135

LUCRAREA A13

APARATE DE COMUTAŢIE DE MEDIE TENSIUNE

Partea a I - a

CONTACTORUL ÎN VID

1. Tematica lucrării

1.1. Construcţia şi funcţionarea contactorului de medie tensiune în vid, de tip

VC 18; 6,6 / 3,3 kV; In = 300 A; 50 - 60 Hz, SR = 50/25 MVA; aspecte

tehnologice.

1.2. Schema cinematică a contactorului; forţa dezvoltată de presiunea

atmosferică, forţa minimă necesară dezvoltată de electromagnetul de

acţionare, viteza minimă de separare a contactelor. Se va întocmi

diagrama momentelor rezistente pe baza schemei cinematice.

1.3. Utilizarea contactorului într-o instalaţie de joasă tensiune pentru pornirea

unui motor asincron.

2. Modul de lucru

2.1. Construcţia şi funcţionarea.

Se va urmării construcţia şi se vor identifica elementele componente ale

modelului existent în laborator. În schiţa de principiu a contactorului din figura

1, s-au prezentat principalele elemente componente ale variantei de studiat, şi

anume:

1. contact fix

2. contact mobil

3. ecran din sticlă

4. balon din sticlă

5. burduf

6. resort pentru asigurarea presiunii pe contacte

136

7. electromagnet de acţionare

8. resort antagonist

9. contacte auxiliare

10. inel metalic inferior

11. inel metalic superior

A, B - borne de record

Detaliul A reprezintă poziţia închis a contactorului, iar cursa δ este necesară

pentru a se asigura o viteză iniţială minimă la separarea contactelor. Se va

insista asupra aspectelor tehnologice.

2.2. Schema cinematică a contactorului

Pe baza schiţei prezentate în figura 1 şi a modelului existent se va

întocmi în laborator o schiţă cinematică şi o diagramă a momentelor, pe baza

celor precizate în 1.2.

2.3. Utilizarea contactorului într-o instalaţie de joasă tensiune,

pentru pornirea unui motor asincron cu rotorul in colivie.

În funcţie de indicaţiile primite în laborator se va realiza una din

schemele electrice de acţionare prezentate în figurile 2 şi 3. Se va studia cu

atenţie schema electrică pe suportul contactorului de medie tensiune tip VC 18.

În cazul utilizării contactorului în instalaţii de medie tensiune sunt necesare

dispozitive de protecţie la supratensiuni formate din grupuri RC şi varistoare.

3. Întrebări

1. Definiţia contactorului

2. Care este principiul stingerii arcului electric în vid?

3. Care este nivelul vidului necesar în camerele de stingere cu vid, utilizate în

construcţia contactoarelor şi întreruptoarelor?

4. Care sunt materialele de contacte folosite în construcţia contactoarelor şi

întreruptoarelor în vid?

137

5. Ce semnificaţie are curentul smuls (tăiat)?

6. Care sunt valorile admisibile pentru curentul smuls, la joasă tensiune şi la

medie tensiune?

7. Care sunt tehnologiile specifice de realizare a aparatelor de comutaţie în vid;

ceramică, lipituri, producerea şi menţinerea vidului?

8. Care sunt tipurile constructive de contacte cunoscute până în prezent?

9. Care este ordinul de mărime al vitezelor la închidere şi deschidere a

contactelor?

10. Care sunt funcţiile mecanismului de acţionare?

11. Cum se corelează curba tensiunii de ţinere a aparatelor de comutaţie în vid

cu diagrama tensiunii oscilante de restabilire?

4. Bibliografie

1. Hortopan, Gh.: Aparate electrice de comutaţie vol II, Editura tehnică,

Bucureşti, 2000.

Partea a II-a

ÎNTRERUPTORUL CU ULEI PUŢIN

1. Tematica lucrării

1.1. Construcţia şi funcţionarea dispozitivului de acţionare de tipul MR2,

cuplat cu întreruptorul, caracteristicile tehnice ale mecanismului. Schema

cinematică şi componentele întreruptorului.

1.2. Condiţiile tehnice, verificarea funcţionării mecanismului.

1.3. Identificarea şi specificarea întreruptorului.

1.4. Determinarea experimentală a caracteristicilor cinematice ale

întreruptorului.

