INTERRUTTORI AUTOMATICI DI BASSA TENSIONE

Transcript

1 INTERRUTTORI AUTOMATICI DI BASSA TENSIONE CLASSIFICAZIONE Gli interruttori automatici possono essere classificati in base: AL TEMPO DI INTERRUZIONE ALLE MODALITÀ COSTRUTTIVE ALLE MODALITÀ DI MONTAGGIO NORMATIVA Norma CEI 17-5 Interruttori automatici per corrente alternata e tensione non superiore a 1000 V e per corrente continua e tensione nominale non superiore a 1200 V. Norma CEI 23-3 Interruttori automatici di sovracorrente per usi domestici e similari ( per tensione nominale non superiore a 415 V in corrente alternata). Norma CEI Interruttori automatici di sovracorrente per usi domestici e similari e interruttori differenziali con sganciatori di sovracorrente incorporati per usi domestici e similari. TEMPO DI INTERRUZIONE In base ai tempi di interruzione gli interruttori possono essere classificati in: LIMITATORI RAPIDI SELETTIVI DEFINIZIONE (Norma CEI 23-3) 3) INTERRUTTORE LIMITATORE L interruttore automatico è un apparecchio meccanico di interruzione destinato a connettere all alimentazione alimentazione un circuito e a disconnetterlo, mediante operazione manuale, o ad aprire il circuito automaticamente quando la corrente superi un valore predeterminato. L interruzione della corrente viene fortemente anticipata rispetto al suo passaggio naturale per lo zero. 1

2 INTERRUTTORE RAPIDO INTERRUTTORI APERTI L interruzione della corrente avviene al primo, o al massimo al secondo, suo passaggio naturale per lo zero. Sono costituiti da una struttura metallica portante alla quale sono applicati il complesso dei poli ed il dispositivo di comando. INTERRUTTORE SELETTIVO L interruzione della corrente viene intenzionalmente ritardata (alcuni periodi) per permettere la selettività temporale fra interruttori in serie. INTERRUTTORI APERTI Hanno notevoli dimensioni e sono utilizzati per usi prevalentemente industriali. Hanno correnti nominali molto elevate (fino a A) e grandi poteri d interruzione d (fino a 100 KA e anche oltre). MODALITÀ COSTRUTTIVE INTERRUTTORI SCATOLATI In base alle modalità costruttive gli interruttori possono essere classificati in: APERTI SCATOLATI MODULARI Le parti attive dell interruttore (poli, meccanismo di comando, dispositivi di interruzione e di controllo) sono racchiusi in una scatola di materiale plastico che ha la duplice funzione di isolamento e di supporto- involucro. 2

3 INTERRUTTORI SCATOLATI Le correnti nominali raggiungono valori elevati (fino a A). A I poteri di interruzione sono fra i più elevati fra tutti i tipi di interruttori (fino a 150 KA e anche oltre). CONFRONTO FRA I TIPI DI INTERRUTTORI DIMENSIONI a) Aperto b) Scatolato c) Modulare INTERRUTTORI MODULARI Sono caratterizzati dall avere avere dimensioni standardizzate, in particolare la larghezza (multipla di un modulo normalizzato,, pari a 17,5 mm). È possibile l installazione l su barra omega con bloccaggio a scatto. CONFRONTO FRA I TIPI DI INTERRUTTORI PRESTAZIONI In termini di: Correnti nominali Poteri d interruzioned INTERRUTTORI MODULARI MODALITÀ DI MONTAGGIO Sono utilizzati prevalentemente nella distribuzione terminale. Hanno correnti nominali fino a 125 A e poteri di interruzione fino a 50 KA. In base alle modalità di montaggio gli interruttori possono essere classificati in: i FISSI ESTRAIBILI SEZIONABILI 3

4 INTERRUTTORE FISSO Una volta montato su pannello o profilato, non può essere rimosso con semplici manovre manuali. Per smontarlo bisogna scollegarlo da circuito elettrico e quindi intervenire sul sistema di fissaggio con appositi attrezzi. INTERRUTTORE SEZIONABILE Può assumere due posizioni: inserito e sezionato :: nella posizione sezionato l interruttore resta in posizione, ma i circuiti elettrici sono scollegati. Un apposito dispositivo di blocco impedisce l inserzione l e la rimozione dell interruttore con i contatti in posizione di chiuso. INTERRUTTORE ESTRAIBILE Può assumere due posizioni: inserito o estratto. Un apposito dispositivo di blocco impedisce l inserzione e la rimozione dell interruttore con i contatti in posizione di chiuso. INTERRUTTORE SEZIONABILE È costituito da una parte fissa e una mobile.. La parte fissa (uno zoccolo montato su un telaio) viene fissata su pannello o su profilato ed è munita di attacchi per il collegamento al circuito elettrico. La parte mobile è costituita dall interruttore vero e proprio munito di apposite spine per la sezionabilità. INTERRUTTORE ESTRAIBILE È costituto da una parte fissa ed una mobile.. La parte fissa (zoccolo) viene fissata su pannello o su profilato ed è munita di attacchi per il collegamento al circuito elettrico. La parte mobile è costituita dall interruttore vero e proprio munito di apposite spine per il collegamento alla parte fissa. COMPONENTI I componenti fondamentali di un interruttore sono: MECCANISMO DI COMANDO SGANCIATORE 4

