03.06.2013 Views

1. INSTALAŢII DE PRODUCERE, TRANSPORT, DISTRIBUŢIE ŞI ...

1. INSTALAŢII DE PRODUCERE, TRANSPORT, DISTRIBUŢIE ŞI ...

1. INSTALAŢII DE PRODUCERE, TRANSPORT, DISTRIBUŢIE ŞI ...

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

INSTALAȚII ELECTRICE – CURS 1<br />

<strong>1.</strong> INSTALAȚII <strong>DE</strong> <strong>PRODUCERE</strong>, <strong>TRANSPORT</strong>,<br />

DISTRIBUȚIE <strong>ŞI</strong> UTILIZARE A ENERGIEI<br />

ELECTRICE<br />

– Note de curs pentru uzul studenților –<br />

* Materialul prezentat conține unele pasaje sau figuri preluate din referințele bibliografice specificate


<strong>1.</strong><strong>1.</strong> PROCESE <strong>DE</strong> BAZĂ<br />

- energia electrică este consumată, în cea mai mare parte, în alte zone<br />

decât cele în care se produce<br />

⇒ trei procese de bază care conduc la folosirea energiei electrice în diverse<br />

sectoare ale activității umane:<br />

- producerea;<br />

- transportul (transferul) de la locul de producere la locul de consum;<br />

- utilizarea (consumul propriu-zis).


<strong>1.</strong><strong>1.</strong><strong>1.</strong> Producerea energiei electrice<br />

<strong>1.</strong><strong>1.</strong> PROCESE <strong>DE</strong> BAZĂ<br />

- prin transformarea altor forme de energie primară (termică, hidraulică, nucleară,<br />

chimică, mecanică, solară etc.).<br />

- surse de energie electrică:<br />

- centrale electrice – mari unități producătoare<br />

- alte surse locale, de puteri relativ mici:<br />

– fixe<br />

– deplasabile (în anumite cazuri)<br />

Centralele electrice sunt localizate discret, în funcție de sursele de energie<br />

primară, de posibilitățile de acces, de siguranță în exploatare.


<strong>1.</strong><strong>1.</strong> PROCESE <strong>DE</strong> BAZĂ<br />

<strong>1.</strong><strong>1.</strong>2. Consumul de energie electrică (utilizarea energiei electrice)<br />

- are loc în receptoare electrice – elemente care transformă energia electrică<br />

primită (energia de alimentare) în altă formă de energie (mecanică, termică,<br />

luminoasă etc.) în scop util<br />

Localizarea receptoarelor este determinată de:<br />

- considerente tehnologice (consumatori industriali);<br />

- distribuția teritorială a populației (consumatori casnici).<br />

Receptoarele sunt plasate într-o arie vastă, în diferite direcții şi la distanțe<br />

variind în limite largi față de poziția surselor.


<strong>1.</strong><strong>1.</strong>3. Transportul energiei electrice<br />

<strong>1.</strong><strong>1.</strong> PROCESE <strong>DE</strong> BAZĂ<br />

- se face prin rețele electrice ramificate, care realizează acest transfer în condiții<br />

tehnice, tehnico-economice şi de siguranță<br />

Rețelele electrice constau în:<br />

- elemente conductoare (căi de curent), care asigură canalizarea energiei<br />

electrice;<br />

- echipamente electrice adecvate, prin care se realizează celelalte funcții<br />

ale transferului.


<strong>1.</strong>2. SISTEMUL ELECTROENERGETIC<br />

Sistemul electroenergetic (SEE) = ansamblul instalațiilor electrice de producere,<br />

transport distribuție şi utilizare a energiei electrice, având un regim concomitent de<br />

producere şi consum de energie electrică, începând cu generatorul din centrala<br />

electrică şi terminând cu ultimul receptor


<strong>1.</strong>2.<strong>1.</strong> Structura sistemului<br />

<strong>1.</strong>2. SISTEMUL ELECTROENERGETIC<br />

- criterii de analiză a SEE:<br />

- d.p.d.v. tehnic,<br />

- d.p.d.v. al proprietății şi responsabilității asupra anumitor sectoare.<br />

- consumator de energie electrică:<br />

- consumator de energie electrică:<br />

- ansamblul instalațiilor electrice de distribuție şi utilizare aferente unui<br />

agent economic, unei instituții, unei colectivități (inclusiv cele familiale);<br />

- persoana fizică sau juridică având în proprietate şi exploatare instalațiile<br />

menționate.<br />

- furnizor de energie electrică:<br />

- ansamblul instalațiilor electrice de producere, transport şi distribuție a<br />

energiei electrice la consumatori;<br />

- Compania Națională de Electricitate sau mai multe companii specifice,<br />

printr-o unitate subordonată, care are în proprietate şi exploatare<br />

instalațiile menționate.