1.5. Măsurarea căderilor de tensiune pe căile de curent şi contacte.

138

2. Modul de lucru

2.1. Construcţie şi funcţionare

Mecanismul de tipul MR pentru acţionarea întreruptoarelor de înaltă

tensiune, corespunde condiţiilor tehnice prezentate în SR EN 60.......

Aceste tipuri de mecanisme utilizează pentru închidere şi deschidere

energia înmagazinată în resoarte întinse (tensionate). Ele sunt cuplate cu

întreruptorul pe care-l acţionează. Aceste resoarte sunt armate manual sau

automat cu ajutorul unui servomotor, atât pentru închidere cât şi pentru

deschidere. Acest principiu de acţionare asigură închiderea bruscă a aparatului

cu toată securitatea, independent de viteza de manevră a operatorului.

2.1.1. Caracteristicile tehnice ale mecanismului MR-2 sunt date în tabelul 1.

Tabelul 1.

Nr. crt. Caracteristici U.M. MR-2 1. Lucrul mecanic

de închidere Nm 500

2. Unghiul de rotaţie a axului

grade 155

3. Caracteristicile motorului de

Tensiunea de alimentare

V 110; 220

armare a resortului

Curent mediu absorbit

A 1

4. Caracteristicile electromagneţilor de închidere şi deschidere

Puterea absorbită Tensiunea de alimentare

VA V

150 110Vc.c 24Vc.c. 110Vc.a.

5. Timpul de rearmare

sec. 5÷9

6. Masa kg. 140 7. Tipul

întreruptorului acţionat

IO - IO-15-630 IO-20-400 10-20-2500

139

2.1.2. Funcţionarea mecanismului MR-2.

În laborator se va studia mecanismul MR-2, care foloseşte pentru

închidere energia acumulată în resoartele 14 (fig. 4) iar pentru deschidere

energia acumulată în resoartele 1 şi 2 (fig. 10).

Armarea resoartelor se poate face:

a) Manual

Dacă armarea se execută manual, (vezi fig.4) se roteşte manivela (16) în sensul

acelor de ceasornic antrenându-se simultan pinionul (17), roata (20) reţinută de

clichetul (19) şi volantul de iniţiere (21). Prin lanţul (18) se antrenează axul (8)

prin roata (20). Manivela (13) antrenează braţul (12) care întinde resoartele (14)

fixate pe pârghia fixă (15). După trecerea peste punctul mort al manivelei (13)

resoartele sunt tensionate şi rotirea în continuare este împiedicată de clichetul

(7) care zăvoreşte rola (6) de pe manivela (5) a axului (B). Astfel resoartele

(14) şi axul (B) sunt pregătite pentru închidere.

b) Cu servomotor.

Dacă armarea se execută cu ajutorul servomotorului, (vezi fig. 5), atunci la

începutul închiderii, (cursă unghiulară cca. 30°) cama (51) eliberează manivela

(52) şi sub acţiunea resortului (53) prin piesele (60) şi (61) se închide circuitul

de alimentare a motorului (59) prin contactul corespunzător (62). Prin grupul

reductor (58) manivela (57) antrenează prin (56) şi (55) cu un dinte pe o tură,

roata (22) care prin intermediul lanţului roteşte axul (B) tensionând resoartele

de închidere (14) ca şi în cazul precedent. Simultan contactul corespunzător din

(62) întrerupe circuitul bobinei de închidere (BI). După ce axul (B) respectiv

volantul (50) au executat cursa completă de armare, cama (51) întrerupe

alimentarea motorului şi inchide circuitul înseriat cu butonul de închidere (BI).

Închiderea

Prin apăsarea butonului (10) sau prin alimentarea bobinei (BI), (11) din figura 4

clichetul (6) este eliberat, resoartele antrenează liber axul (B) tensionând şi

140

resoartele 1 şi 2 din fig. 10, pregătindu-se pentru deschidere. Manivela (5) prin

vârful clichetului (3) antrenează galetul (4) solidar cu manivela (1) a axului (D).

Rola (2) ajunge în crestătura camei (32) şi astfel clichetul (3) se desprinde de

galetul (4). Această trecere în crestătura camei (32) corespunde cu trecerea

galetului (4) deasupra clichetului (28) cu o depăşire de cca. 4 grade. Clichetul

(28) este solidar cu cama (27) care este zăvorâtă de clichetul (24) şi astfel

întreruptorul este reţinut pe poziţia "închis".

Deschiderea.

