;

- elemente de cablare, fixare si/sau protectie fata de mediu (tuburi, tevi), cu accesoriile aferente;

- aparate de comutatie, destinate manevrelor de inchidere-deschidere a circuitelor;

- aparate de protectie impotriva supracurentilor, destinate atat elementului alimentat cat si celorlalte elemente de pe linie;

- aparate de masura, comanda si supraveghere.

Linia este caracterizata prin impedanta sa Z_l, de regula mult mai mica decat impedantele sursei si elementului alimentat, determinand practic, impreuna cu impedanta sursei, valoarea curentului de scurtcircuit si caderea de tensiune in retea pana la bornele receptorului, unde tensiunea are valoarea U < Us : I_sc = U₀/ Z_s+Z_l DU = U₀ - U= I Z_s+Z_l

c. Elementul alimentat (consumatorul), constituind sarcina circuitului, poate fi:

- receptor simplu;

- receptor complex (echipament, unitate functionala);

- punct de distributie a energiei;

- transformator.

Tensiunea U a bornele elementului alimentat este inferioara tensiunii secundare a sursei, datorita caderii de tensiune pe linia de alimentare.

Receptorul simplu este caracterizat prin :

- parametrii functionali nominali: P_n, U_n,¼

- abaterile admisibile de la tensiunea nominala;

- impedanta nominala (impedanta de utilizare) Z_u; nu se indica direct, rezultand in concordanta cu parametrii nominali si determinand practic valoarea intensitatii curentului si a puterii absorbite la alimentarea din retea: I_n U/Z_u ( Z_u>>Z_s , Z_u >>Z_l)

Punctul de distributie sau receptorul complex este caracterizat prin:

- puterile cerute activa si reactiva P_c si Q_c (inferioare puterii instalate - puterea totala a receptoarelor alimentate);

- curentul nominal al 'sosirii' (linie si bare la care se racordeaza 'plecarile' spre elementele alimentate) I_n.

1.8. Principii de structurare a unei instalatii

Instalatia electrica este considerata un caz particular de sistem , definit ca un set de obiecte interdependente (in corelatie). Principiile de structurare a instalatiei decurg, prin urmare, din principiile generale de structurare a sistemelor.

Fiecare entitate tratata in cadrul unui proces de proiectare, executie, exploatare sau intretinere constituie un obiect. Atunci cand un sistem este o parte a unui alt sistem, poate fi considerat ca un obiect.

Un sortiment de obiecte/elemente este o clasa sau o familie de elemente cu trasaturi generale comune, indiferent de functia concreta sau de particularitatile constructive (de exemplu: rezistoare, motoare, transformatoare).

Structurarea unui sistem semnifica divizarea succesiva si subdivizarea sistemului in parti si organizarea acestora (permitand astfel ca sistemul sa poata fi proiectat, executat/fabricat, intretinut sau comandat in mod eficient) si descrie relatiile de componenta (este compus din, face parte din).

Orice sistem sau obiect poate fi privit sau descris de o maniera specifica (aspect) si anume:

- functie - ce face el (activitatea prin care realizeaza scopul propus), fara a lua in considerare amplasarea si/sau produsele care realizeaza functia;

- produs - cum este construit, fara a tine seama de functia realizata sau de amplasament (un produs poate realiza mai multe functii, se poate gasi singur sau impreuna cu alte obiecte intr-un amplasament);

- amplasare - unde este situat (pozitia fiica in cadrul unui amplasament precizat: cladire, etaj, camera, dulap, panou),indiferent de functia indeplinita sau de produs.

Plecand de la cele trei aspecte mentionate, se pot defini pentru orice sistem/instalatie: o structura bazata pe functie, o structura bazata pe aspectul de produs si o structura bazata pe amplasament.

Rezultatul subdivizarilor succesive bazate pe un anumit aspect al obiectelor poate fi reprezentat ca o structura arborescenta, asa cum este ilustrat in figura 1.3.

1.9. Retele electrice de distributie la consumator

Factori care determina structura retelelor

Structura unei retele este determinata de :

- caracteristicile si dispunerea teritoriala a receptoarelor ;

- siguranta in alimentare, conform categoriei in care se incadreaza receptoarele;

- felul curentului si nivelul de tensiune necesar;

- indicatori tehnico-economici

- asigurarea conditiilor de protectie a personalului impotriva electrocutarii.

1.10. Realizarea sigurantei in alimentarea receptoarelor

Pentru realizarea sigurantei in alimentarea receptoarelor, in functie de categoria in care se incadreaza acestea, sunt posibile urmatoarele solutii:

- Categoria 0:

- doua cai de alimentare independente, racordate in puncte distincte ale SEE;

- surse de interventie;

- anclansarea automata a rezervei;

- circuite distincte fata de alte receptoare.

- Categoria I:

- doua cai de alimentare racordate in puncte distincte din sistemul intern (bare distincte din statii de transformare, posturi de transformare, statii de conexiuni), cu anclansarea automata a rezervei;

- circuite distincte fata de alte receptoare.

- Categoria II: 1 - 2 cai de alimentare din sistemul intern, in urma unui studiu tehnico- economic.

- Categoria III: o singura cale de alimentare.

1.11. Schemele retelelor electrice de joasa tensiune

1.11.1. Principii generale

Se considera o instalatie electrica destinata sa alimenteze, in final, un anumit numar de receptoare (utilaje) de joasa tensiune, amplasate in diferite pozitii in zona aferenta, conform necesitatilor de utilizare.

In schemele in care statia de primire este alimentata dintr-o singura sursa, energia electrica este transmisa spre receptoare intr-un singur sens, printr-o retea care se ramifica succesiv, pe masura apropierii de receptoare, la diferite niveluri in structura sistemica a instalatiei, permitand dirijarea energiei electrice in diferite directii si la diferite elemente alimentate. Ramificarea se realizeaza cu ajutorul unor echipamente prefabricate specializate, numite puncte de distributie, situate in nodurile corespunzatoare ale retelei.

Fiecare punct de distributie este constituit, ca echipament de putere ('forta') din:

- o sosire, direct de la o sursa secundara sau de la un punct de distributie precedent;

- mai multe plecari, spre alte puncte de distributie sau elemente alimentate;

- un sistem de bare alimentate prin sosire si din care se executa derivatiile pentru plecari.

Un punct de distributie mai poate contine circuite suplimentare de comanda, semnalizare, masura etc. Curentul nominal al sosirii este considerat drept curent nominal al punctului de distributie respectiv.

Ca regula generala, fiecare plecare trebuie sa fie prevazuta cu un aparat de protectie la scurtcircuit (siguranta fuzibila sau intreruptor de putere automat), plasat imediat dupa conexiunea la bare, care sa actioneze la un scurtcircuit care s-ar produce in orice loc pe linia dintre punctul respectiv si urmatorul element alimentat. De asemenea, fiecare sosire trebuie prevazuta cu un aparat de comutatie, care sa realizeze cel putin functia de separator, permitand izolarea fata de reteaua din amonte, dupa deconectarea sarcinii din aval. Exceptiile sunt prevazute in normative.

1.11.2. Componenta retelelor electrice de joasa tensiune

Primul element din reteaua de joasa tensiune este tabloul de distributie general al consumatorului (I_n £ 2400 A).

La consumatorii care solicita din retea puteri mici, alimentarea se face direct din reteaua zonala de JT (aeriana sau subterana) a furnizorului, printr-un bransament care face legatura intre linia de alimentare si contorul de energie al consumatorului, situat in amonte de tabloul general sau la intrarea in tablou. De regula, contorul apartine furnizorului.

Consumatorii de puteri mai mari sunt alimentati din reteaua de medie tensiune a furnizorului, printr-un racord care contine un post de transformare. Postul de transformare contine 1-2 transformatoare (10/0,4 kV sau 20/0,4 kV), avand infasurarea secundara in stea, cu neutrul accesibil (4 borne), precum si echipamentul de comutatie si de protectie aferent, atat pe partea de MT, cat si pe partea de JT. Secundarul transformatorului alimenteaza tabloul de distributie general, care poate fi chiar inglobat in postul de transformare.

Celelalte puncte de distributie pot fi:

- tablouri de distributie de tip panou, dulap, din cutii echipate etc., clasificate, dupa intensitatea curentului sosirii, in tablouri principale (I_n £ 600 A) si tablouri secundare
(I_n £ 300 A);

- canale prefabricate de bare (un sistem de 4 bare intr-o incinta de protectie), realizate ca tronsoane care pot fi imbinate si prevazute cu posibilitatea efectuarii de derivatii pentru ramificatii. In functie de intensitatea curentului nominal, canalele pot fi canale magistrale si canale de distributie.

In practica, circuitele electrice care alimenteaza puncte de distributie sunt denumite coloane, termenul de circuit fiind consacrat pentru alimentarea fiecarui receptor sau echipament de la ultimul punct de distributie

1.12. Tipuri de circuite electrice de joasa tensiune

Circuitele pot fi:

- individuale, pentru fiecare receptor (in sens restrans);

- comune, pentru mai multe receptoare, cu protectie unica la scurtcircuit:

- circuit de iluminat;

- circuit de prize;

- circuit de utilaj;

- circuit pentru mai multe motoare similare, cu puterea totala pana la 15 kW.

1.13. Tipuri de scheme

a. Scheme radiale. Fiecare punct de distributie, utilaj sau receptor este alimentat printr-o linie separata, care pleaca de la un punct de distributie central (fig. 1.4).

Aceste scheme prezinta avantajul sigurantei in alimentare; un defect pe o linie provoaca scoaterea de sub tensiune, prin functionarea aparatului de protectie respectiv, numai a liniei afectate, restul instalatiei ramanand in functiune.