<strong>1.</strong>2.<strong>1.</strong> Structura sistemului<br />

- SEE - sistem interconectat la nivel național<br />

<strong>1.</strong>2. SISTEMUL ELECTROENERGETIC<br />

- cuprinde toate centralele electrice şi liniile de interconexiune<br />

- intrarea sau ieşirea din sistemul interconectat se face printr-un nod<br />

al rețelei.<br />

- transferul energiei de la furnizor la consumator are loc printr-un echipament<br />

electric denumit stație de primire.<br />

- punctul de separație (ca proprietate) între furnizor şi consumator este<br />

denumit punct de delimitare. În acest punct se face, de regulă, contorizarea<br />

energiei electrice, în vederea decontării către furnizor a consumului.


<strong>1.</strong>2.<strong>1.</strong> Structura sistemului<br />

- SEE<br />

<strong>1.</strong>2. SISTEMUL ELECTROENERGETIC<br />

- Consumatorii mici, cu receptoare numai de joasă tensiune sunt alimentați<br />

direct din rețeaua zonală de JT (aeriană sau subterană) a furnizorului, printr-<br />

un branşament care face legătura între linia de alimentare şi contorul de<br />

energie al consumatorului, situat la intrarea în echipamentul de primire<br />

(tabloul general). De regulă, contorul aparține furnizorului.<br />

- Consumatorii de puteri mai mari sunt alimentați din rețeaua de înaltă sau<br />

de medie tensiune a furnizorului, printr-un racord constând în 1 sau 2 linii şi<br />

1 sau 2 stații de transformare, stații de conexiuni sau posturi de<br />

transformare.


<strong>1.</strong>2.<strong>1.</strong> Structura SEE<br />

<strong>1.</strong>2. SISTEMUL ELECTROENERGETIC<br />

- structura de ansamblu a sistemului electroenergetic<br />

FURNIZOR<br />

Rețea de distribuție a<br />

SEE (rețea de alimentare<br />

a consumatorului)<br />

Punct de delimitare<br />

STAȚIE<br />

<strong>DE</strong><br />

PRIMIRE<br />

Racord<br />

(MT)<br />

Bransament<br />

(JT)<br />

CONSUMATOR<br />

Instalații interne<br />

ale consumatorului)


4<br />

1<br />

2<br />

3<br />

5<br />

Instalatie de<br />

producere<br />

G<br />

6 kV<br />

10 kV<br />

CENTRALE<br />

ELECTRICE<br />

Instalatie de<br />

transport<br />

ST LEA NOD<br />

110 kV<br />

220 kV<br />

400 kV<br />

<strong>1.</strong>2. SISTEMUL ELECTROENERGETIC<br />

SISTEM ELECTOENERGETIC<br />

FURNIZOR CONSUMATOR<br />

ST<br />

Instalatie de<br />

distributie<br />

20 kV<br />

10 kV<br />

LEA<br />

LES<br />

LES<br />

ST<br />

PA<br />

RETELE ELECTRICE<br />

(Linii, statii, puncte de distributie)<br />

Statia<br />

de<br />

primire<br />

Punct de delimitare<br />

PT<br />

TG TD/BD<br />

0.4 kV<br />

Instalatie de<br />

utilizare (la<br />

consumator)<br />

<strong>DE</strong> <strong>TRANSPORT</strong> <strong>DE</strong> DISTRIBUTIE <strong>DE</strong> UTILIZARE<br />

Linii de<br />

interconexiune<br />

Linii de transport<br />

PA - punct de alimentare (statie de conexiuni)<br />

ST - statie de transformare<br />

PT - post de transformare<br />

TD - tablou de distributie<br />

BD - bare de distributie<br />

U - utilaj<br />

R - receptor individual<br />

LEA/LES - linie electrica aeriana / subterana<br />

TD/BD<br />

CENTRE <strong>DE</strong><br />

<strong>PRODUCERE</strong> TERITORIU ZONE <strong>DE</strong> CONSUM UTILIZATORI<br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

