A cosa serve un interruttore automatico? Funzioni principali, tipi e modalità di selezione

Un tecnico della manutenzione ripristina un interruttore scattato in un quadro di distribuzione e scatta di nuovo un minuto dopo. L'interruttore funziona correttamente: una presa danneggiata ha creato un guasto e il dispositivo ha interrotto il circuito prima che il cavo surriscaldato potesse provocare un incendio. In breve, un interruttore automatico è un interruttore ad azionamento automatico che protegge conduttori, apparecchiature e persone da sovraccarichi e cortocircuiti.

A differenza di un fusibile, che deve essere sostituito dopo essere entrato in funzione, un interruttore può essere ripristinato e riutilizzato. Ecco perché gli interruttori vengono utilizzati in quadri residenziali, edifici commerciali, impianti industriali e reti di servizi pubblici. La questione fondamentale è come adattare il martello a ciascun compito specifico.

Ciò che un interruttore automatico sta effettivamente proteggendo

Quando la corrente supera la potenza nominale di un conduttore, il calore si accumula rapidamente. Un cavo classificato per 16 A che trasporta 25 A per un periodo prolungato supererà il limite di temperatura di isolamento e alla fine si guasterà. L'interruttore è dimensionato per aprire il circuito prima che ciò accada. La stessa protezione si estende a motori, trasformatori e alimentatori, che possono essere danneggiati o distrutti da una sovracorrente prolungata.

Un interruttore limita anche la durata di un cortocircuito. Un guasto fase-fase può portare la corrente a decine di migliaia di ampere; Se lasciato ininterrotto, crea un'enorme energia ad arco che può distruggere i quadri e mettere in pericolo chiunque si trovi nelle vicinanze. Eliminando il guasto in pochi millisecondi, l'interruttore protegge sia l'impianto che le persone che lo utilizzano.

Sovraccarico vs cortocircuito: perché scatta l'interruttore

Gli interruttori rispondono a due diverse condizioni di guasto e la distinzione guida il processo di selezione.

An sovraccarico è una corrente superiore al valore nominale che scorre ancora attraverso il percorso previsto. Gli esempi includono troppi elettrodomestici su un circuito, un motore parzialmente in stallo o un riscaldatore difettoso. I sovraccarichi sono generalmente modesti, spesso da 1,5 a 2 volte la corrente nominale, e nel tempo causano danni dovuti al calore. Il meccanismo termico nell'interruttore gestisce questo problema intervenendo più velocemente all'aumentare della corrente.

A cortocircuito si verifica quando la corrente prende un percorso involontario, come il contatto fase-fase o fase-terra. Le correnti di guasto possono raggiungere migliaia di ampere quasi istantaneamente. Questo è il compito della funzione di sgancio magnetico: reagisce in pochi millisecondi per interrompere il guasto prima che contatti, sbarre o cavi vengano distrutti.

Le curve di intervento definiscono la sensibilità dell'interruttore. Un dispositivo con curva B scatta da 3 a 5 volte la sua corrente nominale, un dispositivo con curva C da 5 a 10 volte e un dispositivo con curva D da 10 a 20 volte:

• Curva B: carichi resistivi, illuminazione, circuiti finali residenziali.
• Curva C: circuiti industriali e di distribuzione in genere, piccoli motori.
• Curva D: carichi con spunto elevato come motori, trasformatori, saldatrici.

Come un interruttore automatico interrompe la corrente

All'interno di un tipico interruttore a bassa tensione, una striscia bimetallica fornisce protezione termica: quando la corrente di sovraccarico riscalda la striscia, questa si piega e rilascia il fermo. Una bobina elettromagnetica fornisce protezione magnetica: l'elevata corrente di un cortocircuito crea un campo magnetico sufficientemente forte da far scattare istantaneamente il meccanismo. Insieme, i due meccanismi rispondono sia ai sovraccarichi dipendenti dal tempo che ai guasti istantanei.

Quando i contatti si separano, tra loro si forma un arco. L'interruttore deve estinguere rapidamente questo arco, altrimenti il ​​circuito continuerà a condurre. I progetti a bassa tensione utilizzano scivoli d'arco con piastre metalliche che dividono e raffreddano l'arco; gli interruttori in vuoto di media tensione si aprono all'interno di una camera stagna dove l'arco si spegne al primo zero di corrente.

