INTERRUTTORI AUTOMATICI DI BASSA TENSIONE

INTERRUTTORI AUTOMATICI DI BASSA TENSIONE

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 23-18 Interruttori automatici di sovracorrente per usi domestici e similari e interruttori differenziali con sganciatori di sovracorrente incorporati per usi domestici e similari.

DEFINIZIONE (Norma CEI 23-3) L interruttore automatico è un apparecchio meccanico di interruzione destinato a connettere all alimentazione un circuito e a disconnetterlo, mediante operazione manuale, o ad aprire il circuito automaticamente quando la corrente superi un valore predeterminato.

CLASSIFICAZIONE Gli interruttori automatici possono essere classificati in base: AL TEMPO DI INTERRUZIONE ALLE MODALITÀ COSTRUTTIVE ALLE MODALITÀ DI MONTAGGIO

TEMPO DI INTERRUZIONE In base ai tempi di interruzione gli interruttori possono essere classificati in: LIMITATORI RAPIDI SELETTIVI

INTERRUTTORE LIMITATORE L interruzione della corrente viene fortemente anticipata rispetto al suo passaggio naturale per lo zero.

INTERRUTTORE RAPIDO L interruzione della corrente avviene al primo, o al massimo al secondo, suo passaggio naturale per lo zero.

INTERRUTTORE SELETTIVO L interruzione della corrente viene intenzionalmente ritardata (alcuni periodi) per permettere la selettività temporale fra interruttori in serie.

MODALITÀ COSTRUTTIVE In base alle modalità costruttive gli interruttori possono essere classificati in: APERTI SCATOLATI MODULARI

INTERRUTTORI APERTI Sono costituiti da una struttura metallica portante alla quale sono applicati il complesso dei poli ed il dispositivo di comando.

INTERRUTTORI APERTI Hanno notevoli dimensioni e sono utilizzati per usi prevalentemente industriali. Hanno correnti nominali molto elevate (fino a 8.000 A) e grandi poteri d interruzione (fino a 100 KA e anche oltre).

INTERRUTTORI SCATOLATI 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 supportoinvolucro.

INTERRUTTORI SCATOLATI Le correnti nominali raggiungono valori elevati (fino a 1.600 A). I poteri di interruzione sono fra i più elevati fra tutti i tipi di interruttori (fino a 150 KA e anche oltre).

INTERRUTTORI MODULARI Sono caratterizzati dall avere dimensioni standardizzate, in particolare la larghezza (multipla di un modulo normalizzato, pari a 17,5 mm). È possibile l installazione su barra omega con bloccaggio a scatto.

INTERRUTTORI MODULARI Sono utilizzati prevalentemente nella distribuzione terminale. Hanno correnti nominali fino a 125 A e poteri di interruzione fino a 50 KA.

CONFRONTO FRA I TIPI DI INTERRUTTORI DIMENSIONI a) Aperto b) Scatolato c) Modulare

CONFRONTO FRA I TIPI DI INTERRUTTORI PRESTAZIONI In termini di: Correnti nominali Poteri d interruzione

MODALITÀ DI MONTAGGIO In base alle modalità di montaggio gli interruttori possono essere classificati in: FISSI ESTRAIBILI SEZIONABILI

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 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 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.

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 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.

COMPONENTI I componenti fondamentali di un interruttore sono: MECCANISMO DI COMANDO SGANCIATORE

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.

SGANCIATORE È il dispositivo, meccanicamente connesso con l interruttore, che libera gli organi di ritegno e permette l apertura dei contatti. Esistono i seguenti tipi di sganciatori: ISTANTANEI A TEMPO INVERSO A TEMPO INDIPENDENTE ELETTRONICI

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 dell interruttore (sganciatori magnetici).

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 termica della corrente (sganciatori termici).

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 di dispositivi a tempo che operano direttamente sui cinematismi dello sganciatore stesso.

SGANCIATORI ELETTRONICI Riuniscono in sé 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, cos, frequenza, potenza, energia). Misura della corrente di guasto interrotta. Trasmissioni a distanza dei dati.

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO Gli interruttori automatici di bassa tensione sono pressoché esclusivamente del tipo IN ARIA A SOFFIO MAGNETICO con celle di estinzione dejon.

INTERRUTTORE RAPIDO Sequenza di funzionamento 1) contatto mobile 2) contatto fisso 3) percussore dello sganciatore magnetico 4) bimetallo 5) corno d arco 6) camera d estinzione dejon

INTERRUTTORE LIMITATORE Sequenza di funzionamento 1) contatto mobile superiore 2) contatto mobile inferiore 3) celle dejon 4) amplificatore magnetico

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.

GRANDEZZE CARATTERISTICHE Tensione nominale U N Corrente nominale I N Frequenza nominale f N Corrente di non intervento I nf Corrente d intervento I f Potere d interruzione P di Potere di chiusura P ch

TENSIONE NOMINALE Tensione assegnata dal costruttore a cui vengono riferite le caratteristiche dell interruttore. Per ogni interruttore si possono avere più tensioni nominali d impiego alle quali corrispondono valori diversi del potere d interruzione e del potere di chiusura.

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.

FREQUENZA NOMINALE Frequenza d esercizio 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.

CORRENTE DI NON INTERVENTO Corrente che l interruttore 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.

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.

POTERE DI INTERRUZIONE È il massimo valore (efficace) della componente simmetrica della corrente di corto circuito presunta che l interruttore deve essere in grado di interrompere ad una tensione definita. Esistono due poteri di interruzione: Potere d interruzione estremo I cu Potere d interruzione di servizio I cs

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 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).

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).

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.

CURVE CARATTERISTICHE Le curve caratteristiche di un interruttore sono: CARATTERISTICA D INTERVENTO CURVA DELL ENERGIA SPECIFICA

CARATTERISTICA D INTERVENTO t 1) Interruttore rapido 2) Interruttore limitatore corrente Descrive il comportamento dell interruttore in termini di tempo necessario per l intervento dell apparecchio all apparire di una sovracorrente.

CURVA DELL ENERGIA SPECIFICA (I 2 t) I 2 t È l energia che l interruttore lascia passare nell intervallo di tempo che va dall apparizione della sovracorrente sino alla sua interruzione. In termini matematici: 1) Interruttore rapido 2) Interruttore limitatore corrente t 2 E i i ( t) 0 dt