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· Sovracorrent da
sovraccarico MAT Sistemi
di protezione da Sovracorrenti Tutte
le apparecchiature elettriche sono caratterizzate da un valore nominale di
corrente, che può essere definito come l’intensità di corrente durante il
funzionamento. Ad
esempio: un
Motore Asincrono Trifase o M.A.T. ha i seguenti dati nominali:
La corrente nominale è data dalla formula:
Quindi si può affermare che: “un apparecchio
funziona in regime di sovracorrente
tutte le volte che per varie cause è interessato da un valore di corrente
maggiore di quella nominale.” (Nel caso di condutture elettriche la
sovracorrente va riferita al valore della portata dei conduttori) Le cause sono molteplici, ma si
possono ricondurre ai seguenti due tipi: ·
Sovracorrenti
dovute a SOVRACCARICHI; ·
Sovracorrenti
dovute a GUASTI o CORTO CIRCUITO. Questa distinzione è molto
importante perché tra di loro sono assai diverse e richiedono dispositivi di
protezione aventi ognuno particolari requisiti. Nel caso del Sovraccarico si ha una corrente non
troppo maggiore di quella nominale (6-8 volte quella nominale), può essere
sopportata per un determinato tempo e produce solo sollecitazioni termiche. MAT Un esempio di sovraccarico avviene
all’avviamento di un M.A.T (sovracorrente di
spunto), è ovvio che un regime di sovraccarico non può essere tollerato
indefinitamente in quanto se persistente e non controllato può degenerare in
un cortocircuito. Cortocircuito Nel caso del Cortocircuito, invece, la sovracorrente è dovuta
a un contatto di impedenze tra due parti in tensione (il contatto tra due
fasi) che esclude la parte di un impianto a valle del punto di guasto questo
comporta sollecitazione termiche e meccaniche con rischi di archi elettrici
che possono innescare incendi e esplosioni, proprio per questo bisogna
intervenire drasticamente e in modo istantaneo. Per evitare sovraccarichi e
cortocircuiti si usano gli apparecchi di manovra ovvero un dispositivo in grado di aprire o
chiudere un circuito. Normalmente queste manovre possono
avvenire: · A carico,
in presenza di corrente nel circuito; · A vuoto, in
assenza di corrente nel circuito. Inoltre le manovre possono essere
eseguite: · In
condizioni di normale esercizio ovvero in condizioni regolari del circuito. · A
funzionamento anormale, ovvero in causa di guasto al circuito (in questa
situazione è sconsigliata l’operazione
di chiusura del circuito fino alla scomparsa del guasto). In relazione al tipo di comando si
può distinguere: · Comando
Manuale, effettuato direttamente sull’organo di manovra · Comando
Automatico determinato da un dispositivo di protezione o di controllo In funzione delle operazioni che sono
in grado di compiere si distinguono vari tipi di apparecchi di manovra: L’interruttore è un apparecchio in
grado di condurre la corrente ininterrottamente fino ad un determinato valore
in condizioni di funzionamento normale, di aprire e chiudere il circuito sia
in condizioni normali che di guasto, in quest’ultimo caso fino a determinati
valori della corrente di guasto. La conduzione, in condizioni
anormali, è limitata al tempo di interruzione, dell’ordine di millisecondi.
L’interruttore possiede due posizioni stabili di funzionamento, aperto e
chiuso. Esistono vari tipi di interruttori: INTERRUTTORE DI MANOVRA L’interruttore di manovra è un
apparecchio in grado di stabilire, condurre e Interrompere correnti di
normale esercizio fino ad un determinato valore, compreso eventuali
condizioni di sovraccarico specificate.
L’interruttore automatico è un
apparecchio di manovra in grado di stabilire, condurre e interrompere
correnti in condizioni normali e inoltre di stabilire, condurre per una
durata specificata e interrompere automaticamente correnti in condizioni
anormali specificate, per esempio in corto circuito.
Sezionare significa separare due
punti elettricamente connessi. Lo scopo del sezionatore è quello di garantire
la sicurezza dell’impianto e soprattutto delle persone, poiché interrompe
fisicamente e visivamente il tronco di linee su cui si lavora. Questo non
avviene negli interruttori, i cui elettrodi sono generalmente racchiusi in
contenitori e quindi non visibili dall’esterno. L’apertura di un sezionatore
assicura che il circuito sia elettricamente isolato dal circuito a monte. Questa condizione è necessaria
qualora si debba intervenire su un componente della rete. La caratteristica
principale dei sezionatori è che, a differenza degli interruttori, essi non
hanno un potere di interruzione, ma solo una capacità massima di resistere
chiusi al passaggio della corrente di cortocircuito. Non sono dunque progettati per
l’interruzione della corrente nominale del circuito, né sono a maggior
ragione concepiti per aprire un circuito in condizioni di guasto
(sovraccarichi o cortocircuiti), ma solamente per l’apertura del circuito e
quindi la messa in sicurezza del circuito stesso. Esistono però alcune varianti del
sezionatore, come il sezionatore di manovra, dispositivo avente le stesse
caratteristiche e impieghi del sezionatore, ma capace anche di estinguere
archi elettrici, quindi di interrompere correnti nominali.