Dezavantajele schemelor sunt:

- investitii mari;

- consum ridicat de material conductor;

- numar mare de plecari din punctele de distributie (cresterea gabaritului).

Ca utilizare, se recomanda in cazul:

- coloanelor de alimentare a tablourilor de distributie sau al unor canale de bare de distributie secundare;

- circuitelor, pentru:

- utilaje cu receptoare de puteri mari, alimentate direct din tabloul general sau
dintr-un canal magistral;

- utilaje cu receptoare de puteri mici si mijlocii, alimentate din tablouri
secundare sau din bare de distributie;

- utilaje si receptoare dispersate;

- utilaje, receptoare si instalatii importante, pentru care riscul de intrerupere a
alimentarii trebuie sa fie minim.

b.        Scheme cu linii principale sau magistrale. Se prevede cate o plecare intr-o anumita directie, care trece prin apropierea unor utilaje/receptoare sau grupuri de utilaje/receptoare, care se alimenteaza apoi, de regula, in derivatie (fig. 1.5)

Avantajele constau in:

- consum redus de material conductor;

- derivatii din mai multe locuri;

- numar redus de plecari din punctele de distributie.

Dezavantajul este siguranta mai mica in exploatare, deoarece un defect pe linia principala antreneaza intreruperea alimentarii tuturor derivatiilor din linie.

Utilizarea acestor scheme se recomanda pentru:

- utilaje grupate, la distante relativ mici, linii tehnologice;

- distributia in canale de bare.

c. Scheme mixte:

- scheme radiale pentru:

- utilajele/receptoarele dispersate;

- echipamentele/receptoarele importante;

- scheme magistrale pentru utilajele grupate.

1.14. Efectele curentului electric

Curentul electric de intensitate I prin elementele retelei are efecte atat asupra acestora, cat si asupra organismelor vii si a altor elemente care vin in contact cu reteaua.

Efectele curentului electric trebuie avute in vedere la proiectarea si exploatarea instalatiilor electrice.

1.14.1. Efectele asupra retelei

Curentul electric produce in retea pierderi de putere activa, caderi de tensiune, solicitari mecanice, fenomene la deconectare, tensiuni induse, perturbatii electromagnetice in functionarea unor receptoare.

a. Pierderile de putere activa sunt direct proportionale cu patratul valorii efective a intensitatii curentului si cu rezistenta R a caii de curent parcurse

(k = 1 pentru c.a. monofazat, k = 3 pentru c.a. trifazat), avand drept consecinta incalzirea elementelor componente ale caii de curent si solicitarea termica a izolatiei acestora ( 5.4);

b. Caderile (pierderile) de tensiune, in lungul retelei, sunt direct proportionale cu valoarea efectiva a intensitatii curentului si cu impedanta Z a caii de curent parcurse

conducand la diminuarea tensiunii la bornele elementelor alimentate (cap. 10);

c. Solicitarile mecanice ale cailor de curent si ale suportilor acestora au loc datorita campului magnetic propriu al conductoarelor parcurse de curent rezultand:

- forte electrodinamice care se manifesta intre doua conductoare parcurse de curent, asupra unei spire sau asupra unei bucle formate de un conductor;

- forte electromagnetice care se exercita intre un conductor parcurs de curent si un corp feromagnetic invecinat.

Fortele sunt proportionale cu patratul intensitatii curentului. In curent alternativ, fortele sunt pulsatorii, osciland, cu dublul frecventei curentului, intre zero si valoarea maxima

Solicitarile mecanice prezinta importanta in cazul curentilor de defect (in particular, scurtcircuit). In cazul curentului de scurtcircuit asimetric (de intensitate I_sc), datorita componentei aperiodice, valoarea initiala a curentului poate atinge 2,5 I_sc (curent de lovitura).

d. Efectele negative asupra aparatelor de comutatie se manifesta datorita arcului electric la deconectare.

e. Inducerea de tensiuni electromotoare sau elemente ramase incarcate capacitiv in circuite deconectate pot influenta unele receptoare sau pot constitui un pericol pentru personalul de exploatare.

1.14.2. Efectele asupra organismului uman si al altor fiinte

Efectele curentului electric se manifesta prin :

- socuri electrice (care pot deveni periculoase), determinate de potentialele elementelor conductive cu care organismul vine in contact (de diferenta de potential aplicata organismului) si independente de intensitatea curentului prin elementele retelei;

- arsuri sau metalizarea pieii, determinate in principal de actiunea arcului electric care apare la intreruperea voita sau accidentala a unui circuit.

1.14.3. Efectele asupra elementelor combustibile, inflamabile sau explozive

Elementele respective, aflate in contact cu elementele retelei sau in vecinatatea acestora sunt supuse pericolelor de producere de incendii sau explozii, datorita fie unei descarcari electrice (scanteie, arc electric), fie supraincalzirii excesive a cailor de curent.

1.15. Trecerea curentului electric prin organismul uman

Pe langa folosirea controlata curentului electric in scopuri terapeutice, organismul uman poate fi expus accidental si necontrolat actiunii curentului electric.

Daca organismul este supus unei diferente de potential, se constata aparitia unui curent electric in circuitul astfel format, ceea ce demonstreaza conductibilitatea organismului.

1.15.1. Impedanta corpului

Corpul omenesc este un conductor specific - conductor electrobiologic. Diferitele parti ale corpului - cum sunt pielea, sangele, tesuturile musculare si alte tesuturi si
articulatii - prezinta pentru curentul electric o anumita impedanta compusa din elemente rezistive si capacitive (fig.1.4.1): Z_p - impedanta pieii, Z_i - impedanta tesuturilor interne, Z_T - impedanta totala. De remarcat ca impedanta organismului nu este constanta ci depinde de mai multi factori cum sunt : parametrii circuitului electric, starea fizica si psihica a organismului, conditiile de contact cu elementele aflate la potentiale diferite.

Impedanta interna (in principal, rezistiva) a elementelor conductoare din organism este relativ redusa (200 ¼ W) si depinde in principal de traseul curentului prin corp.

Cea mai mare pondere in impedanta corpului revine impedantei tesuturilor externe (pielea - in special, epiderma), adica impedantei de contact la intrarea si la iesirea curentului. Valoarea acestei impedante depinde de tensiunea de contact, de frecventa, de durata trecerii curentului electric, de suprafata si de presiunea de contact, de umiditate si de temperatura. Ea poate varia intre peste 100000 W (pentru piele uscata, curata, fara fisuri si o suprafata de contact mica) si cateva sute de ohmi (in cazul contactului pe o suprafata mare, cu mainile umede, cu fisuri sau acoperite cu substante conductive).

In analiza si calculul instalatiilor de protectie a personalului contra actiunii curentului electric, se recurge frecvent la un model de calcul simplificat, constand intr-o rezistenta R_h a carei valoare se poate considera 1000 W (sau, uneori, 3000 W

1.15.2. Contactul persoanelor cu instalatia electrica

Contactul accidental al persoanelor cu instalatia electrica poate avea loc :

- cu partile active ale instalatiei aflate sub tensiune in decursul exploatarii instalatiei (contact direct);

- cu masele sau alte parti conductive intrate accidental sub tensiune (contact indirect).

Tensiunea care exista (sau care apare ca urmare a unui defect de izolatie sau unei influente electromagnetice) intre doua elemente conductive accesibile simultan in instalatia electrica si care se aplica astfel organismului uman este denumita tensiune de contact U_c.

Contactul se poate stabili nemijlocit cu doua elemente ale instalatiei, aflate la potentiale diferite, sau prin intermediul pamantului.

1.15.3. Efectele trecerii curentului electric prin organism

Trecerea curentului electric prin organismul uman (I_h = U_c/R_h) are efecte fiziopatologice asupra acestuia.

Efectul principal il constituie socurile electrice, care provoaca excitarea tesuturilor, organice parcurse, insotita de contractia spasmodica involuntara a fibrelor musculare, avand drept rezultat tulburari functionale in organism a caror gravitate depinde in mod esential de relatia timp-intensitatea curentului, consecintele fiind cu atat mai grave cu cat cele doua marimi au valori mai ridicate. Actiunea se exercita atat nemijlocit asupra tesuturilor organice parcurse, afectand indeosebi functionarea inimii, cat si prin intermediul sistemului nervos central, manifestata in special prin afectarea respiratiei.

Cel mai mare pericol este aparitia fenomenului de fibrilatie cardiaca constand in pierderea sincronismului de activitate al peretilor acesteia (diastole si sistole), putand avea drept consecinta oprirea circulatiei sanguine. De asemenea, se poate ajunge la oprirea respiratiei.

Pe langa acestea, se pot produce arsuri interne (prin efect Joule in tesuturile parcurse) sau externe (de exemplu, prin arc electric), precum si alte efecte secundare nedorite.

Avand in vedere relatia dintre intensitatea curentului si tensiunea de contact (la o rezistenta data a corpului), aprecierea unei instalatii electrice din punctul de vedere al protectiei personalului fata de efectele curentului electric ia in considerare evaluarea si evitarea mentinerii unei tensiuni de contact accidentale periculoase.

1.16. Trecerea curentului electric prin pamant (sol)

1.16.1. Conductibilitatea electrica a pamantului (solului)

In mod normal, in absenta oricarei legaturi cu o sursa de curent electric, pamantul (solul) este considerat ca avand potentialul zero, servind drept referinta pe scara potentialelor.