5<br />

Schema explicativa bloc<br />

Schema electrica bloc cu variante de retele<br />

Componente (fizice) ale sistemului electroenergetic<br />

Impartirea SEE d.p.d.v. al apartenentei instalatiilor<br />

Dispunerea topografica a instalatiilor (harta)<br />

G<br />

R<br />

U<br />

U<br />

RECEPTOARE


<strong>1.</strong>2.2. Instalații de producere a energiei electrice<br />

<strong>1.</strong>2. SISTEMUL ELECTROENERGETIC<br />

Energia electrică este produsă practic în exclusivitate în centralele electrice.<br />

Unii consumatori pot folosi şi surse locale de energie electrică, în absența<br />

unui sistem extern de alimentare sau ca rezervă în cazul indisponibilității sistemului<br />

extern<br />

Procesul de transformare a energiei primare în energie electrică implică un<br />

stadiu intermediar de transformare a energiei primare în energie mecanică, prin<br />

intermediul unui echipament neelectric (turbină, motor cu ardere internă) care<br />

antrenează un generator electric.<br />

În funcție de sursa de energie primară, principalele tipuri de centrale<br />

electrice sunt:<br />

- centralele termoelectrice,<br />

- centralele hidroelectrice,<br />

- centralele folosind nuclear-electrice.


<strong>1.</strong>2.2. Instalații de producere a energiei electrice<br />

<strong>1.</strong>2. SISTEMUL ELECTROENERGETIC<br />

Centrala termoelectrică - produce energie mecanică prin turbine cu abur,<br />

turbine cu gaz sau motoare cu ardere internă.<br />

În cazul turbinelor cu abur, energia latentă a combustibililor (cărbune, gaz,<br />

petrol) este transformată în energie termică, prin ardere în interiorul unui cazan.<br />

Căldura este cedată unui fluid de lucru (apă - abur) şi este transformată de<br />

echipamentul termic (turbina cu abur) în energie mecanică, transmisă generatorului<br />

electric.<br />

Producerea de lucru mecanic rezultă, conform celui de al doilea principiu al<br />

termodinamicii, din evoluția fluidului de lucru (de regulă, în circuit închis) între o sursă<br />

caldă (în cazan, de unde fluidul iese sub formă de abur supraîncălzit şi la presiune<br />

ridicată) şi o sursă rece (într-un condensator, unde aburul destins în turbină este răcit<br />

şi se transformă în apă distilată)<br />

Unele centralele termoelectrice produc numai energie electrică (centrale de<br />

condensație CTE). Producerea combinată de energie electrică şi energie termică<br />

(sub formă de abur sau apă caldă, pentru alimentarea consumatorilor industriali sau<br />

urbani) se realizează în centralele de termoficare CET.


<strong>1.</strong>2.2. Instalații de producere a energiei electrice<br />

<strong>1.</strong>2. SISTEMUL ELECTROENERGETIC<br />

Centralele hidroelectrice CHE - folosesc ca sursă primară energia<br />

hidraulică, potențială şi cinetică, a căderilor de apă naturale sau artificiale pentru<br />

acționarea unei turbine hidraulice care, la rândul ei, antrenează generatorul electric.<br />

Puterea mecanică la arborele turbinei fiind direct proporțională cu debitul de<br />

apă prin turbină şi cu diferența de nivel a curentului de apă între amonte şi aval, se<br />

poate recurge, în funcție de situațiile concrete, la:<br />

- un debit mare şi o cădere mică sau<br />

- o cădere mare şi un debit mic.<br />

Aceste centrale necesită amenajări hidrotehnice corespunzătoare, cu durate<br />

de execuție şi costuri relativ mari..