I contattori (o teleruttori) sono
apparecchi di comune impiego nei sistemi di categoria I per il comando di
motori, batterie di condensatori, reostati ecc. Le loro caratteristiche sono
stabilite da varie norme CEI; per esempio la norma CEI EN 61095 si occupa dei
contattori elettromeccanici per usi
domestici e similari. A seconda che le manovre di apertura
e di chiusura avvengano mediante il movimento di contatti elettrici o per
commutazione di dispositivi elettronici, si avranno contattori elettromeccanici
oppure statici. Costruttivamente i contattori
elettromeccanici si dividono in due categorie: ·
Su barra, in cui le varie parti sono montate su
una barra di supporto e il movimento dei contatti mobili è di tipo rotativo;
sono stati i primi a essere sviluppati
e vengono attualmente usati per elevati valori delle correnti e delle
tensioni di impiego (orientativamente superiori a 1000 A e 1000 V), in campi
specifici come trazione sollevamento, circuiti in ·
compatti, in cui le varie parti ravvicinate e
contenute in una scatola isolante, con i contatti dotati di movimento
rettilineo traslatorio e gruppo motore di tipo elettromagnetico; attualmente
sono i più usati.
I contattori sono costituiti da: ·
nucleo magnetico, formato da una parte fissa e una
mobile, di tipo laminato per correnti alternate, in modo da ridurre le
perdite nel ferro. Attorno alla colonna centrale è avvolta una bobina che
magnetizza il nucleo quando è percorsa da corrente, determinando per
attrazione lo spostamento della parte mobile, con la con la conseguente
chiusura dei contatti normalmente aperti e l’apertura di quelli chiusi. Il
contattore resta in posizione di lavoro fino a quando la bobina è eccitata,
all’atto dell’interruzione della corrente nella bobina, apposite molle di
richiamo fanno ritornare il nucleo mobile nella posizione iniziale.
L’apparecchio è quindi monostabile, potendo rimanere, in assenza di comando,
solo in posizione di riposo. ·
bobina di eccitazione, alimentata in corrente alternata o
continua, a seconda dei tipi. Dati caratteristici della bobina sono la
tensione di alimentazione e la potenza apparente necessaria al funzionamento
(autoconsumo). Per contattori in corrente alternata, 50 Hz, valori normale
della tensione di alimentazione del circuito di comando sono: 24 V; 48 V; 110 V; 230 V; 400 V L’autoconsumo è maggiore all’inserzione, a
causa della maggiore riluttanza del traferro che richiede più corrente di
eccitazione e varia da 50 a 200 VA; durante il funzionamento si riduce a 10/
20 VA. ·
Contatti principali, a cui va collegato il circuito che
si deve manovrare, di sezione adeguata alla corrente del carico. Dato
l’elevato numero di manovre per cui questi apparecchi sono costruiti, i
contatti devono essere realizzati in materiale speciale, generalmente metalli
nobili o loro leghe, in grado di assicurarne la durata e l’efficienza. I
contatti principali sono in genere del
tipo normalmente aperto (NO), cioè
aperti con bobina diseccitata, e il numero dipendente da quello dei
poli del contattore ( tre o quattro per corrente alternata trifase) ·
Contatti ausiliari, che vengono collegati sui circuiti
di manovra, segnalazione ecc, di sezione
ridotta rispetto ai principali essendo interessati da correnti molto piccole.
Sono sia di tipo normalmente aperto che normalmente chiuso (NC). Questi apparecchi di manovra vengono usati per evitare che si
verifichi l’arco elettrico.
Si considerino due elettrodi sferici,
posti a distanza d, separati da un mezzo isolante (per esempio aria) e sottoposti
a una tensione continua V, di valore variabile. Supponendo di far aumentare la
tensione, si arriverà a un valore Vi di innesco che determinerà la
scarica tra i due elettrodi. Il valore della tensione di innesco è legato alla rigidità dielettrica
dell’isolante e alla distanza tra gli elettrodi. La formazione dell’arco elettrico
determina la ionizzazione dello strato d’aria interessato, cioè la scissione
degli atomi in ioni positivi e negativi; il mezzo diventa pertanto
conduttore, la sua resistenza elettrica diminuisce all’aumentare della
temperatura e la tensione necessaria per il mantenimento della scarica
diventa sempre minore, anche all’aumentare della corrente. Il comportamento è, quindi, alquanto diverso
da quello di un normale resistore metallico, per il quale la tensione
necessaria a far circolare una determinata corrente cresce linearmente con
essa.
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