Interruttore magnetotermico
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L'interruttore megnetotermico, detto anche interruttore automatico, è un dispositivo elettrotecnico in grado di interrompere un circuito in caso di sovracorrente. Sostituisce il fusibile, con il vantaggio di una maggior precisione di intervento ed essere facilmente ripristinabile con la pressione di un pulsante o l'azionamento di una leva.
Per legge in Italia, negli impianti attuali deve essere installato anche un interruttore differenziale.
Indice |
[modifica] Funzionamento
1 Leva di comando
2 Meccanismo di scatto
3 Contatti di interruzione
4 Morsetti di collegamento
5 Lamina bimetallica (rilevamento sovraccarichi)
6 Vite per la regolazione della sensibilità (in fabbrica)
7 Solenoide (rilevamento cortocircuiti)
8 Sistema di estinzione d'arco
I due fenomeni considerati, cortocircuito e sovraccarico hanno caratteristiche ben diverse e devono essere considerati separatamente. Come si evince dal nome, all'interno di un interruttore magneto-termico sono presenti due ben distinte sezioni che rilevano i due fenomeni per mezzo di differenti principi fisici.
Inizialmente l'interruttore deve essere chiuso agendo sul comando manuale oppure, nei modelli più grandi, per mezzo di motori elettrici. In questo modo viene caricata una molla che tende a provocare l'apertura dei contatti, ma è trattenuta da un'ancorina. Quando una sezione del dispositivo rileva un guasto, la molla viene liberata e si ha lo scatto, cioè l'apertura dell'interruttore. La forza prodotta dalla molla deve essere tanto più elevata quanto maggiore è l'intensità della corrente da interrompere, ovvero il potere di interruzione del dispositivo.
[modifica] Protezione dal cortocircuito
Questo tipo di guasto si verifica quando due fili conduttori a differente potenziale (nel caso generale della corrente alternata trifase: fase - neutro; fase R - fase T; fase S - fase T; fase R - fase S) entrano in diretto contatto tra loro, provocando un elevatissimo ed istantaneo flusso di corrente, nell'ordine di migliaia di Ampere.
La rilevazione di questo evento avviene per mezzo di un solenoide avvolto su una barra magnetica, in pratica un relè. L'elevato impulso di corrente induce un campo magnetico che attira una ancorina la quale provoca l'apertura dell'interruttore.
[modifica] Protezione del sovraccarico
Questo problema si verifica quando l'intensità di corrente supera un valore prefissato a causa per esempio di troppi carichi accesi contemporaneamente. Il limite di corrente è determinato da limiti costruttivi dell'impianto e in particolare dalla capacità dei fili conduttori di smaltire il calore prodotto per effetto Joule.
La rilevazione avviene per mezzo di una resistenza elettrica abbinata ad una lamina bimetallica. A causa della differenza nella dilatazione termica di due metalli accoppiati, la lamina si piega fino a provocare lo scatto dell'interruttore. Il tempo di intervento non è istantaneo ma dipende, con funzione caratteristica dei diversi modelli di magnetotermici, dall'inverso dell'entità del superamento del valore di soglia.
Alcuni apparecchi più moderni impiegano sistemi elettronici. Esistono in commercio dispositivi con valori limite prefissati da pochi a centinaia di Ampere ed altri in cui il valore è regolabile dall'installatore.
[modifica] Protezione selettiva
In un impianto esteso è vantaggioso suddividere il sistema in zone di protezione separate, in modo tale che l'intervento di un dispositivo di protezione in caso di sovraccarico o guasto isoli un'area limitata senza lasciare "al buio" l'intero edificio. Questa caratteristica è definita selettività dell'impianto o protezione selettiva.
A questo scopo si usa strutturare l'impianto secondo una logica gerarchica, con un interruttore generale a monte, seguito da diversi apparecchi a protezione di macrozone, a loro volta seguiti da altri apparecchi a protezione del ramo finale del circuito. L'interruttore generale deve avere una soglia di intervento sufficientemente elevata da garantire l'assorbimento massimo di tutto l'impianto, mentre gli apparecchi di zona devono avere una soglia inferiore in funzione dell'assorbimento previsto per il ramo protetto.
É necessario inoltre che i dispositivi siano tra loro coordinati in modo tale che in caso di guasto intervenga solamente l'elemento voluto e non gli apparecchi a monte.
Per consentire la realizzazione della protezione selettiva vengono prodotti apparecchi con differenti curve di intervento (velocità di intervento in funzione del superamento della soglia nominale), in modo tale che impiegando apparecchi differenti il progettista sia in grado di coordinarne le priorità di intervento. Le curve di intervento standard sono contraddistinte da una lettera alfabetica e le più usate sono, in ordine decrescente di sensibilità: Z,B,C,D,U,K.
La curva C è in grado di tollerare sovracorrenti fino a cinque-dieci volte la corrente di intervento per brevi periodi ed è largamente usata negli impianti domestici. La curva K consente ampi superamenti della soglia per tempi brevi (10-14 volte), ed è utile per evitare interventi indesiderati nel caso in cui i carichi protetti assorbano elevate correnti di spunto all'avvio (es. motori elettrici industriali). Z è la curva che presenta la maggiore sensibilità.