<strong>1.</strong>2.2. Instalații de producere a energiei electrice<br />

Centralele hidroelectrice CHE - tipuri:<br />

<strong>1.</strong>2. SISTEMUL ELECTROENERGETIC<br />

CHE fără acumulare - amenajate pe firul apei, chiar în albia unui râu cu<br />

debit mare, înălțimea de cădere a apei fiind dată exclusiv de ridicarea modestă de<br />

nivel realizată prin barajul care dirijează apa spre turbine. Centrala se poate amplasa<br />

fie în corpul barajului, fie la piciorul barajului, la una sau la ambele extremități. Un<br />

exemplu îl constituie CHE Porțile de Fier.<br />

CHE cu acumulare - caracterizate prin prezența unui lac de acumulare<br />

(obținut prin captarea debitului unuia sau mai multor râuri). Creşterea înălțimii de<br />

cădere a apei, față de diferența de nivel naturală, se poate realiza fie prin ridicarea<br />

nivelului amonte, printr-un baraj, fie prin coborârea nivelului aval, prin amplasarea<br />

centralei subteran, fie prin combinarea celor două soluții precedente (ca în cazul CHE<br />

Lotru, CHE Argeş)


<strong>1.</strong>2.2. Instalații de producere a energiei electrice<br />

<strong>1.</strong>2. SISTEMUL ELECTROENERGETIC<br />

Centrale nuclear-electrice CNE - reprezintă o variantă de centrale<br />

termoelectrice în care energia termică este produsă în reacțiile de fisiune nucleară<br />

care au loc în reactoare care conțin combustibil nuclear.<br />

Soluția frecvent aplicată constă în două circuite de fluid separate: un circuit<br />

primar de apă şi un circuit secundar de apă-abur, între care are loc un transfer de<br />

energie prin intermediul unui schimbător de căldură.<br />

Energia termică degajată în reactorul nuclear în urma reacției în lanț<br />

încălzeşte apa care circulă în conturul primar (reactor-schimbător de căldură) până la<br />

temperatura de 255...275 o C; pentru a nu se produce fierberea, circulația în conturul<br />

primar are loc la presiune ridicată (peste 107 N/m 2 ). În schimbătorul de căldură,<br />

căldura este cedată fluidului care circulă în circuitul secundar, obținându-se abur la<br />

temperatura de 250...260 o C şi presiunea de circa 12·10 5 N/m 2 .<br />

Începând cu conturul secundar, procesul de producere a energiei electrice<br />

este similar celui din centralele termoelectrice. De remarcat că în circuitul primar apa<br />

este radioactivă, ceea ce impune măsuri de protecție biologică.<br />

Singura CNE din România este cea de la Cernavoda.


<strong>1.</strong>2.2. Instalații de producere a energiei electrice<br />

Centrale electrice<br />

<strong>1.</strong>2. SISTEMUL ELECTROENERGETIC<br />

Instalația electrică a unei centrale electrice cuprinde:<br />

- generatorul electric<br />

- echipamentul electric auxiliar necesar<br />

Energia electrică obținută la tensiunea de ieşire a generatorului (6, 10 kV), în<br />

curent alternativ, nu poate fi transferată în mod economic la distanțe mari, fiind<br />

necesar un echipament electric (stație de evacuare a energiei) care să ridice mult<br />

tensiunea de lucru.<br />

Instalațiile de producere a energiei electrice aparțin furnizorului de energie<br />

electrică


<strong>1.</strong>2. SISTEMUL ELECTROENERGETIC<br />

<strong>1.</strong>2.3. Instalații de transport şi distribuție a energiei electrice<br />

Energia electrică produsă în centralele electrice este transmisă spre<br />

consumatori prin rețele electrice, constituite din linii electrice şi echipamente<br />

specifice (stații de transformare ridicătoare şi coborâtoare de tensiune, stații de<br />

conexiuni).<br />

Transmiterea energiei electrice spre consumatori se face la diferite niveluri<br />

(trepte) de tensiune stabilite pe baza unor criterii tehnico-economice, ținând seama<br />

de pierderile de energie (direct proporționale cu puterea vehiculată şi cu lungimea<br />

liniei şi invers proporționale cu tensiunea, pentru aceeaşi solicitare termică a<br />

conductoarelor) şi de valoarea investițiilor (care, în domeniul tensiunilor înalte, creşte<br />

proporțional cu pătratul tensiunii).


<strong>1.</strong>2. SISTEMUL ELECTROENERGETIC<br />

<strong>1.</strong>2.3. Instalații de transport şi distribuție a energiei electrice<br />

Tensiunile nominale de linie standardizate pot fi grupate în:<br />

- joasă tensiune JT: < 1000 V;<br />

- medie tensiune MT: 10 sau, recomandabil, 20 kV;<br />

- înaltă tensiune IT: 110, 220 kV;<br />

- foarte înaltă tensiune FIT: 400, 750 kV.