Prin apăsarea butonului (23) sau prin alimentarea bobinei (BD), (25), clichetul

24 se roteşte, eliberează cama (27) de deschidere a întreruptorului, acesta

trecând pe poziţia "deschis", respectiv manivela (1) revine în poziţia iniţială, iar

resoartele (1) şi (2) din figura 10, eliberează energia acumulată prin

detensionare asigurând viteza necesară la deschidere.

Observaţie: Armarea resoartelor se poate face atât în poziţia închis, cât şi

deschis a întreruptorului. Viteza de deschidere este mai mare ca cea de

închidere, deoarece condiţiile de deschidere sunt mai grele decât cele de

închidere (datorită necesităţii stingerii arcului electric de deconectare). Această

viteză este asigurată de resoartele (1) şi (2) di fig.10.

Blocaj.

Când întreruptorul este deschis sau în curs de deschidere, clichetul (31) din

fig.4. împiedica, prin (9) o nouă comandă de închidere.

Declanşare liberă.

Prin declanşare liberă, conform SR EN............., se înţelege proprietatea

dispozitivelor de acţionare a întreruptoarelor care permite declanşarea automată

fără antrenarea concomitentă a dispozitivelor de acţionare exterioare, acestea

putând fi decuplate de axul (1) de acţionare prin ridicarea unei piedici, astfel că

întreruptorul poate declanşa dacă dispozitivul său de acţionare exterior se află

141

blocat. Adică comanda de închidere se află întotdeauna subordonată

deschiderii.

Prin anclanşare se înţelege operaţia de ridicare a unei piedici, care permite

dispozitivului de acţionare a aparatului de conectare să efectueze închiderea

contactelor principale. Prin reanclanşare automată se înţelege operaţia de

reînchidere după o pauză fără curent care nu depăşeşte 0.45 secunde.

2.2. Condiţii tehnice, verificarea funcţionării mecanismului.

Pentru verificarea condiţiilor tehnice din SR IEC 62271, se efectuează

schema electrică din figura 6, unde:

K1, K2, K3 - întreruptoare monopolare;

V1 - voltmetru de 220V, c.a. (montat în pupitru);

V2 - voltmetru de 220V, c.c. (montat în pupitru).

Observaţie: Pentru limitarea numărului de manevre ale întreruptorului nu se

execută toate operaţiile conform condiţiilor tehnice din SR IEC 62271 ci numai

cele esenţiale (vezi modul de lucru).

2.2.1. Modul de lucru.

Condiţiile tehnice se vor verifica pentru acţionarea de la distanţă şi

armarea resoartelor de închidere cu servomotor. Pentru tensionarea resoartelor

de închidere (14) (Fig.4.) cu ajutorul servomotorului alimentat prin bornele (6)

şi (7) de la clemele de şir, se închide întreruptorul K1. Servomotorul se opreşte

automat când resoartele sunt complet întinse.

Se va urmări mişcarea pieselor mecanismului MR-2 în timpul armării

resoartelor identificând poziţia lor cu ajutorul figurilor 1 şi 2. După oprirea

servomotorului, întreruptorul se găseşte în poziţia deschis cu resoartele (14) de

închidere tensionate.

Se dă comanda de închidere prin întreruptorul K2 care face să se

alimenteze electromagnetul de închidere (EI) prin bornele (57) şi (50) de la

142

clemele de şir. Se urmăresc poziţiile reciproce ale pieselor ce compun

mecanismul de acţionare.

În acelaşi mod se procedează şi în timpul executării operaţiei de

deschidere a întreruptorului. Adică se închide K3 primind astfel alimentare

electromagnetul de deschidere (ED) prin intermediul bornelor (2) şi (17) de la

clemele de şir (vezi resoartele de deschidere 1 şi 2 fig. 10).

ATENŢIE: Este strict interzis să se efectueze simultan atât comanda de

închidere cât şi de deschidere, cât şi a atinge circuitele secundare ale

întreruptorului, atât timp cât se află sub tensiune.

Cu ajutorul unui cronometru se va înregistra timpul de armare a

resoartelor de închidere (14) adică timpul scurs între pornirea servomotorului şi

terminarea cursei braţelor (12) şi (15) care armează resoartele (fig.4). Timpul

măsurat se va compara cu valoarea impusă prin norma internă a mecanismului

de acţionare MR-2; tra = 5 ÷ 9 sec.