Conductibilitatea electrica a pamantului (solului) poate fi pusa in evidenta aplicand o tensiune U intre doi electrozi ingropati in pamant. Se constata ca:

- ia nastere un curent electric de intensitate I_p care parcurge portiunea de sol dintre cei doi electrozi, semnificand prezenta unei rezistente R_p = U_p/I_p, suplimentara fata de rezistenta electrozilor;

- valoarea intensitatii curentului I_p depinde de natura solului, de umiditate si de temperatura, este maxima la distanta minima si scade pe masura cresterii distantei dintre electrozi, pana la o anumita distanta (de ordinul 20 m), dupa care ramane aproximativ constanta, chiar daca distanta este de ordinul kilometrilor;

- potentialul punctelor de pe sol se modifica, variind intre o valoare maxima (pe fiecare electrod) si zero (la infinit); practic, potentialul se poate considera nul de la o anumita distanta fata de fiecare electrod (de ordinul 20 m).

Se desprind urmatoarele concluzii:

- pamantul (solul) este un conductor specific - un conductor spatial, in general neomogen - care, desi are o rezistivitate superioara cu 8 ¼ 9 ordine de marime celei corespunzatoare metalelor (apropiata de rezistivitatea izolantilor clasici), prezinta o rezistenta a circuitului stabilit prin pamant comparabila cu cea a metalelor foarte bune conducatoare de curent la valori apreciabile ale sectiunii acestora;

- rezistenta circuitului stabilit prin sol este concentrata in principal in imediata vecinatate a electrozilor de intrare respectiv iesire, fiecare electrod de legatura cu pamantul introducand o rezistenta dependenta de dimensiunile si configuratia geometrica a legaturii;

- conductibilitatea solului este in principal de natura electrolitica, solurile care contin cea mai mare cantitate de electrolit disolvat (de exemplu, teren arabil, teren argilos, humus, suficient de umede) fiind cele mai conductive, in timp ce terenul nisipos sau pietros se apropie de izolanti.

In consecinta:

- in anumite situatii, pamantul poate fi folosit drept conductor in unele sisteme de transfer al energiei electrice;

- contactul simultan al unor persoane sau altor organisme vii cu doua puncte de pe sol aflate la potentiale diferite sau cu elemente conductive din instalatiile electrice, aflate la un potential diferit de zero, si cu pamantul poate avea drept rezultat producerea de accidente prin trecerea curentului electric prin organism;

- prin pamant se pot inchide curenti de defect ai instalatiilor electrice sau pot fi dirijati intentionat curentii de defect, in vederea realizarii protectiei instalatiei si a personalului.

1.16.2. Contactul electric cu solul

Contactul electric cu solul al unui element conductiv din instalatia electrica se poate stabili fie intentionat (legare la pamant), in scop functional sau ca masura de protectie, fie in mod accidental, ca urmare a unui defect in instalatie (punere la pamant).

Stabilirea intentionata a unui contact electric intre un element conductiv al instalatiei electrice si pamant se realizeaza printr-o instalatie specifica.

Prin instalatie de legare la pamant se intelege ansamblul format din electrozi special destinati acestui scop, ingropati in sol (prize de pamant) si conductoare care fac legatura intre electrozii prizelor si elementele conductive din instalatie (conductoare de legare la pamant), prin intermediul carora se realizeaza un contact intentionat cu solul

Legarea la pamant functionala (de exploatare) se aplica elementelor conductive care fac parte din circuitele curentilor de lucru si urmareste asigurarea unui anumit mod de functionare a retelei.

Legarea la pamant de protectie are drept obiect elementele conductive (masele) care nu se afla in mod normal sub tensiune, dar care ar putea intra accidental sub tensiune, ca urmare a unui defect, scopul acestei masuri fiind protectia personalului in cazul atingerii accidentale a elementelor respective.

Fiecarei prize de pamant ii corespunde o anumita rezistenta a circuitului electric stabilit prin sol, numita rezistenta prizei de pamant. O rezistenta similara corespunde, de asemenea oricarei puneri la pamant (rezistenta de defect).

Contactul electric cu solul al unei persoane poate avea loc direct sau prin intermediul unor elemente conductive aflate in contact cu pamantul (de exemplu, conducte de apa sau elemente metalice ale constructiei).

1.16. Elemente conductoare in retelele electrice

Elementele conductoare servesc drept cale de curent pentru alimentarea receptoarelor sau punctelor de distributie de la sursa de energie.

1.16.1. Conductoarele retelei de distributie

Conductoarele active ale retelei sunt:

- conductoarele de linie (faza): L1, L2, L3;

- conductorul neutru (nul de lucru) N - care serveste drept :

- conductor pentru alimentarea receptoare monofazate;

- cale de inchidere a circuitului curentilor de dezechilibru din retea, (inclusiv armonicele multiplu de 3);

- conductorul de protectie PE - destinat exclusiv protectiei prin legare la pamant si legare la nul, servind pentru racordarea elementelor conductive neaflate in mod normal sub tensiune, cu alte elemente conductive similare, cu prizele de pamant sau cu punctul neutru al sursei de alimentare;

- conductorul combinat PEN, indeplinind ambele functii (neutru si de protectie) pe o portiune definita a retelei.

1.16.2. Solutii posibile pentru realizarea retelei

Din punct de vedere tehnic, se pot folosi:

- conductoare izolate, montate in tuburi sau tevi de protectie, cu accesoriile aferente pentru derivatii (doze, cutii) si imbinare (mansoane, mufe, coturi, curbe);

- cabluri;

- bare neizolate.

a. Conductorul metalic este o cale unica de curent, formata din unul sau mai multe fire.

Drept material se recurge la cupru (Cu) sau aluminiu (Al) - a caror conductivitate este ridicata (s_Cu > s_Al

Avantajele cuprului sunt: consum mai mic, la aceeasi solicitare termica (aceeasi sarcina); cadere de tensiune mai mica pe retea; conexiuni mai sigure (prin lipire); rezistenta mecanica mai mare.

Ca executie, conductorul poate fi: unifilar/multifilar; rigid/flexibil.

Forma sectiunii poate fi: circulara; dreptunghiulara; alte forme geometrice (de exemplu, sector de cerc, elipsa).

Sectiunea conductoarelor utilizate in instalatiile electrice are valori normalizate, exprimate in mm². La cablurile polifazate, cu conductor neutru si/sau de protectie, sectiunea conductorului respectiv se adopta:

- egala cu sectiunea conductorului de linie, pentru s £ 16 mm²;

- valoarea normalizata cea mai apropiata de jumatate din sectiunea conductorului de linie, pentru s ³ 25 mm².

Tabelul 1.1 cuprinde valorile normalizate ale sectiunii conductoarelor.

Tabelul 1.1

Sectiunile conductoarelor (mm²)

b. Conductorul izolat (conductor, conducta) este constituit (fig.1.6) dintr-un conductor metalic si izolatie din PVC, cauciuc sau polietilena (eventual, o manta).

c. Cablul (fig. 1.7) este un ansamblu de : conductoare izolate (separate din punct de vedere electric, dar solidare mecanic), invelisuri si, eventual, ecrane.

Invelisurile servesc fie pentru protectie contra actiunilor chimice, fizice, mecanice: (armaturi metalice, manta - invelis de protectie etans, exterior), fie pentru solidarizarea ansamblului.

Ecranele sunt destinate protectiei circuitelor fata de actiunea campului electric si magnetic exterior sau impiedicarii actiunii campului conductoarelor asupra mediului inconjurator.

Dupa destinatie, cablurile se clasifica in: cabluri de energie, cabluri de comanda, cabluri de semnalizare.

d. Barele neizolate, cu sectiune dreptunghiulara se folosesc drept:

- cale de curent pentru curenti intensi, pentru racordarea echipamentelor in retea, in zone inaccesibile personalului necalificat ca, de exemplu, legatura intre tabloul general si transformator, in postul de transformare sau conexiuni intre echipamente, in zone protejate.

- bare 'colectoare' - in cadrul tablourilor de distributie, la care se racordeaza sosirea si plecarile, in cadrul schemelor radiale.

- canale din bare protejate/capsulate, prefabricate (fig. 1.8), sub forma de tronsoane, inclusiv elementele de imbinare, derivatie si montaj: canal magistral, canal de distributie, cutii de ramificatie, cutii de colt, cutii de sigurante, cutii de dilatare.

1.17. Simbolizarea conductoarelor izolate si cablurilor

Pentru simbolizarea conductoarelor izolate si a cablurilor se foloseste un cod alfanumeric.

CENELEC a adoptat un cod de identificare constand, in ordine, in:

- o litera pentru tipul de cablu: H - model armonizat; A - model nearmonizat, varianta nationala recunoscuta de CENELEC; FRN - conform unui standard national;

- una sau doua cifre pentru tensiunea de serviciu (tensiunea de linie), de exemplu 05 pentru 500 V; 1 pentru 1 kV;

- o litera pentru materialul izolant, de exemplu V pentru policlorura de vinil (PVC);
X pentru polietilena armata (XLPE); R pentru cauciuc natural sau artificial;

- o litera pentru materialul invelisurilor de protectie, de exemplu V pentru policlorura de vinil (PVC); X pentru polietilena armata (XLPE);

- o litera pentru constructii speciale: H - cablu plat divizibil; H2 - cablu plat indivizibil;

- o litera pentru conductorul metalic, de exemplu U pentru masiv; R pentru doua fibre rasucite (inflexibil); F, K sau H pentru diverse constructii flexibile;

- o litera pentru conductorul metalic: A pentru aluminiu; necodificat pentru cupru;

- o parte numerica evidentiind compozitia conductorului/cablului: numarul de conductoare, semnul de multiplicare (x) si sectiunea transversala a unui conductor (in mm²)

Codul alfanumeric folosit in Romania este constituit din:

a. litere, pentru:

- materialul conductorului (prima litera din simbol) : A - aluminiu; conductorul din cupru nu se simbolizeaza;

- forma sectiunii conductorului si constructia: r - sectiune rotunda; s - sectiune in forma de sector de cerc; f - flexibil; m - multifilar;

- executie (in ordine, de la interior spre exterior: izolatie, invelis, armatura, manta):
Y - izolatie/invelis/manta din PVC; H - izolatie de hartie; P - manta din plumb; A - armatura (in interiorul simbolului); Ab - armatura sub forma de banda etc;

- destinatie (la inceputul simbolului, dupa indicarea materialului conductorului):
F - instalatii fixe; M - instalatii mobile; C - cablu de energie; CC - cablu de comanda;
CS - cablu de semnalizare;.

b. cifre: numarul de conductoare x sectiunea (mm²); sectiunile reduse se indica dupa sectiunea conductoarelor de linie, precedate de semnul +.