5 MECCANISMO DI COMANDO È l elemento fondamentale che consente l apertura e la chiusura dell interruttore. Deve essere tale da permettere che: Le due posizioni di chiuso e aperto siano entrambe posizioni di riposo. Il raggiungimento di tali posizioni avvenga senza arresto intermedio. Le operazioni di apertura e chiusura vengano eseguite con velocità indipendente dalla forza esercitata sulla leva di manovra. SGANCIATORI A TEMPO INVERSO Intervengono con un ritardo che è inversamente dipendente dal valore della corrente. Il funzionamento di tali sganciatori è basato sulle deformazioni di un elemento bimetallico conseguenti all azione azione termica della corrente (sganciatori termici). SGANCIATORE È il dispositivo, meccanicamente connesso con l interruttore, l che libera gli organi di ritegno e permette l apertura l dei contatti. Esistono i seguenti tipi di sganciatori: ISTANTANEI A TEMPO INVERSO A TEMPO INDIPENDENTE ELETTRONICI SGANCIATORI A TEMPO INDIPENDENTE È presente un ritardo intenzionale che può essere regolato, ma che non dipende dal valore della corrente che ha provocato lo sgancio. Tali ritardi sono tipici degli sganciatori magnetici degli interruttori selettivi e vengono ottenuti tramite l impiego l di dispositivi a tempo che operano direttamente sui cinematismi dello sganciatore stesso. SGANCIATORI ISTANTANEI Non è presente alcun ritardo intenzionale tra l apparire della causa di sgancio e il comando. Sono generalmente costituiti da un circuito magnetico concatenato con la corrente del circuito, che provoca, al di sopra di un prestabilito valore di corrente, l apertura l dell interruttore (sganciatori magnetici). SGANCIATORI ELETTRONICI Riuniscono in sés tutte le prestazioni dei tipi visti in precedenza. Rispetto a quelli tradizionali presentano i seguenti vantaggi: Campi di regolazione più ampi (per favorire la selettività). Gestione e controllo del carico. Misura dei parametri di rete (corrente, tensione, cosϕ,, frequenza, potenza, energia). Misura della corrente di guasto interrotta. Trasmissioni a distanza dei dati. 5

6 PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO Gli interruttori automatici di bassa tensione sono pressoché esclusivamente del tipo IN ARIA A SOFFIO MAGNETICO con celle di estinzione dejon. LIMITAZIONE DI CORRNTE Si ha limitazione di corrente quando l interruttore (del tipo appunto limitatore) interviene in modo che il valore di picco della corrente interrotta è inferiore al valore di picco della corrente presunta di corto circuito. INTERRUTTORE RAPIDO Sequenza di funzionamento 1) contatto mobile 2) contatto fisso 3) percussore dello sganciatore magnetico 4) bimetallo 5) corno d arco d 6) camera d estinzione d dejon GRANDEZZE CARATTERISTICHE Tensione nominale U N Corrente nominale I N Frequenza nominale f N Corrente di non intervento I nf Corrente d intervento d I f Potere d interruzione d P di Potere di chiusura P ch INTERRUTTORE LIMITATORE Sequenza di funzionamento TENSIONE NOMINALE 1) contatto mobile superiore 2) contatto mobile inferiore 3) celle dejon 4) amplificatore magnetico Tensione assegnata dal costruttore a cui vengono riferite le caratteristiche dell interruttore. Per ogni interruttore si possono avere più tensioni nominali d impiego d alle quali corrispondono valori diversi del potere d interruzione e del potere di chiusura. 6

7 CORRENTE NOMINALE Corrente assegnata dal costruttore che l interruttore può portare in servizio ininterrotto, cioè nel servizio in cui i contatti dell interruttore stesso rimangono chiusi mentre portano una corrente a regime stabilito senza interruzione per durate superiori a 8 ore. CORRENTE DI INTERVENTO Corrente che provoca lo sgancio automatico dell interruttore entro un intervallo di tempo determinato e in condizioni specificate. È la corrente per la quale si ha il sicuro intervento dell interruttore entro il tempo convenzionale specificato. FREQUENZA NOMINALE Frequenza d esercizio d per la quale l interruttore è previsto ed alla quale si riferiscono i valori delle altre caratteristiche. Per ogni interruttore si possono avere più frequenze nominali. POTERE DI INTERRUZIONE È il massimo valore (efficace( efficace) ) della componente simmetrica della corrente di corto circuito presunta che l interruttore l deve essere in grado di interrompere ad una tensione definita. Esistono due poteri di interruzione: Potere d interruzione d estremo I cu Potere d interruzione d di servizio I cs CORRENTE DI NON INTERVENTO Corrente che l interruttore l può sopportare per un intervallo di tempo determinato, in condizioni specificate, senza che avvenga lo sgancio automatico. È la corrente per la quale si ha il sicuro non intervento dell interruttore entro il tempo convenzionale specificato. POTERE DI INTERRUZIONE ESTREMO I cu Deve essere maggiore o uguale alla corrente di corto circuito trifase in corrispondenza del punto di installazione dell interruttore. Le probabilità che nel circuito si verifichi un tale guasto sono molto scarse. È ammesso che l interruttore l possa non essere in grado di assolvere un servizio normale dopo aver interrotto una corrente pari a I cu (è ammesso cioè che non sia in grado di portare la corrente nominale). 7