<strong>1.</strong>2. SISTEMUL ELECTROENERGETIC<br />

<strong>1.</strong>2.3. Instalații de transport şi distribuție a energiei electrice<br />

Liniile de transport sunt destinate să asigure vehicularea unor puteri<br />

electrice importante (zeci sau sute de MW) la distanțe relativ mari (zeci sau sute de<br />

km), fiind folosite ca:<br />

- linii de legătură sau de interconexiune între două noduri ale sistemului<br />

electroenergetic;<br />

- linii de transport al energiei electrice de la un nod al sistemului<br />

electroenergetic până la un centru (o zonă) de consum.<br />

Liniile de distribuție au o configurație mai complexă şi asigură vehicularea<br />

unor puteri relativ reduse, pe distanțe mai scurte şi la un ansamblu limitat de<br />

consumatori din zona de consum.<br />

Din punct de vedere constructiv, liniile electrice se realizează sub formă de<br />

linii electrice aeriene (LEA), montate pe stâlpi, sau linii electrice în cablu (LEC),<br />

pozate subteran.<br />

Instalațiile de transport şi distribuție a energiei electrice aparțin furnizorului<br />

de energie electrică.


<strong>1.</strong>2. SISTEMUL ELECTROENERGETIC<br />

<strong>1.</strong>2.3. Instalații de transport şi distribuție a energiei electrice<br />

Obs.:<br />

- Delimitarea liniilor de transport şi distribuție după valoarea tensiunilor<br />

nominale nu este netă. Astfel, tensiunile liniilor de transport sunt, de regulă, 400 şi<br />

220 kV şi mai rar 110 kV, iar rețelele de distribuție ale furnizorului pot avea tensiunile<br />

nominale 0,4, 10, 20 kV, mergând până la 110 kV sau chiar 220 kV (în cazul marilor<br />

consumatori).<br />

- Noțiunea de distribuție este, de asemenea, relativă. În cazul unui<br />

consumator există totdeauna o rețea de distribuție a energiei electrice până la<br />

punctele destinate alimentării receptoarelor, de unde încep instalațiile de utilizare<br />

propriu-zise. Secțiile de producție sau grupuri de receptoare pot fi privite drept<br />

consumatori în cadrul instalațiilor electrice ale unei întreprinderi.


<strong>1.</strong>3. EFECTELE CURENTULUI ELECTRIC<br />

Un curent electric de intensitate I prin elementele rețelei are efecte atât<br />

asupra acestora, cât şi asupra organismelor vii şi a altor elemente care vin în contact<br />

cu rețeaua.<br />

Efectele curentului electric trebuie avute în vedere la proiectarea şi<br />

exploatarea instalațiilor electrice<br />

<strong>1.</strong>3.<strong>1.</strong> Efectele asupra rețelei - constau în: pierderi de putere activă, căderi de<br />

tensiune, solicitări mecanice, fenomene la deconectare, tensiuni induse, perturbații<br />

electromagnetice în funcționarea unor receptoare.<br />

Pierderile de putere activă sunt direct proporționale cu pătratul valorii<br />

efective a intensității curentului şi cu rezistența R a căii de curent parcurse<br />

∆P<br />

= kRI2<br />

(k = 1 în c.a. monofazat, k = 3 în c.a. trifazat), având drept consecință încălzirea<br />

elementelor componente ale căii de curent şi solicitarea termică a izolației acestora;<br />

Căderile (pierderile) de tensiune, în lungul rețelei, sunt direct proporționale<br />

cu valoarea efectivă a intensității curentului şi cu impedanța Z a căii de curent<br />

parcurse<br />

∆U<br />

= ZI<br />

conducând la diminuarea tensiunii la bornele elementelor alimentate;


<strong>1.</strong>3.<strong>1.</strong> Efectele asupra rețelei<br />

<strong>1.</strong>3. EFECTELE CURENTULUI ELECTRIC<br />

Solicitările mecanice ale căilor de curent şi ale suporților acestora au loc<br />

datorită câmpului magnetic propriu al conductoarelor parcurse de curent rezultând:<br />

- forțe electrodinamice care se manifestă între două conductoare parcurse<br />

de curent, asupra unei spire sau asupra unei bucle formate de un conductor;<br />