Exemple: AFY 2,5 mm² - conductor din aluminiu, cu izolatie din PVC, instalatii fixe

FY 2,5 mm² - conductor din cupru, cu izolatie din PVC, instalatii fixe

2 AFY 2,5 mm² + FY 2,5 mm²- doua conductoare din aluminiu, cu izolatie din PVC si un conductor din cupru, instalatii fixe

ACYY 4x10 mm² - cablu de energie, patru conductoare din aluminiu, cu sectiunea 10 mm², izolate cu PVC, manta din PVC

CYY 4x10 mm² - idem, conductor din cupru

ACYY 3x25 + 1x16 mm² - cablu de energie, patru conductoare din aluminiu (trei cu sectiunea 25 mm² si unul cu sectiunea 16 mm²), izolate cu PVC, manta din PVC

ACYAbY 3x25 + 1x16 mm² - idem, cu armatura sub forma de banda.

Identificarea conductoarelor in cablurile de joasa tensiune se realizeaza prin culori sau prin numere, respectand urmatoarele reguli:

- marcajul in dungi verde-galben este rezervat conductoarelor de protectie PE sau PEN;

- conductorul neutru (daca exista) trebuie sa aiba culoarea albastru deschis sau sa fie notat cu cifra 1;

- conductoarele de linie pot fi identificate cu orice culoare in afara de verde-galben, verde, galben, albastru deschis.

1.18. Factori care determina alegerea sectiunii conductoarelor

Sectiunea conductoarelor este determinata de:

- solicitarea termica, la trecerea curentului electric, astfel incat sa nu fie pusa in pericol durata de viata a izolatiei conductorului ;

- caderea de tensiune admisibila in retea, pentru sarcini de durata si de scurta durata ;

- solicitarile electromecanice, datorate curentilor de scurtcircuit;

- impedanta maxima necesara pentru a permite functionarea protectiei, in caz de scurtcircuit si in cazul protectiei impotriva electrocutarii prin legare la nul.

1.19. Solicitari maxime admisibile pentru conductoare, cabluri si bare

1.19.1. Solicitari in serviciu stationar permanent

La sarcina constanta, de durata, este important sa se cunoasca intensitatea maxima a curentului care parcurge un conductor dintr-un material dat (caracterizat prin r si a_R), cu dimensiuni date (exprimate prin s si p), plasat intr-un mediu dat, in conditii date de interactiune cu mediul (exprimate prin a_g si q_a), pentru care temperatura conductorului in regim stationar q_m nu depaseste o anumita valoare (impusa, in principal, de materialul izolatiei).

Curentul maxim admisibil reprezinta valoarea intensitatii curentului care parcurge un conductor, in regim stationar, pentru care temperatura conductorului nu depaseste anumite valori admisibile.

Pe baza studiilor teoretice si a verificarilor experimentale, s-au intocmit tabele care dau valoarea curentului maxim admisibil I_ma, in functie de sectiunea conductorului (separat pentru cabluri individuale, conductoare izolate, montate in tub si bare), pentru un anumit material (cupru, aluminiu), in conditii de referinta privind mediul (aer, pamant), temperatura mediului, conditiile de racire si modalitatile de montaj.

Pentru functionarea in alte conditii decat cele de referinta, curentii maximi admisibili, pentru aceeasi sectiune a conductorului, vor avea valori diferite de I_ma, mai mari sau mai mici (corespunzatori unor conditii mai favorabile sau mai nefavorabile). Pentru fiecare variabila se determina un factor de corectie f_i, factorul de corectie total fiind produsul factorilor corespunzatori diverselor situatii practice:

Curentul maxim admisibil I'_ma in conditii diferite de cele de referinta va fi deci:

Factorii de corectie sunt, de asemenea, tabelati.

La variatia temperaturii mediului ambiant de la valoarea de referinta q_a0 la o valoare oarecare q_a, pentru aceeasi valoare a temperaturii maxime admise q_m, intensitatile curentilor admisibili vor fi I_ma si I'_ma. Factorul de corectie corespunzator,

depinde de materialul izolatiei (prin intermediul temperaturii q_m

Factorii de corectie referitori la montarea elementelor conductoare tin seama, printre altele, de modul de pozare, de vecinatatea altor conductoare sub sarcina si de dispunerea relativa fata de acestea, care determina cresterea temperaturii conductorului considerat.

Tabelul 1.2este un exemplu de material documentar privind incarcarea cablurilor de energie care functioneaza in aer, in conditii de referinta si factorii de corectie referitori la temperatura mediului ambiant si la diferite situatii de pozare in instalatie.

Cu referire la valorile tabelate, se pot mentiona cel putin doua observatii:

Tabelul 1.2

Intensitati maxim admisibile pentru cabluri cu izolatiedin PVC, in aer.

1.19.2. Solicitari in serviciu de foarte scurta durata

La sarcini de varf, se poate stabili o densitate de curent admisibila j_va corespunzatoare temperaturii limita de lucru in regim de foarte scurta durata q_va si duratei t_v a sarcinii respective :

Se are in vedere, de regula, cazul cand, inaintea aparitiei sarcinii de varf, conductorul functioneaza la sarcina de durata maxima si deci la temperatura q_i q_m

1.20. Alegerea sectiunii conductorului de linie

a. Pentru sarcina constanta, de durata

Se alege acea sectiune pentru care incarcarea, exprimata prin curentul de calcul al circuitului, este inferioara curentului maxim admisibil corespunzator, in conditii reale de exploatare. In acest scop, se folosesc tabelele cu valori ale curentului maxim admisibil si cu factorii de corectie respectivi

b. In prezenta sarcinilor de varf - supracurenti functionali

Sectiunea determinata anterior trebuie sa satisfaca, concomitent, conditia:

Densitatea admisibila a curentului de varf j_va se determina conform , in functie de durata regimului tranzitoriu. In practica uzuala se folosesc frecvent valorile 20 A/mm² pentru aluminiu si 35 A/mm² pentru cupru, care sunt acoperitoare pentru cele mai dificile situatii.

1.21. Alegerea sectiunii conductorului neutru, de protectie sau neutru si de protectie

Pana la 16 mm² inclusiv, sectiunea conductoarelor respective se ia egala cu sectiunea conductorului de linie. Incepand cu 25 mm², se alege valoarea normalizata cea mai apropiata de jumatate din sectiunea conductorului de linie

1.22. Verificarea sectiunii alese

in aceasta etapa, se face verificarea mecanica, la sectiunea minima admisa:

- constructiv, in special in cazul aluminiului (s_Al ³ 2,5 mm² sau 4 mm²);

- din normative, in functie de destinatie.

ulterior, verificarea si definitivarea sectiunii se face dupa evaluarea:

- caderii de tensiune pe intreg traseul retelei de joasa tensiune

- curentului de defect, in cazul protectiei impotriva electrocutarii prin legare la nul;

- solicitarii la forte electrodinamice, la scurtcircuit (in cazul barelor)

1.23. Indicarea conductorului/cablului ales

Cu acest prilej se evalueaza si integrala Joule admisibila care defineste curentul maxim suportabil, la o anumita valoare a duratei curentului de varf. Daca sectiunea este exprimata in mm² :

Datele de mai sus urmeaza a fi folosite la alegerea aparatelor de protectie, care trebuie sa asigure inclusiv protectia conductorului la efectul termic al curentului care il poate parcurge.

1.24. Aparataj de instalatii

Aparatajul de instalatii este un ansamblu de produse destinate sa asigure cerintele impuse instalatiei electrice, sa protejeze instalatia si personalul de exploatare contra efectelor curentului electric, in cazul defectelor accidentale, si sa garanteze functionarea corecta a receptoarelor alimentate din retea.

Avand in vedere ca terminologia in domeniul aparatajului nu este prezentata inca pe plan international sub o forma unitara acceptabila, se poate considera ca, din punct de vedere al rolului fundamental, cel de comutatie in circuitele electrice, se disting:

- aparate de comutatie de putere, destinate in special pentru conectarea si deconectarea circuitelor de distributie si de alimentare a receptoarelor;

- aparate de automatizare, care opereaza in circuitele de putere mica, in care circula semnalele de comanda.

Din punct de vedere al rolului specific in reteaua de energie, se deosebesc, pe de o parte, aparate de distributie si, pe de alta parte, aparate de comanda si auxiliare.

Aparatele de distributie asigura: functionarea corecta a retelei, prin conectarea sau deconectarea diverselor ramuri; protectia circuitelor, prin intrerupere automata in caz de defect accidental; separarea electrica a circuitelor.