2.3. Identificarea şi specificarea întreruptorului.

2.3.1. Modul de lucru

Studenţii vor găsi în laborator 2 poli de întreruptor de înaltă tensiune

secţionaţi. Se vor urmări subansamblele şi piesele componente ale aparatelor

respective, în special căile de curent, contactele, camera de stingere, (principii

de stingere), bornele de racord, izolaţia etc.

Se vor identifica de pe plăcuţele aparatului, datele nominale, făcându-se

o interpretare a acestora.

Se va întocmi pe hârtie milimetrică o schemă cinematică a întreruptorului

de studiat şi se va explica funcţionarea aparatului.

Se va executa o secţiune printr-un pol al întreruptorului, dat spre a fi

studiat.

143

3. Întrebări

1. Definiţia întreruptorului de putere.

2. Ce reprezintă capacitatea de conectare?

3. Ce reprezintă capacitatea de deconectare?

4. Cum se defineşte puterea de rupere şi ce semnificaţie fizică are?

5. Ce reprezintă curentul de stabilite termică?

6. Ce reprezintă curentul de stabilitate dinamică?

7. Principiul de stingere utilizat de întreruptorul studiat.

8. Ce se înţelege prin caracteristicile de ţinere a întreruptorului ?

9. Cum se corelează caracteristicile: tensiunea de ţinere a întreruptorului,

tensiunea oscilantă de restabilire şi tensiunea arcului electric?

10. Cum influenţează parametrii tensiunii oscilante de restabilire puterea de

rupere a întreruptorului?

11. Care este principiul acumulării de energie în resort ?

12. Ce importanţă are viteza de deplasare a contactului mobil asupra arcului

electric?

13. Ce materiale se folosesc în construcţia camerelor de stingere şi a

contactelor?

14. Care sunt ordinele de mărime a vitezelor de închidere şi deschidere?

15. Care sunt funcţiunile mecanismului de acţionare?

4. Bibliografie

1 Hortopan, G.: Aparate electrice de comutaţie vol II, Editura tehnică -

Bucureşti 2000.

2 SR IEC 62271: Întreruptoare automate în ulei pentru tensiuni alternative

peste 1kV.

3 SR IEC 62271: Dispozitive de acţionare a întreruptoarelor peste 1kV.

144

4 SR IEC 62271: Aparate electrice de conectare şi de protecţie pentru tensiuni

peste 1kV.

5 SR IEC 62271: Gradele normale de protecţie.

Partea a III-a

Determinarea experimentală a caracteristicilor cinematice ale

întreruptorului

1. Metoda tamburului rotativ

Pentru determinarea caracteristicilor cinematice ale întreruptorului cuplat

cu mecanismul său de acţionare se utilizează înregistratorul cu tambur rotativ,

(fig.7). Acesta este compus dintr-un cilindru care se roteşte cu o viteză

constantă (≈300 rot/min), fiind antrenat în mişcarea sa de către un electromotor.

Pe periferia cilindrului se va fixa o foaie de hârtie milimetrică în funcţie de

sensul de rotaţie al tamburului astfel ca creionul fixat solidar cu contactul mobil

să nu rupă hârtia în timpul înregistrării. Creionul va trasa pe hârtie milimetrică

cursa tijei mobile pe durata de închidere şi deschidere a întreruptorului.

1.1. Schema electrică

Pentru determinarea caracteristicilor cinematice se va realiza schema

electrică din figura 7 în care:

P - pupitru

K - întreruptor bipolar

K3 - întreruptor monopolar

Rd - redresor de alimentare a motorului

M - motor de acţionare

DI - dispozitiv de înregistrare

MR-2 - mecanismul de acţionare

IO - întreruptor de înaltă tensiune

145

Observaţie : Pentru această încercare atât armarea cât şi comanda de închidere

şi deschidere se pot face manual cu ajutorul pârghiilor montate pe întreruptor

eliminându-se în acest caz alimentarea electromagnetului (ED), prin

intermediul K3.