- forțe electromagnetice care se exercită între un conductor parcurs de<br />

curent şi un corp feromagnetic învecinat.<br />

Forțele sunt proporționale cu pătratul intensității curentului. În curent<br />

alternativ, forțele sunt pulsatorii, oscilând, cu dublul frecvenței curentului, între zero şi<br />

valoarea maximă<br />

F 2<br />

max =<br />

CÎ<br />

Solicitările mecanice prezintă importanță în cazul curenților de defect (în particular,<br />

scurtcircuit). În cazul curentului de scurtcircuit asimetric (de intensitate Isc), datorită<br />

componentei aperiodice, valoarea inițială a curentului poate atinge 2,5 Isc (curent de<br />

lovitură)


<strong>1.</strong>3.<strong>1.</strong> Efectele asupra rețelei<br />

alte efecte ...<br />

<strong>1.</strong>3. EFECTELE CURENTULUI ELECTRIC<br />

Efecte negative asupra aparatelor de comutație, datorită arcului electric la<br />

deconectare.<br />

Inducerea de tensiuni electromotoare sau elemente rămase încărcate<br />

capacitiv în circuite deconectate pot influența unele receptoare sau pot constitui un<br />

pericol pentru personalul de exploatare.


<strong>1.</strong>3. EFECTELE CURENTULUI ELECTRIC<br />

<strong>1.</strong>3.2. Efectele asupra organismului uman şi al altor ființe<br />

- şocuri electrice (care pot deveni periculoase), determinate de potențialele<br />

elementelor conductive cu care organismul vine în contact (de diferența de potențial<br />

aplicată organismului) şi fiind independente de intensitatea curentului prin elementele<br />

rețelei;<br />

- arsuri sau metalizarea pieii, determinate în principal de acțiunea arcului electric<br />

care apare la întreruperea voită sau accidentală a unui circuit.


<strong>1.</strong>3. EFECTELE CURENTULUI ELECTRIC<br />

<strong>1.</strong>3.3. Efectele asupra elementelor combustibile, inflamabile sau explozive<br />

- riscul producerii de incendii sau explozii, datorită următoarelor fenomene:<br />

- supraîncălzirea excesivă a căilor de curent;<br />

- descărcări electrice (scânteie, arc electric)<br />

(atunci când elemente combustibile, inflamabile sau explozive sunt în<br />

contact cu elementele rețelei sau în vecinătatea acestora )


<strong>1.</strong>4. TRECEREA CURENTULUI ELECTRIC PRIN<br />

ORGANISMUL UMAN<br />

Organismul uman poate fi expus accidental acțiunii curentului electric<br />

Dacă organismul uman este supus unei diferențe de potențial, se constată<br />

apariția unui curent electric în circuitul astfel format, ceea ce demonstrează<br />

conductibilitatea organismului.<br />

<strong>1.</strong>4.<strong>1.</strong> Impedanța corpului<br />

Corpul omenesc – conductor specific – conductor electrobiologic<br />

Diferitele părți ale corpului – cum sunt pielea, sângele, țesuturile musculare<br />

şi alte țesuturi şi articulații – prezintă pentru curentul electric o anumită impedanță<br />

compusă din elemente rezistive şi capacitive.<br />

Zp – impedanța pieii,<br />

Z i – impedanța țesuturilor interne,<br />

Z t – impedanța totală.<br />

Obs.: Impedanța organismului nu este constantă ci depinde de mai mulți<br />

factori cum sunt : parametrii circuitului electric, starea fizică şi psihică a organismului,<br />

condițiile de contact cu elementele aflate la potențiale diferite.<br />

Impedanța internă (în principal, rezistivă) a elem. conductoare din organism<br />

este relativ redusă (200 ... 500 Ω) şi depinde în principal de traseul curentului.


