10.        Dispositivi di manovra e protezione

10.1        Classificazione delle apparecchiature

10.1.1  Classificazione in base alle funzioni svolte

Fondamentalmente un apparecchio elettrico deve assolvere a due funzioni :  una funzione che potemmo definire "statica" in cui l’apparecchio deve essere in grado di condurre qualsiasi corrente che possa interessare il circuito, garantire l’isolamento "parallelo" tra i conduttori attivi e verso le masse e assicurare l’isolamento "verticale" del circuito a monte rispetto quello a valle, e una funzione che chiameremo "dinamica" in cui l’apparecchio deve essere in grado di stabilire o interrompere, in presenza di corrente, la continuità elettrica tra le varie parti del circuito.

a)    Funzioni statiche :

·       condurre qualsiasi corrente fino alla corrente nominale del carico e ad una corrente di sovraccarico ben definita ;

·       condurre correnti di corto circuito fino ad un determinato valore ;

·       assicurare l’isolamento parallelo, alla tensione d’esercizio, e per determinate sovratensioni di origine interna o esterna ;

·       garantire nella posizione di aperto l’isolamento verticale tra le parti dell’impianto a monte e le parti dell’impianto a valle ai fini del funzionamento ;

·       garantire la separazione (sezionamento), ai fini della sicurezza, con precise condizioni di distanza dei contatti, d’isolamento e di mantenimento della posizione dei contatti.

b)    Funzioni dinamiche:

·       stabilire qualsiasi corrente fino alla corrente nominale del carico e ad una determinata corrente di sovraccarico ;

·       stabilire correnti di corto circuito fino ad un determinato valore ;

·       interrompere qualsiasi corrente fino alla corrente nominale del carico ed ad una determinata corrente di sovraccarico ;

·       interrompere le correnti di corto circuito.

Fig. 10.1 - Segni grafici di apparecchi di manovra e di relè termico

10.1.2  Classificazione in base alle modalità di manovra

Le modalità di azionamento degli apparecchi per ottenere il movimento dei contatti (distacco o contatto) classificate secondo la Norma CEI 17-5 sono le seguenti :

·       Manovra manuale dipendente - manovra ad accumulo di energia che trae origine dal lavoro manuale, accumulato e liberato in una sola operazione, in modo che la velocità e la forza della manovra risultino indipendenti dall’azione dell’operatore;

·       Manovra dipendente mediante sorgente esterna - l’energia per la manovra è ottenuta con dispositivi come solenoidi, motori elettrici, pneumatici ecc. ;

·       Manovra ad accumulo d’energia - l’energia necessaria alla manovra viene accumulata nel meccanismo stesso prima della manovra ;

10.1.3  Classificazione in base al sistema elettrico                          

Per la scelta di ogni dispositivo devono essere forniti almeno i seguenti dati :

·       le condizioni ambientali e la funzione a cui l’impianto è destinato ;

·       il tipo di sistema (monofase trifase senza o con neutro) e la classificazione in base alla connessione a terra (TT, TN, IT);

·       la tensione e la frequenza;

·       la corrente d’impiego del circuito ;

·       la corrente di sovraccarico che non deve far intervenire in modo intempestivo il dispositivo contro le sovracorrenti ;

·       la portata delle condutture nelle condizioni d’impiego ;

·       l’energia specifica passante ammissibile dalla conduttura e dagli altri componenti l’impianto ;

·       la corrente di corto circuito massima presunta nel punto d’installazione degli apparecchi e, se necessario, la corrente di corto circuito minima all’estremità della conduttura da proteggere ;

·       il tipo di provvedimento adottato per la protezione delle persone contro i contatti diretti e indiretti ;

·       le esigenze di continuità del servizio. 

10.1.4  Classificazione in base all’ambiente d’installazione

I dispositivi devono essere scelti in base all’ambiente di posa e in relazione al loro grado di compatibilità con le condizioni ambientali esistenti nel luogo d’installazione che possono riguardare:

·       la natura dell’atmosfera e dell’ambiente (temperatura, umidità, presenza di polveri, di sostanze corrosive, insetti, ecc.);

·       le sollecitazioni meccaniche ;

·       le sollecitazioni termiche ;

·       l’irraggiamento.

Questa classificazione riguarda direttamente gli apparecchi che però normalmente vengono installati all’interno di contenitori sui quali vengono in gran parte trasferite le sollecitazioni alle quali gli apparecchi sono soggetti. Ogni custodia, in relazione alla tenuta alle sollecitazioni a cui è sottoposta, è individuata secondo il noto metodo di classificazione del grado di protezione IPXX dove la prima cifra indica la protezione alla penetrazione dai corpi solidi e la seconda cifra alla penetrazione dell’acqua. A tal fine è utile ricordare che non è sempre conveniente intervenire sul componente per adattarlo alle specifiche condizioni ambientali di installazione, ma spesso risulta più semplice migliorare le caratteristiche dell’ambiente stesso, come ad esempio migliorando la ventilazione o il raffreddamento o trasferendo il componente, ad esempio un quadro elettrico, fuori dall’ambiente non adatto alla sua installazione. 