Aparatele de comanda au drept scop:

- asigurarea functionarii aparatelor de distributie conform scopului instalatiei, permitand:

- un control al puterii transmise, inclusiv conectarea si deconectarea sarcinii, atat intentionat (manual sau automat), cat si in caz de avarie;

- o anumita succesiune a manevrelor din retea;

- realizarea unor functii de automatizare:

- achizitii de date (detectie) constand in culegerea de informatii, prin intermediul unor captori, privind starea marimilor caracteristice de proces, in vederea transmiterii lor sistemului de prelucrare a informatiei;

- prelucrarea datelor, avand ca rezultat:

- emiterea de ordine spre aparatele de comutatie;

- informatii necesare operatorilor pentru monitorizare functionarii (de
exemplu, semnalizari).

Prin comanda unui aparat se intelege ordinul transmis aparatului de a efectua o anumita operatie (de exemplu, manevra de inchidere sau de deschidere, reglajul).

Se disting diverse moduri de comanda asupra aparatelor de comutatie:

- manuala, realizata prin interventia umana;

- automata, realizata fara interventia umana, in conditii predeterminate;

- directa, dintr-un punct situat pe aparat sau in imediata vecinatate a acestuia;

- la distanta (telecomanda), dintr-un punct indepartat fata de aparatul comandat.

Aparatele auxiliare sunt folosite in circuite speciale ca, de exemplu, circuitele de semnalizare.

1.25. Functiile aparatelor electrice in circuitele de putere

Un aparat poate indeplini una sau mai multe din urmatoarele functii: comutatia de putere, separarea, protectia electrica.

Notiunea de comutatie poate fi privita sub diferite aspecte, in functie de context:

- modificarea configuratiei circuitului;

- modificarea continuitatii circuitului:

- mecanic: inchiderea-deschiderea

- electric: stabilirea-intreruperea (ruperea) curentului.

Modificarea configuratiei sarcinii in circuitele de putere poate avea loc sub actiunea unei comenzi manuale sau electrice. Se disting:

- comutatia functionala, in conditii normale, eventual intr-o secventa
prestabilita: conectarea/deconectarea de la sursa de energie; modificarea circuitului;

- deconectarea (oprirea) de urgenta (intreruperea alimentarii), in caz de pericol;

- deconectarea in vederea lucrarilor de intretinere curenta (mentenabilitate).

Asigurarea unei anumite secvente de functionare a instalatiei se realizeaza prin comanda asupra aparatelor de comutatie din circuitele de putere (functia de auxiliar de comanda);

Separarea consta in izolarea unui circuit/receptor fata de sursa de energie, astfel incat sa fie posibila efectuarea in siguranta a unor interventii la partea separata.

Protectia electrica are in vedere evitarea si limitarea efectelor curentilor din instalatie:

- protectia elementelor de circuit si/sau a receptoarelor in caz de:

- supracurenti (suprasarcini, scurtcircuite);

- supratensiuni;

- scadere sau lipsa de tensiune;

- protectia persoanelor impotriva electrocutarii in cazul atingerilor accidentale
(cauzate, in principal, de defecte de izolatie).

Protectia poate fi realizata direct de catre aparat (special conceput in acest scop) sau la comanda altor aparate sau dispozitive de supraveghere incorporate sau asociate aparatului.

1.26. Aparate de comutatie mecanice

1.26.1 Aparate cu functii specifice

O mare parte din aparatele de comutatie sunt destinate sa realizeze sarcini specifice in circuitele de distributie, fiecare aparat prezentand anumite particularitati de functionare.

a. Separatorul se caracterizeaza prin:

- inchidere si deschidere manuala, cu viteza dependenta de operator;

- doua pozitii de repaus (inchis, deschis);

- in pozitia deschis, evidentiabila in mod clar (fie vizibil, fie prin dispozitive de semnalizare), realizeaza o distanta de izolare corespunzatoare, care asigura protectia personalului la interventia in instalatia din aval;

- nu poate fi manevrat in sarcina, ci numai in gol (stabilirea si intreruperea curentului de sarcina se realizeaza de catre alte aparate din circuit);

- realizeaza functia de separare;

- suporta timp nelimitat curentii normali si, pentru scurt timp (precizat), curenti de suprasarcina si de scurtcircuit, pana la eliminarea acestora de catre aparate specializate din circuit.

b. Intreruptorul (separator de sarcina) este caracterizat prin:

- inchidere si deschidere manuala, in general cu viteza independenta de operator;

- doua pozitii de repaus (inchis, deschis);

- suporta si intrerupe curenti normali, inclusiv curenti de suprasarcina; poate fi manevrat in sarcina;

- suporta, un timp specificat, curenti de scurtcircuit, pana la eliminarea acestora de catre alte aparate specializate inseriate in circuit;

- realizeaza functiile de comutatie functionala (intr-un domeniu limitat de curenti) si separare.

c. Intreruptorul de putere (disjunctor) are drept particularitati:

- inchidere manuala sau prin acumulare de energie intr-un resort, cu viteza independenta de operator (de exemplu, cu ajutorul unui motor);

- doua pozitii de repaus (inchis, deschis); mentinerea in pozitia inchis se realizeaza printr-un mecanism cu zavor (clichet);

- deschidere voita (ca urmare a comenzii operatorului (manuala sau electromagnetica, locala sau de la distanta) sau automata, in caz de supracurenti (la comanda unor aparate de protectie - declansatoare - incorporate);

- prin echipare cu declansatoare, indeplineste simultan functiile de comutatie de putere si de protectie;

- poate fi conceput sa realizeze si functia de separare;

- stabileste si intrerupe curenti normali, inclusiv curenti de suprasarcina; intrerupe curenti de scurtcircuit;

- suporta, un timp specificat, curenti de scurtcircuit, pana la eliminarea acestora de catre aparatul respectiv;

- numar posibil de manevre (in gol si in sarcina normala) relativ redus, datorita constructiei mecanice.

d. contactorul (electromagnetic) se deosebeste prin:

- actionare exclusiv prin electromagnet (inchidere-deschidere, la comanda);

- o singura pozitie de repaus (de regula, deschis), mentinerea in pozitia actionat fiind asigurata de catre electromagnet;

- stabileste, suporta si intrerupe curenti normali si de suprasarcina;

- suporta, un timp specificat, curenti de scurtcircuit, pana la eliminarea acestora de catre alte aparate specializate inseriate in circuit;

- asociat cu relee adecvate, indeplineste atat functia de comutatie functionala (functia de baza), cat si functia de protectie la suprasarcina;

- poate fi folosit ca aparat auxiliar de comanda;

- frecventa de conectare foarte mare (in gol si in sarcina).

1.26.2. Aparate integrate, cu functii multiple

Solutiile practice sunt:

a. separator + sigurante incorporate (sigurante fuzibile pe fiecare pol);

b. intreruptor - separator;

c. intreruptor + sigurante incorporate;

d. intreruptor de putere (disjunctor) - contactor;

e. intreruptor de putere (disjunctor) - contactor - separator;

f. demaror (starter) - ansamblu de aparate care asigura pornirea si oprirea unui motor, precum si protectia acestuia in caz de suprasarcina.

1.27. Marimi caracteristice comune

Capacitatea de conectare (de inchidere) I_con reprezinta curentul maxim (valoare efectiva) pe care aparatul il poate stabili, fara o uzura exagerata sau sudura contactelor.

Curentul admisibil de scurta durata, cu notatia I_sd sau I_cw, este curentul (valoare efectiva) pe care aparatul il poate suporta, in pozitia inchis, intr-un timp si in conditii specificate.

Curentul nominal de utilizare (notatie internationala I_e), precizat de constructor, tine seama de tensiunea si frecventa nominala, de serviciul atribuit, de categoria de utilizare si, dpa caz, de tipul carcasei de protectie.

Serviciile in care contactele principale ale aparatului raman inchise, parcurse de un curent constant, pot fi, de exemplu:

- serviciu de scurta durata (temporar), in cadrul caruia nu se atinge echilibrul termic;

- serviciu continuu (8 ore);

- serviciu permanent (neintrerupt) cu durata mai mare de 8 ore;

- serviciu intermitent periodic sau serviciu intermitent, definit prin: duratele cu si fara sarcina, care nu permit atingerea echilibrului termic; factorul de incarcare (raportul intre durata de functionare in sarcina si durata totala a ciclului - cunoscut si sub denumirile de durata relativa de conectare sau durata de actionare - si exprimat, de regula, in procente : 15 - 25 - 40 - 60%); frecventa de conectare (numarul de manevre pe ora).

Anduranta mecanica este caracterizata prin numarul de cicluri de manevra (inchidere-deschidere) in gol (fara sarcina electrica) pe care il poate efectua un aparat fara revizia sau inlocuirea pieselor mecanice, cu posibilitatea intretinerii normale conform indicatiilor Anduranta electrica este caracterizata prin numarul de cicluri de manevra (inchidere-deschidere) in sarcina pe care il poate efectua un aparat fara repararea sau inlocuirea pieselor mecanice.

1.28. Conditii generale pentru realizarea functiei de comutatie

Alegerea aparatelor se realizeaza pornind de la: curentul de calcul (de durata I_c si de varf I_v) din circuitul respectiv, curentul de scurtcircuit al retelei I_sc si de la categoria de utilizare.

Se folosesc datele de catalog ale furnizorului de aparataj.

In principiu, aparatele trebuie sa satisfaca urmatoarele cerinte:

- in functionare de durata, sa suporte timp nelimitat curentul de calcul: I_s ³ I_c, in functie de specificul receptorului;

- sa prezinte stabilitate termica si dinamica in cazul unui scurtcircuit in aval de punctul de montare a aparatului, pentru o durata precizata;

- sa asigure conectarea si deconectarea sarcinii fara consecinte daunatoare asupra instalatiei (supratensiuni, uzura a aparatelor, reamorsarea arcului electric), tinand seama de supracurentii functionali de scurta durata;

- sa poata intrerupe curentii de defect din instalatie, inainte ca acestia sa exercite efecte daunatoare asupra instalatiei;

- sa ofere posibilitatea de racordare la borne a conductoarelor retelei (sectiuni minime si maxime posibile).