<strong>1.</strong>4.<strong>1.</strong> Impedanța corpului (cont.)<br />

<strong>1.</strong>4. TRECEREA CURENTULUI ELECTRIC PRIN<br />

ORGANISMUL UMAN<br />

Cea mai mare pondere în impedanța corpului revine impedanței țesuturilor<br />

externe (pielea – în special epiderma), adică impedanței de contact la intrarea şi la<br />

ieşirea curentului.<br />

Valoarea acestei impedanțe depinde de tensiunea de contact, de frecvență,<br />

de durata trecerii curentului electric, de suprafața şi de presiunea de contact, de<br />

umiditate şi de temperatură.<br />

Ea poate varia între peste 100000 Ω (pentru piele uscată, curată, fără fisuri<br />

şi o suprafață de contact mică) şi câteva sute de ohmi (în cazul contactului pe o<br />

suprafață mare, cu mâinile umede, cu fisuri sau acoperite cu substanțe conductive).<br />

În analiza şi calculul instalațiilor de protecție a personalului contra acțiunii<br />

curentului electric, se recurge frecvent la un model de calcul simplificat:<br />

- impedanța organismului/corpului uman se consideră o rezistență R h a cărei<br />

valoare se poate considera 1000 Ω (sau, uneori, 3000 Ω).


<strong>1.</strong>4.2. Contactul cu instalația electrică<br />

<strong>1.</strong>4. TRECEREA CURENTULUI ELECTRIC PRIN<br />

ORGANISMUL UMAN<br />

Contactul accidental al persoanelor cu instalația electrică poate fi:<br />

- contact direct, cu părțile active ale instalației, aflate sub tensiune în<br />

decursul exploatării instalației;<br />

- contact indirect, cu masele sau alte părți conductive intrate accidental sub<br />

tensiune.<br />

Tensiunea de contact U c este tensiunea care există (sau care apare ca<br />

urmare a unui defect de izolație sau unei influențe electromagnetice) între două<br />

elemente conductive accesibile simultan în instalația electrică.


<strong>1.</strong>4. TRECEREA CURENTULUI ELECTRIC PRIN<br />

ORGANISMUL UMAN<br />

<strong>1.</strong>4.3. Efectele trecerii curentului electric prin organism<br />

Efectele curentului electric prin organism (I h = U c/R h) depind în mod esențial<br />

de relația timp-intensitatea curentului, consecințele fiind cu atât mai grave cu cât cele<br />

două mărimi au valori mai ridicate.<br />

Numeroase studii au pus în evidență valori periculoase şi valori admisibile<br />

ale curentului corespunzătoare diverselor durate de acțiune a curentului.<br />

Având în vedere că valorile intensității curentului nu sunt aplicabile direct,<br />

mai ales în cadrul măsurilor preventive de protecție şi că tensiunea aplicată corpului<br />

este determinată de instalația electrică, s-au stabilit anumite valori admisibile pentru<br />

tensiunea de contact în funcție de durata trecerii curentului, care țin seama de relația<br />

neliniară între tensiune şi curent.


<strong>1.</strong>5. TRECEREA CURENTULUI ELECTRIC PRIN PĂMÂNT (SOL)<br />

<strong>1.</strong>5.<strong>1.</strong> Conductibilitatea electrică a pământului (solului)<br />

În mod normal, în absența oricărei legături cu o sursă de curent electric,<br />

pământul (solul) este considerat ca având potențialul zero, servind drept referință pe<br />

scara potențialelor.<br />

- apariția unui curent electric de intensitate I p care parcurge porțiunea de sol dintre<br />

cei doi electrozi, semnificând prezența unei rezistențe R Rp = U Up/I /I p, , suplimentară față de<br />

rezistența electrozilor;<br />

- valoarea intensității curentului I p depinde de natura solului, de umiditate şi de<br />

temperatură, este maximă la distanța minimă şi scade pe măsura creşterii distanței<br />

dintre electrozi, până la o anumită distanță (de ordinul 20 m), după care rămâne<br />

aproximativ constantă, chiar dacă distanța este de ordinul kilometrilor;<br />

- potențialul punctelor de pe sol se modifică, variind între o valoare maximă (pe<br />

fiecare electrod) şi zero (la infinit); practic, potențialul se poate considera nul de la o<br />

anumită distanță (de ordinul 20 m).


