Appunti impianti termotecnici per l'edilizia 2 - impianti elettrici

INTERRUTTORI E PROTEZIONI

Il sezionatore è un dispositivo ad azionamento manuale o a mezzo di specifici accessori a comando elettrico ad esso abbinati. Il sezionatore deve interrompere in modo efficace tutti i conduttori attivi, garantendo che la distanza di sezionamento dei contatti sia tale da assicurare che in nessuna circostanza si possa creare una continuità elettrica. Questa caratteristica assicura al personale che interviene per manutenzione sull'impianto elettrico di operare in sicurezza. Il sezionatore può essere installato in diversi punti dell'impianto, così da interrompere un singolo circuito o più circuiti contemporaneamente. Questa scelta dipenderà dalle funzioni specifiche dell'impianto.

La posizione di apertura deve essere visibile o segnalata in modo chiaro solo al raggiungimento della effettiva apertura stabile di tutti i poli. In genere i dispositivi di sezionamento sono utilizzati per l'apertura dei circuiti.

Per opere di manutenzione, verifica o riparazione, ed in alcune occasioni potrebbe essere necessario dotare il dispositivo di blocchi con chiave, per evitare che il circuito possa esser rimesso in tensione per errore. Non è una caratteristica propria del sezionatore l'interruzione della corrente di funzionamento del circuito, in genere l'azionamento è previsto con carico nullo. In genere il sezionatore è poco usato nei circuiti a bassa tensione, in quanto è generalmente utilizzato un dispositivo che adempie a più funzioni oltre al sezionamento. L'interruttore magnetotermico è costituito da due componenti sensibili accoppiate. Una è il dispositivo magnetico, l'altra quello termico. I componenti sensibili, al verificarsi di una condizione anomala, causano l'apertura dell'interruttore in modo automatico, senza quindi l'intervento dell'operatore. L'apertura dei contatti avviene su tutti i poli.

In genere l'interruttore automatico assicura anche la funzione di sezionatore. L'intervento termico dell'interruttore è causato dal surriscaldamento di un componente interno a causa del passaggio di una corrente superiore a quella convenzionale a cui è tarato l'interruttore (sovraccarico). Il tempo di intervento di apertura del circuito è proporzionale all'intensità del sovraccarico di corrente elettrica. L'intervento magnetico è invece causato da un innalzamento particolarmente elevato della corrente, che si manifesta a causa di un cortocircuito. In questo caso il tempo di intervento è estremamente più rapido. Gli interruttori automatici si differenziano in due categorie: quello ad uso industriale e quelli ad uso domestico o similare. Questi ultimi sono utilizzabili però anche in ambito industriale,

caratterizzati dai seguenti parametri elettrici:

• Tensione convenzionale di esercizio, che dovrà essere idonea alla tensione del circuito in cui l'interruttore è inserito (230V per i circuiti monofase e 400V per i circuiti trifase);
• Corrente nominale, che è la corrente massima che il dispositivo può portare in regime continuo nel tempo senza che intervengano le componenti sensibili al guasto.

In commercio le principali taglie di corrente degli interruttori sono convenzionalmente:

• I valori di corrente che determinano l'intervento sono due e sono riferiti al valore di corrente nominale:
• I corrente convenzionale di non intervento, che equivale a 1,13 volte la corrente nominale;
• I corrente convenzionale di intervento, che equivale a 1,45 volte la corrente nominale.

Nel caso di correnti inferiori a I l'intervento dell'interruttore non avverrà sicuramente prima del periodo di tempo di un'ora. Nel caso di correnti uguali

O superiori a I il dispositivo interverrà sicuramente in un tempo inferiore ad un'ora. Questi valori, principalmente il secondo, saranno determinanti nel dimensionamento dei cavi al fine di proteggerli da correnti superiori alla loro portata.