1.29. Relee si declansatoare. Principiul de functionare

Releele si declansatoarele pot fi incadrate in categoria aparatelor de comanda, care, controland o anumita marime din circuitele electrice in care sunt inserate, pot indeplini atat functii de protectie cat si functii de automatizare.

Un releu/declansator consta in principiu din doua componente. Organul de detectie este sensibilizat de marimea electrica din circuitul supravegheat si, in conditii prestabilite pentru marimea urmarita, face sa intre in actiune organul de executie.

Asemenea aparate pot fi concepute ca dispozitive de masura, care functioneaza atunci cand marimea controlata iese din anumite limite prestabilite, sau ca dispozitive 'tot sau nimic', actionate de o marime care fie se mentine in limite admisibile, fie ca are valoarea zero.

Releul electric este un aparat destinat sa produca modificari predeterminate in unul sau mai multe circuite 'de iesire', ca urmare a realizarii anumitor conditii in circuitul 'de intrare' caruia ii este afectat. Releul realizeaza inchiderea sau deschiderea anumitor circuite prin intermediul contactelor lui, care sunt inseriate in aceste circuite (de exemplu, circuitul de comanda al unui aparat de comutatie). Asemenea dispozitive sunt realizate ca aparate independente. Releele de protectie pot fi asociate cu aparate de comutatie mecanica in circuitele de putere (uzual, cu contactoare). In schemele de comanda, releele realizeaza comutatia 'tot sau nimic' in circuitele altor aparate.

Declansatorul, asociat totdeauna cu un aparat mecanic de comutatie, este un dispozitiv legat mecanic cu aparatul respectiv, realizand eliberarea organelor mecanice de retinere (zavorare) si permitand efectuarea manevrei de inchidere. Uzual, declansatoarele sunt incorporate in intreruptoarele de putere (disjunctoare).

Releele/declansatoarele se pot grupa in :

- relee/declansatoare de protectie, marimea supravegheata putand fi curentul sau tensiunea din circuite ;

- relee de automatizare.

Marea majoritate a releelor/declansatoarelor sunt aparate de amplitudine, care actioneaza la atingerea unui anumit prag fie prin valori crescatoare (aparate de maximum), fie prin valori descrescatoare (aparate de minimum).

Conform aprincipiului de functionare, releele si declansatoarele pot fi construite ca aparate termice, electromagnetice sau electronice

Protectia circuitelor electrice. Functiile protectiei

Protectia electrica a elementelor de circuit este asigurata prin doua functii:

- detectarea situatiei anormale din circuit, realizata de elemente specifice (cum sunt releele sau declansatoarele) sau de catre sigurante fuzibile (care realizeaza si deconectarea circuitului);

- intreruperea circuitului, efectuata ca urmare a unei detectii, fie prin aparatul care realizeaza detectia (cazul sigurantelor fuzibile), fie prin aparate de comutatie mecanica (contactoare, intreruptoare de putere) comandate de catre dispozitivul de protectie.

1.31. Aparate de protectie la suprasarcina

Protectia la suprasarcina se realizeaza practic prin:

- relee sau declansatoare termice conventionale sau dispozitive electronice, asociate cu sau incorporate in aparate de comutatie ;

- prin sigurante fuzibile alese in mod convenabil, in anumite circuite.

1.32. Aparate de protectie impotriva scurtcircuitelor

Protectia impotriva scurtcircuitelor se obtine cu ajutorul sigurantelor fuzibile sau al disjunctoarelor. In cazul disjunctoarelor, detectarea scurtcircuitului si comanda de deschidere a aparatului sunt asigurate de catre declansatoarele electromagnetice incorporate.

Analiza comparativa a celor doua aparate scoate in evidenta ca fiecare prezinta atat avantaje, cat si dezavantaje, pe baza carora se pot stabili situatiile in care folosirea lor se recomanda cu precadere.

Sigurantele fuzibile prezinta urmatoarele avantaje:

- au o constructie simpla si un cost scazut;

- au efect limitator, intrerupand curentul de scurtcircuit inainte ca acesta sa atinga valoarea maxima (curentul prezumat i_p) in prima semiperioada din acest motiv, instalatiile protejate cu sigurante fuzibile nu se verifica la stabilitatea termica, iar verificarea la stabilitatea dinamica se face la cea mai mare valoare instantanee a curentului care parcurge siguranta - curentul limitat taiat i_lt (curent de trecere);

- indeplinesc si un rol de separator, patronul cu elementul fuzibil fiind amovibil.

Ca dezavantaje ale sigurantelor fuzibile se mentioneaza:

- necesitatea inlocuirii patronului cu element fuzibil la fiecare defect, ceea ce, pe de o parte, diminueaza avantajul costului scazut si, pe de alta parte, conduce la timpi mari de repunere in functiune a instalatiei dupa eliminarea defectului;

- "imbatranirea" termica a elementului fuzibil, ca urmare a suprasarcinilor din retea sau a unor scurtcircuite care au fost eliminate prin topirea altor sigurante consecutive de curenti nominali mai mici;

- posibilitatea intreruperii unei singure faze, producand functionarea motoarelor in doua faze si, deci, suprasarcini ale acestora;

- imposibilitatea unui reglaj al curentului de actionare, realizandu-se o protectie "bruta";

- curenti nominali limitati in mod frecvent la 630 A.

Avandu-se in vedere avantajele prezentate, precum si faptul ca o protectie "bruta" este suficienta in retele, sigurantele sunt folosite in majoritatea instaltiilor existente, in portiunile de retea cu curenti de sarcina pana la 630 A, in special daca curentii de scurtcircuit sunt mari, iar suprasarcinile sunt rare.

Intreruptoarele (automate) de putere au o serie de avantaje:

- echipate cu declansatoare de supracurent, indeplinesc simultan functia de aparat de protectie (atat la suprasarcina cat si la scurtcircuit) si functia de aparat de comutatie;

- permit repunerea rapida in functiune a instalatiilor dupa defect;

- exista posibilitatea reglarii curentului de actionare (la unele intreruptoare), rezultand o protectie mai exacta, mai adaptata impotriva suprasarcinilor si scurtcircuitelor;

- asigura intreruperea simultana a celor trei faze;

- permit comenzi spre si de la alte aparate (inclusiv interblocaje, comanda de la distanta).

Ca dezavantaje, se remarca:

- constructia complicata si mai scumpa;

- lipsa efectului de limitare a curentului de scurtcircuit de catre intreruptoarele 'clasice', cu intreruperea curentului la trecerea naturala prin zero, spre sfarsitul celei de a doua semiperioade, cu toate consecintele care decurg din aceasta (solicitari termice si electrodinamice importante in elementele retelei). Acest dezavantaj este eliminat la intreruptoarele limitatoare, cu o constructie mai complicata, la care are loc limitarea curentului chiar in prima semiperioada , similar sigurantelor fuzibile .

Intreruptoarele automate se recomanda in urmatoarele situatii:

- pentru curenti de sarcina peste 630 A;

- cand este necesar ca instalatia sa fie repusa rapid in functiune dupa defect, sa se execute comenzi da la distanta sau sa se prevada comenzi de la alte aparate sau interblocaje;

- cand instalatiile functioneaza frecvent in regim de suprasarcina;

- cand se impune deconectarea pe toate fazele;

- in circuitele motoarelor de putere mare.

Data fiind perfectionarea constructiva a intreruptoarelor si dezvoltarea intreruptoarelor limitatoare, o distributie fara sigurante fuzibile in joasa tensiune, avantajoasa din multe puncte de vedere, devine o solutie cu o utilizare din ce in ce mai larga.

1.33. Sigurante fuzibile

Siguranta este un aparat destinat ca, prin topirea unuia sau mai multor elemente dimensionate in acest scop, sa deschida circuitul in care este intercalata, intrerupand curentul atunci cand acesta depaseste o anumita valoare intr-un timp suficient.

1.33.1. Constructie si functionare

O siguranta fuzibila are, in general, doua componente de baza :

- elementul inlocuibil (de inlocuire) - partea mobila care contine elementul fuzibil ce urmeaza a se topi in caz de defect si care va fi inlocuita dupa functionare - prevazut cu contacte in vederea montarii in soclu ;

- soclul - partea fixa, in care se monteaza elementul de inlocuire, prevazut cu contacte fixe racordate direct la circuitul protejat.

In functie de realizarea constructiva, privind asamblarea elementului de inlocuire cu soclul, se deosebesc :

- sigurante cu filet ;

- sigurante tubulare ;

- sigurante cu 'cutite'.

Sigurantele functioneaza (prin topirea elementului fuzibil) in principal ca aparate de protectie in caz de scurtcircuit. In anumite circuite, sigurantele pot fi folosite si ca aparate de protectie la suprasarcina.

1.33.2. Caracteristici principale

Curentul nominal al elementului de inlocuire I_n este curentul la care elementul de inlocuire (fuzibil) rezista timp nelimitat.

Valorile curentilor nominali sunt (conform CEI): 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250 A.

Curentul nominal al soclului I_soclu caracterizeaza functionarea normala a soclului in care se monteaza elementele de inlocuire.

1.34. Contactoare

Contactorul este un aparat cu o singura pozitie de repaus, actionat altfel decat manual, care poate sa inchida, sa suporte si sa intrerupa curenti in conditiile normale ale circuitului (inclusiv cele de suprasarcina).

1.34.1. Contactorul electromagnetic

Contactorul electromagnetic este constituit dintr-un electromagnet de actionare si un ansamblu de contacte principale si contacte auxiliare.