La valutazione rilevante qui è la potere di interruzione — la corrente di cortocircuito massima che l'interruttore può eliminare senza danni. Non è possibile fare affidamento su un interruttore con un potere di interruzione troppo basso per il punto di installazione per eliminare un guasto reale.

Tipi comuni di interruttori automatici e dove vengono utilizzati

Ogni applicazione ha una famiglia di interruttori che si adatta meglio. Di seguito vengono confrontate le principali categorie della distribuzione a bassa e media tensione.

Per i quadri di distribuzione e le partenze industriali, l'interruttore scatolato è il cavallo di battaglia. Offre impostazioni termiche e magnetiche regolabili, che lo rendono pratico per carichi misti in un unico pannello. Il MCCB serie EZC, nominale da 100 A a 1600 A , è un tipico esempio di distribuzione dell'energia a bassa tensione.

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Per l'alimentatore principale di un impianto di grandi dimensioni, an interruttore automatico dell'aria è normalmente richiesto. Gli ACB coprono gli intervalli di corrente più elevati e possono essere estratti per l'ispezione. A Interruttore automatico aperto a cassetto da 6300 A è una scelta realistica per i quadri BT ad alta corrente.

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Sul lato della media tensione prevalgono gli interruttori automatici in vuoto grazie alla loro lunga durata e alla ridotta manutenzione. In un pannello da 12 kV, an Interruttore automatico in vuoto VS1 estraibile per interni con potere di interruzione di 31,5 kA è particolarmente adatto alla protezione di trasformatori e alimentatori di distribuzione.

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Altre due categorie contano nella pratica. I dispositivi a corrente residua (RCD e RCBO) rilevano le dispersioni verso terra e proteggono le persone dalle scosse elettriche, rendendoli essenziali per le prese e le apparecchiature portatili. Negli impianti fotovoltaici vengono utilizzati interruttori CC dedicati, poiché un interruttore CA generico non può interrompere in sicurezza un arco CC. Negli schemi di alimentazione di backup, un interruttore di trasferimento automatico (ATS) è abbinato all'interruttore principale per commutare tra l'alimentazione di rete e quella del generatore.

Come scegliere l'interruttore giusto

La scelta consiste nell'adattare l'interruttore alle condizioni normali del circuito e alla corrente di guasto massima nel punto di installazione.

Iniziare con la corrente di carico e le dimensioni del conduttore, quindi determinare la corrente di cortocircuito prevista dalla classificazione del trasformatore e dall'impedenza della linea. Solo successivamente scegliere la curva di intervento e il potere di interruzione. Nei sistemi più grandi, il coordinamento selettivo tra gli interruttori a monte e a valle garantisce che un guasto intervenga solo sul dispositivo più vicino, mantenendo in linea il resto dell'impianto.

Perché la qualità della costruzione e la coerenza della produzione sono importanti

Le valutazioni sono significative solo se l'interruttore funziona esattamente come specificato, ogni volta. Un cortocircuito è un evento raro, ma quando accade l'interruttore deve intervenire senza esitazione. La calibrazione degli elementi termici, del materiale dei contatti e dei componenti di estinzione dell'arco determina se scatta con la corrente corretta e risolve il guasto in modo pulito.

Ecco perché la coerenza produttiva è importante. Zhejiang Mingtuo Electrical Technology, un produttore di interruttori di bassa e media tensione con sede a Liushi, controlla la catena dalla lavorazione dei componenti all'assemblaggio finale e applica la gestione 7S nel reparto di produzione, con il risultato che l'azienda segnala bassi tassi di rendimento. Per una visione più ampia di come si comportano gli interruttori nei sistemi reali, vedere il nostro guida alla protezione elettrica di bassa e media tensione .

Riassumendo: un interruttore automatico viene utilizzato per proteggere circuiti, apparecchiature e persone da sovraccarichi e cortocircuiti e per contenere i guasti in modo che un guasto in un alimentatore non spenga l'intera struttura. Scegli la tensione, la corrente, il potere di interruzione, le caratteristiche di intervento e la forma di montaggio corretti e verifica i controlli di qualità del produttore prima di ordinare. Se stai dimensionando gli interruttori per un quadro elettrico, un impianto fotovoltaico o un pannello di controllo motore, prepara i dati del tuo sistema e discutili con un ingegnere applicativo: puoi contattare il team di Mingtuo tramite il pagina dei contatti .