Impianti termotecnici per l'Edilizia - Impianti Elettrici | [Nome dell'autore]

La funzione magnetica dovrà intervenire al verificarsi di una condizione di cortocircuito dell'impianto. La norma stabilisce che devono essere previsti dispositivi atti a interrompere la corrente di cortocircuito del circuito, prima che tale corrente possa diventare pericolosa a causa degli effetti termici e meccanici che si producono nei conduttori e nelle relative connessioni. L'interruttore dovrà quindi essere in grado di aprire il circuito al valore efficace della corrente di cortocircuito che si può verificare in quel punto. Identifichiamo questa capacità con due livelli caratteristici del componente.

Una è la I (potere di cortocircuito estremo) che identifica il valore massimo di corrente di cortocircuito che l'interruttore può aprire, mettendo in sicurezza il circuito ma che a seguito dell'evento il dispositivo potrebbe non essere più idoneo a garantire il servizio di funzionamento ordinario. La seconda è la I (potere di cortocircuito di servizio) che identifica il massimo valore di corrente di cortocircuito che il dispositivo può interrompere, restando poi idoneo al funzionamento ordinario.

I dati di targa normalizzati degli interruttori vengono definiti dal valore di I riportati:

Un secondo aspetto importante dell'intervento al cortocircuito dei dispositivi automatici è determinato dal valore che la corrente di cortocircuito debba assumere prima che l'interruttore apra il circuito in un tempo inferiore a 5 secondi. In questo caso i parametri che contraddistinguono il dispositivo sono indicati attraverso le curve.

caratteristiche del dispositivo stesso. Le curve (intese dal punto di vista grafico) indicano il rapporto fra i valori di corrente indicate come numero multiplo della corrente nominale in relazione al tempo di intervento.

Le norme CEI che identificano le curve degli interruttori magnetotermici sono:

• CEI 60898 dà informazioni sulle curve B, C e D degli interruttori;
• CEI 60947-2 dà informazioni sulle altre curve.

Queste curve sono essenzialmente dei diagrammi che illustrano l'andamento del tempo di intervento automatico dell'interruttore in funzione della corrente di guasto, che in questo caso è la corrente di cortocircuito. Si fanno due distinzioni: la prima è l'intervento termico, dovuto essenzialmente al sovraccarico, la seconda è per l'intervento magnetico, dovuto al cortocircuito.

Graficando (intervento termico): la

La sensibilità termica è descritta da una curva del tipo:

Il sovraccarico comporta un surriscaldamento di un cavo elettrico; all'aumentare dell'intensità di corrente diminuisce il tempo di intervento. Questo tipo di intervento è chiamato anche intervento a tempo inverso. Il carico fa sì che più il cavo si scalda prima l'interruttore deve intervenire.

Nel secondo caso (intervento magnetico) si ha un intervento istantaneo, perché si ha una curva del tipo:

Si parla di secondi o addirittura millisecondi: l'andamento quasi rettilineo della curva sta a indicare che all'aumentare dell'intensità di corrente l'intervento della protezione magnetica è quasi istantaneo. Per identificare l'intero interruttore (sensibilità termica e sensibilità magnetica) si devono unire le due curve:

Si hanno due casi limite: la prima curva (1) indica che l'interruttore è già caldo.

caratteristiche costruttive del dispositivo. Un’altra importante taratura spesso presente in relazione al tipo di accessorio utilizzato è quella che permette l’impostazione del tempo di ritardo dell’apertura, consentendo la possibilità di privilegiare l’intervento di un dispositivo posto a valle rispetto a quello posto a monte. Questa azione di coordinamento fra gli interruttori è fondamentale per assicurare che vengano aperti i circuiti più prossimi al guasto, lasciando così in funzione gli altri circuiti sani.

74 Impianti termotecnici per l’Edilizia – Impianti Elettrici | [Nome dell'autore]

L’interruttore differenziale (comunemente denominato salvavita) è un componente in grado di rilevare eventuali correnti di dispersione verso terra che si possono verificare a causa di un cedimento dell’isolamento delle parti attive che, entrando a contatto con le parti metalliche degli utilizzatori, scaricano