1.34.2. Marimi caracteristice specifice

Curentul nominal de utilizare I_e tine seama si de curentul nominal al releului de suprasarcina. In cazul utilizarii pentru comanda unui singur motor sau a unui receptor capacitiv, poate fi inlocuit prin indicarea puterii maxime care poate fi comandata.

Curentul temporar admisibil este definit pentru durate de: 1 s, 5 s, 10 s, 30 s, 1 min,
3 min sau 10 min, pornind din stare rece (curent nul timp de cel putin 15 min), la o temperatura a mediului ambiant de cel mult 40^oC. Este inferior capacitatii de conectare. Prezinta interes, de exemplu, in cazul motoarelor cu demaraj lung, datorat inertiei mecanismului antrenat.

Categoria de utilizare in curent alternativ (AC) si in curent continuu (DC) defineste conditiile de stabilire si rupere a curentului in raport cu curentul de utilizare I_e (I_s).

Pentru contactoare, categoria de utilizare depinde de:

- natura receptorului comandat (rezistor, motor etc.)

- conditiile in care se efectueaza inchiderea si deschiderea circuitului receptorului.

Cateva exemple sunt ilustrate in figura 1.9:

AC-1 - toate receptoarele alimentate in curent alternativ, avand cosj ³ 0,95 (sarcini rezistive);

AC-3 - pornirea motoarelor asincrone cu rotorul in scurtcircuit, deconectare in sarcina;

AC-4 - pornire, franare contracurent si functionare in impulsuri pentru motoare asincrone cu rotorul in colivie.

2.Alegerea solutiei

Intreprinderile industriale sunt alimentate din retelele sistemului energetic, la tensiuni cat mai inalte, in functie de puterea ceruta care poate atinge valori de sute de MW.

Alegerea tensiunii optime se face prin compararea tehnico-economica a tuturor variantelor rationale, care pot fi adoptate.

Instalatia electrica de inalta tensiune a intreprinderii se compune din:

instalatia de racordare la sistemul energetic

post de transformare

Determinarea structurii retelei si alegerea numarului si amplasamentul

statiilor de primire se va face tinand cont de:

situatia energetica existenta in zona respectiva, perspectiva pentru urmatorii 10-15 ani

importanta consumatorului

siguranta in alimentare

conceptia unitara si elasticitatea in exploatare a schemei.

Pentru acest circuit s-au ales urmatoarele elemente:

- 3 prese vulcanizat monofazate de 3000W

- un compresor trifazat de 10 000W

- 2 motopompe monofazate de 600W

- un ventilator trifazat de 1000W

- o masina de echilibrat trifazata de 3000W

- 6 prize 220V si putere de 1000W,pentru atelierul de lucru, pentru diverse aparate (masini de gaurit, polizoare, etc)

- 2 prize 3X380V si putere de 3000W,pentru atelierul de lucru. Vor fi folosite pentru utilaje ce pot fi achizitionate ulterior

- 4 prize 220V si putere de 1000W,pentru camerele anexe (pentru a conecta un calculator, fax, xerox, casa de marcat, etc)

- lampi de iluminat de tipul HBN 251, cu putere de 250W si flux luminos 13500lm

Am folosit la realizarea acestei instalatii conductor de cupru.

3.Proiectarea instalatiei de forta

3.1Dimensionarea circuitelor electrice pentru presele de vulcanizare

P= 3 000W; U= 220V; cosφ= 0.95

3.1.1Curentul de calcul al presei:

3.1.2.Curentul maxim admisibil pe cablu

coeficientul de corectie functie de modul de pozare (A.E/1986 pag. 79 si normativ I.R. 7-68)

corectie functie de temperatura exterioara(40ºC)

Deci

Aleg conductor de cupru CYY 2x1,5mm²

3.1.3.Alegerea sigurantei fuzibile

Aleg siguranta fuzibila SF

.1.4.Alegerea contactorului

Aleg din tabel contactorul D09 (curent termic 25A)

Vom avea 3 circuite pentru cele 3 prese de vulcanizare. Fiecare circuit va avea cate doua sigurante fuzibile si un contactor.

3.2.Dimensionarea circuitului compresorului

P= 10 000W; U= 380V; cosφ= 0.85; η=0.81

3.2.1Curentul de calcul al compresorului:

3.2.2.Curentul maxim admisibil pe cablu

coeficientul de corectie functie de modul de pozare (A.E/1986 pag. 79 si normativ I.R. 7-68)

corectie functie de temperatura exterioara(40ºC)

Deci

Aleg conductor de cupru CYY 4x4mm²

3.2.3 Verificarea termica a cablului

Curentul de pornire este:

Densitatea de curent:

se verifica

3.2.4.Alegerea sigurantei fuzibile

2,5 coeficient pentru pornire usoara

Aleg siguranta fuzibila SF

.2.5.Alegerea contactorului

Aleg din tabel contactorul D25 (curent termic 40A)

34.2.6. Alegerea releului

Aleg din tabel releu de 25A cu bloc 32.

3.3. Dimensionarea circuitelor motopompelor

P= 600W; U= 220V; cosφ= 0.8; η=0.8

3.3.1Curentul de calcul al pompei:

3.3.2.Curentul maxim admisibil pe cablu

coeficientul de corectie functie de modul de pozare (A.E/1986 pag. 79 si normativ I.R. 7-68)

corectie functie de temperatura exterioara(40ºC)

Deci

Aleg conductor de cupru CYY 2x1,5mm²

3.3.3 Verificarea termica a cablului

Curentul de pornire este:

se verifica

3.3.4.Alegerea sigurantei fuzibile

2,5 coeficient pentru pornire usoara

Aleg siguranta fuzibila SF

3.3.5.Alegerea contactorului

Aleg din tabel contactorul D09 (curent termic 25A)

3.3.6. Alegerea releului

Aleg din tabel releu de 6A cu bloc 10

Vom avea 2 circuite pentru fiecare pompa. Pe fiecare circuit vom avea cate 2 sigurante fuzibile, cate un contactor si cate un releu.

3.4. Dimensionarea circuitului masinii de echilibrat

P= 3 000W; U= 380V; cosφ= 0.81; η=0.805

3.4.1Curentul de calcul al masinii de echilibrat:

3.4.2.Curentul maxim admisibil pe cablu

coeficientul de corectie functie de modul de pozare (A.E/1986 pag. 79 si normativ I.R. 7-68)

corectie functie de temperatura exterioara(40ºC)

Deci

Aleg conductor de cupru CYY 4x1,5mm²

3.4.3 Verificarea termica a cablului

Curentul de pornire este:

Densitatea de curent:

se verifica

3.4.4.Alegerea sigurantei fuzibile

2,5 coeficient pentru pornire usoara

Aleg siguranta fuzibila SF

3.4.5.Alegerea contactorului

Aleg din tabel contactorul D09 (curent termic 25A)

3.4.6. Alegerea releului

Aleg din tabel releu de 8A cu bloc 10.

3.5. Dimensionarea circuitului ventilatorului

P= 1000W; U= 220V; cosφ= 0.85; η=0.8

3.5.1Curentul de calcul al ventilatorului:

3.5.2.Curentul maxim admisibil pe cablu

coeficientul de corectie functie de modul de pozare (A.E/1986 pag. 79 si normativ I.R. 7-68)

corectie functie de temperatura exterioara(40ºC)

Deci

Aleg conductor de cupru CYY 2x1,5mm²

3.5.3 Verificarea termica a cablului

Curentul de pornire este:

Densitatea de curent:

se verifica

3.5.4.Alegerea sigurantei fuzibile

2,5 coeficient pentru pornire usoara

Aleg siguranta fuzibila SF

3.5.5.Alegerea contactorului

Aleg din tabel contactorul D09 (curent termic 25A)

3.5.6. Alegerea releului

Aleg din tabel releu de 8A cu bloc 10

3.6. Dimensionarea circuitelor de prize monofazate din atelier

P= 3 000W; U= 220V; cosφ= 0.88

3.6.1Curentul de calcul al prizelor:

3.6.2.Curentul maxim admisibil pe cablu

coeficientul de corectie functie de modul de pozare (A.E/1986 pag. 79 si normativ I.R. 7-68)

corectie functie de temperatura exterioara(40ºC)

Deci

Aleg conductor de cupru CYY 2x2,5mm²

3.6.3.Alegerea sigurantei fuzibile

Aleg siguranta fuzibila SF

Vom avea doua circuite cu cate 3 prize monofazate. Pe fiecare circuit vor fi 3 sigurante fuzibile.

3.7. Dimensionarea circuitelor formate din prize trifazate

P= 3 000W; U= 380V; cosφ= 0.88

3.7.1Curentul de calcul al prizelor trifazate:

3.7.2.Curentul maxim admisibil pe cablu

coeficientul de corectie functie de modul de pozare (A.E/1986 pag. 79 si normativ I.R. 7-68)

corectie functie de temperatura exterioara(40ºC)

Deci

Aleg conductor de cupru CYY 2x1,5mm²

3.7.3.Alegerea sigurantei fuzibile

Aleg siguranta fuzibila SF

Vom avea doua circuite, fiecare cu o priza trifazata. Pe fiecare circuit vor fi cate trei sigurante fuzibile.

3.8. Dimensionarea circuitelor formate din prize monofazate din camerele anexe

P= 2 000W; U= 220V; cosφ= 0.88

3.8.1Curentul de calcul al prizelor:

3.8.2.Curentul maxim admisibil pe cablu

coeficientul de corectie functie de modul de pozare (A.E/1986 pag. 79 si normativ I.R. 7-68)

corectie functie de temperatura exterioara(40ºC)

Deci

Aleg conductor de cupru CYY 2x1,5mm²

3.8.3.Alegerea sigurantei fuzibile

Vom avea doua circuite cu cate 2 prize monofazate. Cate un circuit pentru fiecare camera. Pe fiecare circuit vor fi 2 sigurante fuzibile.