8 POTERE DI INTERRUZIONE DI SERVIZIO I cs È generalmente espresso in valore percentuale del potere di interruzione estremo (25%, 50%, 75%, 100% di I cu ). Rappresenta una corrente di corto circuito più probabile in condizioni reali. L interruttore deve assicurare un servizio normale dopo aver interrotto più volte una corrente di valore pari a I cs (deve cioè essere in grado di portare con continuità la sua corrente nominale). t CARATTERISTICA D INTERVENTO corrente 1) Interruttore rapido 2) Interruttore limitatore Descrive il comportamento dell interruttore in termini di tempo necessario per l intervento dell apparecchio all apparire apparire di una sovracorrente. POTERE DI CHIUSURA È il valore più elevato (di( picco) ) della corrente di corto circuito presunta che l interruttore è in grado di stabilire ad una tensione definita. I 2 t CURVA DELL ENERGIA ENERGIA SPECIFICA (I 2 t) corrente 1) Interruttore rapido 2) Interruttore limitatore È l energia che l interruttore l lascia passare nell intervallo di tempo che va dall apparizione apparizione della sovracorrente sino alla sua interruzione. In termini matematici: = t i 0 2 E i ( t ) dt CURVE CARATTERISTICHE CARATTERISTICHE D INTERVENTO Le curve caratteristiche di un interruttore sono: CARATTERISTICA D INTERVENTOD CURVA DELL ENERGIA ENERGIA SPECIFICA Caratteristica di tipo B presenta Im=3 5A, questa caratteristica viene utilizzata Caratteristica di tipo C presenta Im=5 10A Caratteristica di tipo D presenta Im=10 20A. 8

9 FORMA INT. MODULARE selettività totale o parziale. La selettività è totale se si apre solo l interruttore a valle B, interessato al guasto, per tutti i valori di corrente inferiori o uguali alla massima corrente di corto circuito pre-sunta nel punto di installazione dell'interruttore stesso. La selettività è parziale se si apre solo l'interruttore a valle B (per un valore di corrente di corto circuito inferiore a quello massimo presunto nel punto in cui è installato, mentre per valori superiori si ha l'intervento simultaneo sia di A che di B. Protezione microprocessore E un tipo di sganciatore che si avvale dell ausilio di trasformatori di corrente in genere inseriti sui poli dell interruttore che forniscono sia il segnale, elaborato da un microprocessore, per pilotare lo sganciatore che la potenza necessaria per l operazione di sgancio. selettività amperometrica t B A t intervento I SELETTIVITA' CASO Selettività selettività cronometrica B In questo caso la protezione selettiva è totale La selettività cronometrica si realizza impiegando, a monte, interruttori "selettivi", dotati di dispositivi di ritardo intenzionale dell'intervento. 9

10 La selettività logica La selettività logica è possibile se gli sganciatori sono in grado di dialogare tra loro ciò è reso possibile dall elettronica presente in certi sganciatori. Domande interruttori BT Quali sono le norme di riferimento per gli interruttori in BT? Quali sono le tipologie costruttive? POTERE DI INTERRUZIONE ESTREMO Icu POTERE DI INTERRUZIONE di servizio Ics Interruttori limitatori Energia specifica passante In, If, Inf? Curve B C D Selettività degli interruttori Selettività mista E' un tipo di selettività intermedia fra quella amperometrica e quella cronometrica. Si realizza installando a monte interruttori con sganciatori magnetici provvisti di ritardo "a tempo breve dipendente", il cui intervento dipende cioè dalla corrente di corto circuito. Con questo tipo di coordinamento si può realizzare la selettivi-tà totale ed inoltre si riducono le sollecitazioni a cui è sot-toposto l'interruttore a monte A conseguenti a elevate correnti di corto circuito per tempi prolungati (come invece accade con la selettività cronometrica). Per il corretto coordinamento fra interruttori a monte e a valle ai fini di realizzare la protezione selettiva non sono sufficienti i soli dati tecnici (ricavabili dai cataloghi) relativi ai singoli interruttori, ma occorrono anche le tabelle di coordinamento che le Ditte costruttrici ricavano, nei propri laboratori, a seguito di prove sperimentali. 10