1.2. Modul de lucru

Se armează manual resoartele de închidere (14) de exemplu în această

etapă pregătindu-se astfel întreruptorul pentru operaţiile de închidere şi

deschidere. Se alimentează motorul M al dispozitivului de înregistrare de la un

redresor cu o tensiune de U ≈ 10V şi un curent I ≈ 0.25A, astfel ca turaţia

tamburului să fie n ≈ 300 rot/min. măsurată cu ajutorul unui tahometru. Pentru

operaţia de închidere se apasă pe pârghia (10) iar pentru operaţia de deschidere

pe pârghia (24) (vezi figura 1.). În urma acestor operaţii se obţin două

diagrame, (închidere respectiv deschidere), aşa cum se vede în figura 8. După

scoaterea hârtiei de pe cilindru se vor găsi două drepte orizontale

corespunzătoare poziţiei închis (PI) respectiv deschis a întreruptorului (PD) cât

şi cele două diagrame de închidere şi deschidere.

1.3. Determinarea vitezei de închidere şi deschidere

Pentru determinarea vitezelor la închidere respectiv la deschidere se vor

trasa mai întâi diagramele cursei tijei mobile în funcţie de timp s = f(t). Prin

derivarea grafică a acestor curbe (putându-se folosi metoda oglinzii) se obţin

vitezele la închidere respectiv la deschidere:

vds

dt=

Se vor trasa pe hârtie milimetrică diagramele vitezelor în funcţie de timp atât la

închidere cât şi la deschidere.

Se va trasa curba vitezei tijei mobile în funcţie de timp v = f(t) pe baza curbei

experimentale obţinute, a cursei tijei mobile în funcţie de timp s = f(t), astfel:

146

Viteza la periferia cilindrului va fi:

vDn

m s=π

60[ / ]

unde D este diametrul tamburului (≈ 80 mm) iar n turaţia acestuia în rot/min.

Se ia ca origine a timpului momentul O1 respectiv O2 când contactele au

început să se mişte. La o anumită poziţie, a tijei mobile se măsoară pe

diagramele experimentale, (vezi fig. 8) distanţa xi parcursă, la care timpul

corespunzător este dat de relaţia:

tx

Dns1

160=

π[ ]

Astfel durata totală de închidere a contactului mobil este

tx

Dnsi

i=

60 1

π[ ]

iar durata totală de deschidere a contactului este:

tx

Dnsd

d=

60

π[ ]

xi şi xd sunt luate de pe diagramele obţinute experimental (vezi fig.8).

Rezultatele obţinute se vor trece în tabelul 2.

Tabelul 2.

s [cm] x [cm] t [s] v [m/s] vm [m/s]

închidere s1

s2

...

si

x1

x2

...

xi

t1

t2

...

ti

v1

v2

...

vi

vmi

deschidere s1

s2

...

sd

x1

x2

...

xd

t1

t2

...

td

v1

v2

...

vd

vmd

147

1.4. Viteza medie

Vitezele medii la închidere respectiv la deschidere se pot calcula cu relaţiile:

vh

tmic

i

=

vh

tmdc

d

=

unde hc este cursa totală a contactului mobil (tijă mobilă) egală cu xi respectiv

xd.

1.5. Cursa contactelor.

Se măsoară pe diagramă între poziţiile PI şi PD în poziţia de repaus.

1.6. Distanţa de izolaţie.

Se poate calcula cu relaţia:

cti

CCC −=

unde Cc este cursa în contact egală cu 23 mm pentru întreruptorul 10 - 20

kV/400 A.

1.7. Oscilaţiile tijei mobile.

În mod normal la un întreruptor care este bine reglat şi funcţionează

corect, amortizarea trebuie să fie aperiodică.

În cazul când resoartele de amortizare nu sunt bine reglate, amortizarea la finele

cursei întreruptorului nu are caracter aperiodic, ci caracter oscilant amortizat.

Din diagrame se poate extrage:

T - perioada oscilaţiilor

f = 1/T - frecvenţa oscilaţiilor

Y1 şi Y2 - amplitudinea oscilaţiilor în momentele t1 = T/4 ; t2 = 5T/4 ...

Duratele amortizărilor de închidere respectiv de deschidere

tO O

vaiii

=2 2

'

148

tO O

vaiid

=1 1

'

unde C1, C1' şi C2, C2' sunt distanţele măsurate pe diagrame, iar vii, vid sunt

vitezele instantanee măsurate înainte de închiderea respectiv deschiderea

întreruptorului. Rezultatele măsurate respectiv calculate se vor trece în tabelul

3.

Tabelul 3.