4. Proiectarea instalatiei de iluminat

4.1. Stabilirea geometriei si caracteristicilor luminotehnici ai incaperii si lampilor de iluminat

4.1.1 Din tema este stabilit ca

4.1.2. Dimensiunile atelierului sunt ;

lungime - a=10m

latime - b=6m

inaltime h=3m

4.1.3. Dimensiunile camerelor anexe

lungime a=6m

latime b=3m

inaltime h=3m

lungime a=4m

latime b=3m

inaltime h=3m

4.1.4. Se vor utiliza corpuri de iluminat de tipul HBN 251, de 250W si 13500 lm.

4.1.5. Factorii de reflexie pentru tavan 0.70, pentru pereti 0.50, pentru podea 0.10

4.2. Calculul iluminatului

4.2.1. Se calculeaza indicele incaperii

4.2.1.1. Pentru atelier

factor de utilizare

4.2.1.2. Pentru camera anexa 1

factor de utilizare

4.2.1.3 Pentru camera anexa 2

factor de utilizare

4.2.2. Fluxul luminos pe planul util

Δ - factor de depreciere in functie de gradul de poluare

- valoarea iluminatului impusa 300 lx

4.2.2.1. Pentru atelier

4.2.2.2. Pentru camera anexa 1

4.2.2.3. Pentru camera anexa 2

4.2.3. Fluxul luminos necesar al lampilor din instalatie

- fluxul luminos pe planul util

- factor de reflexie

4.2.3.1 Pentru atelier

4.2.3.2. Pentru camera anexa 1

4.2.3.3. Pentru camera anexa 2

4.2.3. Numarul de lampi necesar

4.2.3.1. Pentru atelier

Numarul de lampi necesar este de 4 lampi

4.2.3.2. Pentru camera anexa 1

Numarul de lampi necesar este de 2 lampi

4.2.3.3. Pentru camera anexa 2

Numarul de lampi necesar este de 1 lampa

4.3. Dimensionarea conductorilor pentru instalatia de iluminat

P=1750 W ; U=220 V ; cosφ=0,5

Curentul de calcul:

Curentul maxim admisibil:

Aleg conductor de cupru CYY 2x2,5mm²

4.4. Alegerea sigurantei fuzibile

Aleg siguranta fuzibila SF

5. Determinarea caderilor de tensiune

5.1. Determinarea coloanei de alimentare

5.1.1. Determinarea curentului de calcul

5.1.2. Determinarea curentului maxim admisibil

Aleg conductor de cupru CYY 4x16mm²

5.1.3.Alegerea sigurantei fuzibile

Aleg siguranta fuzibila SF

Aleg din tabel contactor D80 cu Ith 125A

5.2. Determinarea caderilor de tensiune

Datorita rezistentei sau impedantei conductoarelor si echipamentelor electrice circulatia prin ramurile retelei determina pierderi de tensiune, cunoasterea exacta a valori tensiunii in diferite puncte ale retelei este o necesitate, cunoscut fiind faptul ca alimentarea receptoarelor cu o tensiune diferita de cea nominala pericliteaza buna lor functionare.

unde: R - rezistenta [Ω]

X - reactanta inductiva - se neglijeaza

l - lungimea cablului

Se cunosc urmatoarele valori :

s=10 mm²

θ=40C

α=4*10ˉ³ 1/C

l=40m

P= 27400 W

Q= 18791 VAR

U=400V

Unde : γ - conductivitatea materialului

S - sectiunea conductorului

R - rezistenta

R - rezistenta specifica

P - puterea activa

Q - puterea reactiva

U - tensiunea de alimentare a tabloului

Cu ajutorul expresiilor de mai sus calculam pierderea de tensiune in functie de puterea activa si puterea reactiva.

θ=40C

6. Norme de protectia muncii

Baza legala privind protectia muncii este :

Legea protectiei muncii nr.90 din 1996 si Normele metodologice de aplicare aprobate cu Ordinul 388/1996 al Ministerului Muncii si Protectiei Sociale ;

Norme generale de protectia muncii aprobate cu Ordinul 578/1996 al Ministerului Muncii si Protectiei Sociale.

Protectia muncii constitue un ansamblu de activitati institutionalizate avand ca scop asigurarea celor mai bune conditii desfasurarii procesului de munca, apararii vietii, integritatii organismului si sanatatii personalului, prevenirea accidentelor de munca si imbolnavirilor profesionale in activitatea de serviciu.

Cateva din normele de protectie a muncii in instalatiile si echipamentele electrice sunt urmatoarele :

Instaltiile si echipamentele electrice vor fi construite, montate, intretinute si exploatate in asa fel incat sa fie prevenite electrocutarile (prin atingere directa sau indirecta), arsurile, incendiile si exploziile provocate de curenti de dispersie sau curenti vagabonzi din instalatiile energetice sau datorita descarcarilor atmosferice.

Din punct de vedere al normelor de protectie a muncii pentru instalatiile electrice se disting doua categorii de instalatii : instalatii de joasa tensiune si instalatii de inalta tensiune.

Executarea, exploatarea, intretinerea si repararea instalatiilor si echipamentelor electrice se vor face numai de catre electricieni calificati si autorizati sub aspectul cunoasterii normelor de tehnica securitatii muncii pentru tipurile de instalatii la care au dreptul sa lucreze : de joasa tensiune sau de inalta tensiune

In instalatiile si echipamentele electrice se vor folosi numai masini, aparate si dispozitive omologate conform normelor in vigoare.

Valorile maxime admise ale curentilor Ih, considerati nepericulosi pt un timp mai mare de 3 secunde si a rezistentei corpului omenesc Rh (Rh=1000Ω atingere directa ; Rh= 3000Ω atingere indirecta) pentru dimensionarea instalatiilor de protectie, pentru t<3secunde, curentul considerat nepericulos in curent alternativ sau continuu este dat de formula (mA) ; unde t este timpul de trecere a curentului in secunde.

Tensiunile de lucru maxime admise pentru uneltele electrice portative folosite in locuri de munca periculoase si foarte periculoase in ceea ce priveste electrocutarea sunt :

a)380V, daca se aplica separarea de protectie sau izolarea suplimentara de protectie drept mijloc principal de protectie sau sunt indeplinite simultan urmatoarele conditii :

reteaua de alimentare izolata fata de pamant

uneltele sunt prevazute cu protectie prin legare la pamant care asigura tensiunile de atingere si de pas indicate ;

reteaua de alimentare este prevazuta cu intreruptor de protectie care declanseaza la curent minim 30 mA in maxim 0.2s ;

b)127V, daca sunt indeplinite simultan urmatoarele coditii :

reteaua de alimentare izolata fata de pamant

uneltele sunt prevazute cu protectie prin legare la pamant care asigura tensiunile de atingere si de pas indicate ;

uneltele sunt prevazute cu izolatie intarita sau sunt folosite mijloace electroizolante individuale de protectie ;

c)48V, daca uneltele sunt prevazute cu izolatie intarita, 24V daca uneltele sunt prevazute cu izolatie normala de lucru

In locurile cu pericol de incendiu sau explozie se vor lua masuri de protectie impotriva descarcarilor electrice datorita acumularilor de particule electrizate (legarea la pamant a elementelor metalice, instalarea de diapozitive de neutralizare sau de eliminare a particulelor electrizate).

Toate elementele conducatoare de curent care fac parte din circuitele curentilor de lucru vor fi facute inaccesibile unei atingeri intamplatoare ceea ce se va realiza prin urmatoarele mijloace :

izolarea electrica (folosind materiale izolante) a elementelor bune conducatoare care fac parte din circuitele curentilor de lucru ;

introducerea echipamentelor in carcasa de protectie prevazute cu blocarea mecanica sau electrica ;

ingradiri care sa nu permita trecerea persoanelor spre elementele aflate sub tensiune, prevazute cu blocari mecanice sau electrice.

Se va face izolarea suplimentara de protectie si izolarea amplasamentelor la locul de deservire.

Protectia de suprasarcina si la curent maxim vor fi astfel realizate incat in cazul unui defect care poate pune in pericol personalul sa deconecteze in timp util instalatia sau echipamentul electric respectiv

Sigurantele fuzibile deteriorate vor fi inlocuite numai cu sigurante calibrate fabricate de unitati specializate

8.Bibliografie

Dinculescu P., Sisak F., Instalatii si echipamente electrice. Bucuresti Editura didactica si pedagogica, 1981.

Canescu T. Si altii. Aparate electrice de joasa tensiune. Indreptar. Bucuresti Editura tehnica, 1977

Centea C. Si Bianchi C. Instalatii electrice. Bucuresti, Editura didactica si pedagogica, 1973

Duminicatu M. Si altii. Proiectarea instalatiilor de joasa tensiune. Bucuresti Editura tehnica, 1975

Pietrareanu E. Tablouri electrice de distributie de joasa tensiune. Bucuresti, Editura tehnica, 1971

Spanu A. Protectia instalatiilor electrice de joasa tensiune. Bucuresti, Editura tehnica, 1971

Pantelimon, Comsa, Dinculescu, Craciunescu, Chindris. Utilizarea energiei electrice si instalatii electrice> Probleme. Bucuresti, Editura didactica si pedagogica, 1980

Dinculescu P., Comsa D., Utilizari ale energiei electrice si instalatii electrice. Bucuresti, Editura didactica si pedagogica, 1983

Dinculescu P., note de curs 2003.