<strong>1.</strong>5. TRECEREA CURENTULUI ELECTRIC PRIN PĂMÂNT (SOL)<br />

<strong>1.</strong>5.<strong>1.</strong> Conductibilitatea electrică a pământului (solului)<br />

Concluzii:<br />

- pământul (solul) este un conductor specific - un conductor spațial, în<br />

general neomogen – care, deşi are o rezistivitate superioară cu 8 ... 9 ordine de<br />

mărime celei corespunzătoare metalelor (apropiată de rezistivitatea izolanților clasici),<br />

prezintă o rezistență a circuitului stabilit prin pământ comparabilă cu cea a metalelor<br />

foarte bune conducătoare de curent la valori apreciabile ale secțiunii acestora;<br />

- rezistența circuitului stabilit prin sol este concentrată în principal în imediata<br />

vecinătate a electrozilor de intrare respectiv ieşire;<br />

- conductibilitatea solului este în principal de natură electrolitică, solurile care<br />

conțin cea mai mare cantitate de electrolit disolvat (de exemplu, teren arabil, teren<br />

argilos, humus, suficient de umede) fiind cele mai conductive, în timp ce terenul<br />

nisipos sau pietros se apropie de izolanți


<strong>1.</strong>5. TRECEREA CURENTULUI ELECTRIC PRIN PĂMÂNT (SOL)<br />

<strong>1.</strong>5.<strong>1.</strong> Conductibilitatea electrică a pământului (solului) (cont.)<br />

Consecință:<br />

- în anumite situații, pământul poate fi folosit drept conductor în sistemele de<br />

transfer a energiei electrice;<br />

- contactul simultan al unor persoane sau altor organisme vii cu două puncte<br />

de pe sol aflate la potențiale diferite sau cu elemente conductive din instalațiile<br />

electrice, aflate la un potențial diferit de zero, şi cu pământul poate avea drept rezultat<br />

producerea de accidente prin trecerea curentului electric prin organism .<br />

<strong>1.</strong>5.2. Contactul electric cu solul<br />

Punerea la pământ a unui element conductiv dintr-o instalație electrică = stabilirea<br />

unui contact electric accidental cu pământul, ca urmare a unui defect în instalație<br />

(defect de izolație sau ruperea unui conductor), a unui element conductiv aflat în mod<br />

normal sub tensiune


<strong>1.</strong>5. TRECEREA CURENTULUI ELECTRIC PRIN PĂMÂNT (SOL)<br />

<strong>1.</strong>5.2. Contactul electric cu solul (cont.)<br />

Legarea la pământ a unui element conductiv dintr-o instalație electrică reprezintă<br />

stabilirea intenționată a unui contact electric cu pământul, prin intermediul unor<br />

electrozi special destinați acestui scop, constituind o priză de pământ.<br />

Legarea la pământ de exploatare se referă la elemente conductive care fac parte<br />

din circuitele curenților de lucru şi urmăreşte asigurarea unui anumit mod de<br />

funcționare a instalațiilor.<br />

Legarea la pământ de protecție are drept obiect elementele conductive care nu se<br />

află în mod normal sub tensiune, dar care ar putea intra accidental sub tensiune;<br />

scopul principal constând în dirijarea în pământ, în condiții de siguranță, a curenților<br />

de defect în urma deteriorării sau conturnării izolației.<br />

Instalație de legare la pământ = ansamblul format din electrozi îngropați în pământ,<br />

legați conductiv între ei (prize de pământ), şi conductoare de legare la pământ, care<br />

fac legătura între aceşti electrozi şi echipamentele electrice din instalație.<br />

Contactul electric cu solul al unei persoane poate avea loc direct sau prin<br />

intermediul unor elemente conductive aflate în contact cu pământul (de exemplu,<br />

conducte de apă sau, elemente metalice ale construcției).


BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ:<br />

<strong>1.</strong> D. Comşa, ş. a. – Proiectarea instalațiilor electrice industriale, Ed. did. şi ped., Bucureşti, 1983;<br />

2. P. Dinculescu, F. Sisak – Instalații şi echipamente electrice, Ed. did. şi ped., Bucureşti, 1981;<br />

3. P. Dinculescu - Instalații electrice industriale de joasă tensiune, Ed. MatrixRom., Bucureşti, 2003;<br />

4. Jan Ignat – Rețele electrice de joasă tensiune, Ed. Matrix Rom, Bucureşti, 2003;<br />

5. ICEMENERG – Normativ pentru proiectarea şi executarea instalațiilor cu tensiuni până la<br />

1000 V c.a. şi 1500 V c.c., I 7/2002;<br />

6. ICEMENERG – Ghid pentru instalatii electrice cu tensiuni pana la 1000 Vc.a. si 1500 Vc.c,<br />

GP 052-2000;<br />

7. Schneider Electric – Manualul instalațiilor electrice, 2007.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!