T

[s]

f

[1/s]

Y1

[cm]

Y2

[cm]

t1

[s]

t2

[s]

vii

[m/s]

vid

[m/s]

tai

[s]

ta

d

[s]

2. Folosirea unui sistem de achiziţii de date

Această metodă utilizează un sistem digital de măsurare, memorare şi

prelucrare a datelor, organizat în jurul unui calculator electronic compatibil

IBM PC, şi permite obţinerea directă, sub formă grafică, a variaţiei

principalelor mărimi cinematice, asigurând o precizie bună şi viteză mare de

lucru.

2.1 Schema de principiu şi modul de funcţionare

Schema de principiu a sistemului de măsurare este prezentat în figura 1.

Pentru măsurarea deplasării contactului mobil este folosit un traductor inductiv

de deplasare din familia TIC (TIC 35.100). Aceste traductoare pot acoperi un

domeniu larg de deplasări, de la ±1mm (TIC 14.1) până la ±100 mm (TIC

35.100). Bobinele traductorului sunt incluse într-o punte de măsură în curent

alternativ, alimentată cu o tensiune alternativă de 2V şi cu frecvenţa de 5kHz,

semnal obţinut de la un oscilator local. Alimentarea punţii se face la potenţial

flotant, prin intermediul unui transformator de separare. Această soluţie a fost

149

adoptată din considerente de compatibilitate electromagnetică, permiţându-se

astfel ca masa traductorului, a punţii şi a instrumentului de înregistrare să poată

fi legate la acealaşi punct de masă, prin intermediul cămăşii cablurilor coaxiale

de legătură. Echilibrarea punţii se face prin intermediul celor două rezistenţe

semireglabile.

La ieşirea punţii se obţine un semnal de 5kHz, modulat în amplitudine, în

funcţie de poziţia traductorului. Pentru înregistrarea în regim tranzitoriu a

acestui semnal, este folosit un osciloscop digital cu memorie TEKTRONIX OC

2211. Acesta permite înregistrarea valorilor de intrare pentru 4000 de momente

distribuite echidistant în timp. Convertorul analog-digital inclus în osciloscop

are o rezoluţie de numai 8 biţi, având în schimb o viteză mare de eşantionare.

Toate prelucrările ulterioare ale valorilor numerice înregistrate de osciloscop se

fac pe calculatorul IBM PC, datele fiind transferate în acest scop prin

intermediul unei interfeţe seriale standard.

2.2. Modul de lucru

Determinarea experimentală a caracteristicilor cinematice cu ajutorul

sistemului digital de măsură cuprinde următoarele etape:

1) Efectuarea înregistrării fenomenului tranzitoriu pe osciloscop;

2) Transferul datelor către calculator;

3) Conversia datelor în formatul standard ASCII;

4) Prelucrarea numerică a datelor şi afişarea grafică a rezultatelor.

1) Efectuarea înregistrării fenomenului tranzitoriu pe osciloscop

Oscilatorul local al punţii de măsură în curent alternativ se alimentează în

curent continuu cu o tensiune simetrică de ±15V de la sursa de tensiune

stabilizată, respectând polaritatea indicată pe firele de alimentare. Se va evita

alimentarea cu o tensiune de valoare superioară sau nesimetrică. Se va verifica

150

apariţia semnalului cules de pe puntea de măsură, care în poziţia deschis a

aparatului trebuie să fie un semnal periodic de 5kHz, uşor deformat faţă de

sinusoidă şi cu o amplitudine redusă (de ordinul milivolţilor). Este recomandat

ca pe timpul efectuării măsurătorilor, calculatorul (sursă de perturbaţii

electromagnetice) să nu fie în funcţiune.

Pentru înregistrarea fenomenului tranzitoriu în condiţii optime se vor efectua

următoarele reglaje pe osciloscop:

- amplificarea canalului 1 (CH1), folosit ca intrare pentru semnalul achiziţionat,

se va fixa la valoarea de 0.2 V/div;

- baza de timp a osciloscopului se va fixa pe 20ms/div;

- nivelul zero se va deplasa în jos, pâna în apropierea marginii inferioare a

ecranului (în dreptul liniei marcate cu 0%);

- osciloscopul se va trece în regim de înregistrare apăsând butonul

STORE/NOSTORE (dreapta sus pe panoul osciloscopului);

- se va stabili avansul înregistrării faţă de momentul de referinţă a bazei de timp

la 25% (butonul de lângă STORE în poziţia apăsat);

- poziţia comutatorului de selecţie a modului de înregistrare /MODE/ se va

trece pe poziţia care indică o singură înregistrare /SGL/ (poziţia din dreapta);

- nivelul de declanşare a bazei de timp /TRIG/ se va regla la valoarea de 0.3V

(valoarea fiind afişată sus pe ecranul osciloscopului);

- se va pregăti osciloscopul pentru înregistrare, apăsând butonul RESET.

