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ⓘ Interruttore magnetotermico. Un interruttore magnetotermico, in elettrotecnica, è un dispositivo di sicurezza in grado di interrompere il flusso di corrente ele ..




Interruttore magnetotermico
                                     

ⓘ Interruttore magnetotermico

Un interruttore magnetotermico, in elettrotecnica, è un dispositivo di sicurezza in grado di interrompere il flusso di corrente elettrica in un circuito elettrico in caso di sovracorrente; questultima può essere causata da un utilizzo dellimpianto elettrico oltre i suoi limiti, ma senza la presenza di guasti imminenti oppure da un corto circuito.

Sostituisce sia linterruttore termico sia il fusibile, con il vantaggio rispetto a questultimo di una maggior precisione dintervento e di essere facilmente riarmabile con la pressione di un pulsante o lazionamento di una leva. Deriva il suo nome dal fatto che esibisce un funzionamento diverso nellinterruzione da cortocircuito intervento del magnetico rispetto allinterruzione da sovraccarico intervento del termico.

In Italia, la legge stabilisce che negli impianti civili attuali deve essere installato anche un interruttore differenziale, che è invece utilizzato per far fronte a problemi di dispersione e quindi a rischi di folgorazione.

                                     

1. Funzionamento

I due fenomeni considerati, cortocircuito e sovraccarico hanno caratteristiche ben diverse e devono essere considerati separatamente. Come si nota dal nome, allinterno di un interruttore magnetotermico sono presenti due ben distinte sezioni che rilevano i due fenomeni per mezzo di differenti principi fisici.

Inizialmente linterruttore 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 lapertura dei contatti, ma è trattenuta da unancorina. Quando una sezione del dispositivo rileva un guasto, la molla viene liberata e si ha lo scatto, cioè lapertura dellinterruttore. La forza prodotta dalla molla deve essere tanto più elevata quanto maggiore è lintensità della corrente da interrompere, ovvero il potere di interruzione del dispositivo.

                                     

1.1. Funzionamento Protezione dal cortocircuito parte magnetica

Questo tipo di guasto si verifica quando due conduttori a differente potenziale nel caso generale della corrente alternata trifase: fase - neutro; fase L1 - fase L2; fase L1 - fase L3; fase L2 - fase L3 entrano in diretto contatto tra loro, provocando un elevatissimo e istantaneo flusso di corrente.

La rilevazione di questo evento avviene per mezzo di un solenoide avvolto su una barra magnetica, in pratica un relè. Lelevato impulso di corrente induce un campo magnetico che attira unancorina, la quale provoca lapertura dellinterruttore. La caratteristica di intervento è istantanea, in modo da evitare sollecitazioni termiche e meccaniche dovute allelevata corrente di corto circuito, dannose per le condutture le apparecchiature elettriche.

                                     

1.2. Funzionamento Protezione del sovraccarico parte termica

Questo problema si verifica quando lintensità di corrente supera un valore prefissato a causa per esempio di troppi carichi accesi contemporaneamente. Il limite di corrente è determinato da limiti costruttivi dellimpianto 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" costituita da una lamina bimetallica. A causa della differenza nella dilatazione termica di due metalli accoppiati vincolati o tramite incollaggio o grappette metalliche, la lamina si piega fino a provocare lo scatto dellinterruttore. Linterruttore non interviene istantaneamente, ma vi è un ritardo di tempo solitamente voluto, in quanto sovraccarichi di breve durata e di modesta intensità sono ordinari in un circuito. Il tempo di intervento di un interruttore termico è quindi legato allentità del fenomeno di sovraccarico: tanto è più grande la sovracorrente, tanto linterruttore interviene prima caratteristica a tempo inverso

Alcuni apparecchi più moderni impiegano sistemi elettronici. Esistono in commercio dispositivi con valori limite prefissati da pochi a centinaia di Ampere, unità base del sistema internazionale usata per misurare lintensità della corrente elettrica e altri in cui il valore è regolabile dallinstallatore. In più si può utilizzare sugli impianti civili.



                                     

2. Caratteristiche tempo-corrente

I magnetotermici sono stati normalizzati secondo la loro caratteristica di intervento tempo-corrente in "curve".

Gli interruttori per uso domestico e similare di tipo ordinario sono normati dalla norma EN60898-1 e si dividono in:

  • Curva B: I m =3–5 I n.
  • Curva C: I m =5–10 I n. Sono i più comuni, usati per carichi generali.
  • Curva D: I m =10–14 I n.

Gli interruttori per uso industriale seguono invece la norma e si dividono in:

  • Curva D: I m =9.6–14.4 I n.
  • Curva Z: I m =2.4–3.6 I n.
  • Curva K: I m =9.6–14.4 I n. La caratteristica K si differenzia dalla D per la corrente di funzionamento If = 1.2 In K; If = 1.3 In D.
  • Curva C: I m =6.4–9.6 I n. Sono i più comuni, usati per carichi generali.
  • Curva B: I m =3.2–4.8 I n.
  • Curva MA: I m =12 I n. Protezione solo magnetica.

La curva dellinterruttore deve essere scelta in funzione del carico da proteggere.

                                     

3. Protezione selettiva

In un impianto esteso è vantaggioso suddividere il sistema in zone di protezione separate, in modo tale che lintervento di un dispositivo di protezione in caso di sovraccarico o guasto isoli unarea limitata senza lasciare "al buio" lintero edificio. Questa caratteristica è definita "selettività" dellimpianto o protezione selettiva cioè garantisce lo scollegamento, in caso di sovraccarico o corto circuito, di un singolo carico o di una parte di un circuito elettrico con più carichi, in modo da isolare i guasti senza coinvolgere lintero circuito elettrico, che continuerà a funzionare normalmente.

A questo scopo si usa strutturare limpianto 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. Linterruttore generale deve avere una soglia di intervento sufficientemente elevata da garantire lassorbimento massimo di tutto limpianto, mentre gli apparecchi di zona devono avere una soglia inferiore in funzione dellassorbimento previsto per il ramo protetto.

È necessario inoltre che i dispositivi siano tra loro coordinati in modo tale che in caso di guasto intervenga solamente lelemento 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 secondo la normativa di prodotto CEI EN 60898-1 sono contraddistinte da una lettera alfabetica e sono, in ordine decrescente di sensibilità: B, C, D. Precedentemente B e C erano denominate rispettivamente L e U.

La curva C è in grado di tollerare sovracorrenti di breve durata fino a cinque-dieci volte la corrente nominale ed è largamente usata negli impianti domestici. La curva D consente ampi superamenti di breve durata 10-20 volte la corrente nominale ed è utile per evitare interventi indesiderati nel caso in cui i carichi protetti assorbano elevate correnti di spunto allavvio es. motori elettrici industriali o trasformatori. La curva B presenta invece la maggiore sensibilità 3-5 volte la corrente nominale ed è adatta a carichi prevalentemente resistivi.