Aprinderea LED - ului verde /READY/ deasupra butonului semnalizează dacă

osciloscopul este gata să înregistreze fenomenul tranzitoriu.

Observaţie importantă: Înregistrarea mişcării de deschidere a contactului

mobil presupune reechilibrarea punţii în poziţia închis a aparatului. Cum

rezistenţele reglabile din interiorul punţii nu sunt accesibile din afară,

fenomenul de deschidere a întreruptorului nu se va înregistra. Deschidere

151

întreruptorului se va studia pe baza datelor înregistrate pe calculator sub

numărul de identificare 201 (Vezi punctul 4).

2) Transferul datelor către calculator

a) Pregătirea calculatorului pentru recepţionare datelor.

După pornirea calculatorului se va aştepta afişarea promtului sistemului de

operare:

C:\APARATE>

Pentru a transfera datele de pe osciloscop se va folosi programul utilitar al

firmei producătoare Tektronix, numit GRABBER. Pentru lansarea acestui

program se va introduce numele acestuia, un număr identificator asociat setului

de date care se înregistrează şi numele portului serial pe care se află conectat

osciloscopul. În cazul nostru acest port este COM2.

De exemplu, pentru înregistrarea datelor cu numărul de identificare 254 se va

da comanda:

C:\APARATE> GRABBER 254 COM2

După ce s-a lansat, programul afişează o fereastră sub care scrie:

Waiting for Data - Press PLOT Switch or ‘Q’ To Abort

iar calculatorul este gata să recepţioneze datele transmise de la osciloscop.

b) Pregătirea osciloscopului pentru transmiterea datelor.

Pentru transmiterea datelor de la osciloscop către calculator se foloseşte ieşirea

serială a osciloscopului. Pentru o transmisie corectă, microswitch-urile de lângă

ieşirea serială trebuie să se găsească în următoarele poziţii:

S1 - ON ; S2 - ON ; S3 - OFF ; S4 - OFF ; S5 - ON ; S6 - ON

După verificarea acestora se apasă butonul /PLOT/, care comandă începerea

transmisiei şi se găseşte lână ieşirea serială a osciloscopului. După încheierea

transmisiei, semnalul de pe osciloscop se va afişa şi pe ecranul calculatorului.

Pentru a părăsi programul GRABBER se apasă tasta ENTER.

152

3) Convertirea datelor în formatul standard ASCII.

Datele sunt preluate de pe osciloscop într-un format special, numit formatul

Hewlet-Packard. Acest format de reprezentare nu este potrivit pentru

prelucrarea numerică a datelor. De aceea datele se vor converti mai întâi in

formatul standard ASCII. Pentru această conversie vom folosi utilitarul

convert. Modul de apelare al acestui program este:

C:\APARATE> CONVERT ACQ1.254

dacă semnalul a fost introdus pe canalul 1 (CH 1) al osciloscopului, sau

C:\APARATE> CONVERT ACQ2.254

dacă am folosit canalul 2 (CH 2).

După lansare, programul afişează următoarele mesaje:

conversion Utility for ADIF and TEK Codes & Formats

Select Waveform Data Encoding Format:

0) BINARY

1) HEX

2) ASCII

3) ADIF ascii

ESC) EXIT

Se va selecta opţiunea 2, şi se va răspunde cu ENTER la toate prompturile

afişate de program până la terminarea acestuia:

ASCII format selected

TEK preamble output file = TEKPRE.254

RETURN if OK; or enter new filename >>

Tek curve output file = TEKCRV.254

RETURN if OK; or enter new filename >>

C:\APARATE>

153

4) Prelucrarea datelor şi evaluarea rezultatelor

Pentru a calcula şi afişa, pe baza valorilor măsurate, curba deplasării, a vitezei

şi acceleraţiei ansamblului mobil, se va folosi programul de aplicaţie numit

mişcare:

C:\APARATE> MISCARE

Programul oferă următoarele opţiuni:

1) Alegere set de date

2) Modificare factor de netezire

3) Afişare date achiziţionate

4) Afişare deplasare

5) Afişare viteza

6) Afişare acceleraţie

7) Terminat

4.1) Alegere set de date

Se va introduce numărul identificator al setului de date, în exemplul nostru 254.

Programul afişează următorul mesaj:

Citire şi prelucrare date - Putina răbdare

în acest timp realizându-se citirea, demodularea, filtrarea şi scalarea datelor,

precum şi operaţiile de derivare numerică pentru a calcula viteza respectiv

acceleraţia ansamblului mobil.

4.2) Modificare factor de netezire

Nu se recomandă schimbarea valorii implicite de 10%, care reprezintă un optim

determinat experimental;

4.3) Afişare date achiziţionate

Această opţiune afişează grafic datele neprelucrate, aşa cum au fost preluate ele

de la osciloscop.

4.4) Afişare deplasare a cursei contactului mobil

Se reprezintă grafic curba deplasării [în mm] funcţie de timp [ms]

154

4.5) Afişare viteză instantanee de deplasare a contactului mobil

Se reprezintă grafic curba vitezei [în m/s] funcţie de timp [ms]

4.6) Afişare acceleraţie contact mobil

Se reprezintă grafic curba acceleraţiei [în m/s2] funcţie de timp [ms]

4.7) Terminat

Opreşte programul şi revine sub MS-DOS

2.3. Interpretarea rezultatelor

Interpretarea rezultatelor se face similar cu modul descris la punctele 1.3 - 1.7

2.4. Întrebări

1. Ce reprezintă un sistem de achiziţie de date ?

2. Descrieţi structura sistemului de achiziţie de date utilizat în lucrarea de

laborator.

3. Explicaţi necesitatea corelării electromecanice în cazul unui aparat de

comutaţie.

4. Interpretaţi rezultatele grafice obţinute.

155

Fig. 1. Schiţa de principiu a contactorului de medie tensiune în vid tip VC18;

6.6/3.3 kV; In = 300A; 50-60 Hz; SR = 50/25 MVA;

156

Fig.2. Schemă electrică de montaj ; cu utilizare în joasă tensiune;

tensiune de serviciu Us = 220 V c.a.

Fig.3. Schema electrică de montaj ; utilizare în joasă tensiune;

tensiune de serviciu Us = 220 c.c. şi rezistenţă economizoare.

157

Fig.4. Reprezentare schematică a mecanismelor MR 2-3 (fără armare prin

motor)

158

Fig.5. Reprezentare schematică a mecanismului de armare a resoartelor MR 2-

3. S1, S2, S3, S4, - Sursă de alimentare ; BI - Buton îchidere; BD - Buton de

deschidere; LV, LR - Lămpi de semnalizare

159

Fig.6. Schema de conexiuni exterioare ale întreruptorului.

Fig.7. Schema electrică pentru ridicarea caracteristicilor cinematice.

160

Fig.8. Diagramele deplasării în funcţie de timp

Fig.9. Schema electrică pentru măsurarea căderii de tensiune în contacte

161

Fig.10. Schiţa întreruptorului

Fig. 11 Schema de principiu a sistemului de achiziţii de date

162

S-au făcut următoarele notaţii: IUP - întreruptor cu ulei puţin; A, B - borne de

racord ale întreruptorului; CF - contact fix; CA - contact alunecător; TM - tijă

mobilă (întreruptor); MR2 - mecanism cu acumulare de energie în resort;

EI,ED - electromagneţi de închidere şi deschidere; TIC - traductor inductiv cu

contact; PM -punte de măsură; TT - tijă traductor; MF - miez de ferită; TS

transformator de separare galvanică; OS - oscilator 2V, 5kHz; CM -cablu de

măsură; OC - osciloscop digital cu memorie şi cu intefaţă digitală serială; PC -

calculator tip IBM 286; I - imprimantă;

163

Fig.12. Diagrame obţinute cu sistemul de achiziţii de date

pentru deplasare, la închidere (sus) şi la deschidere (jos)

164

Fig.13. Diagrame obţinute cu sistemul de achiziţii de date

pentru viteză, la închidere (sus) şi la deschidere (jos)

165

Fig.14. Diagrame obţinute cu sistemul de achiziţii de date

pentru acceleraţie, la închidere (sus) şi la deschidere (jos)