10.2        Definizioni e dati di targa

Prima di descrivere dettagliatamente, nei prossimi capitoli, i singoli apparecchi, si ritiene utile, per avere una visione di assieme, fare una panoramica su definizioni e dati di targa.

10.2.1  Sezionatore

La Norma CEI 17-11, art. 2.1.4 da del sezionatore la seguente definizione :

‘Apparecchio meccanico di manovra che, per ragioni di sicurezza, assicura, nella posizione di aperto, una distanza di sezionamento che soddisfa a condizioni specificate. Un sezionatore è capace di aprire e chiudere un circuito quando la corrente interrotta o stabilita è di intensità trascurabile, o quando la manovra non produce alcun cambiamento apprezzabile della tensione ai suoi terminali. Esso è inoltre capace di portare, nella posizione di chiuso, la corrente corrispondente alle condizioni normali di circuito e di portare, per una durata specificata, correnti corrispondenti a condizioni anormali di circuito, come ad esempio quelle di corto circuito’.

10.2.2  Interruttore

A seconda del tipo di utilizzo gli interruttori sono oggetto di diversi fascicoli normativi. Di seguito verranno specificate le definizioni indicate dalle relative Norme di riferimento.

·       Interruttore (meccanico) di manovra (Norma CEI 17-11, art. 2.1.3) - "Apparecchio meccanico di manovra destinato a stabilire, portare e interrompere correnti in condizioni normali di circuito, comprese eventuali condizioni specificate di sovraccarico in servizio ordinario, così come a portare per una durata specificata correnti in condizioni anormali di circuito, come ad esempio quelle di corto circuito”.

·       Interruttore  - sezionatore (Norma CEI 17-11, art. 2.1.5 ) – “Interruttore di manovra che, nella posizione di aperto, soddisfa alle prescrizioni della distanza di sezionamento specificate per un sezionatore”

·       Interruttore automatico (meccanico) (Norma CEI 17-15, art. 2.1.4) – “Apparecchio meccanico di manovra capace di stabilire, portare e interrompere correnti in condizioni normali del circuito ed inoltre di stabilire, portare per una durata specificata e interrompere automaticamente correnti in condizioni anormali specificate del circuito, ad esempio quelle di corto circuito”.

·       Interruttore automatico di sovracorrente per usi domestici e similari (Norme CEI 23-3, art. 2.2.1 dell’allegato) -  “Apparecchio meccanico d’interruzione destinato a connettere all’alimentazione un circuito ed a disconnetterlo, mediante operazione manuale, o ad aprire il circuito automaticamente, quando la corrente superi un valore predeterminato”.   

·       Interruttore differenziale per uso domestico e similare (Norme CEI 23-18, art. 2.1.01) – “Dispositivo meccanico destinato a connettere e a disconnettere un circuito all’alimentazione, mediante operazione manuale, e ad aprire il circuito automaticamente quando la corrente differenziale supera un valore predeterminato”.

·       Interruttore differenziale con sganciatori di sovracorrente per uso domestico e similare (Norme CEI 23-8, art. 2.3.01) – “Interruttore differenziale .... con sganciatori di sovracorrente incorporati capaci di provocare automaticamente l’apertura del circuito principale quando la corrente superi un valore predeterminato”. 

·       Combinazione di interruttore differenziale e dispositivo di protezione contro i corto circuiti (Norma CEI 23-18, art. 2.2.01) – “Insieme formato da un interruttore differenziale senza sganciatori di sovracorrente e da un dispositivo di protezione contro i corto circuiti (dispositivo associato). Nel seguito si usa per brevità il termine combinazione.....”.

10.2.3  Fusibile

Dispositivo di interruzione che, mediante la fusione di uno o più elementi fusibili a tal fine progettati e proporzionati, apre il circuito nel quale è inserito interrompendo la corrente quando essa supera un valore specificato per una durata sufficiente. Il fusibile comprende tutte le parti che costituiscono il dispositivo completo.

10.2.4  Apparecchio di manovra e di protezione con fusibili

Si riportano di seguito le definizioni delle principali combinazioni con fusibili ottenute per integrare le prestazioni e le funzioni di specifici apparecchi :

·       Unità combinata con fusibili (Norma CEI 17-11, art. 2.1.7) – “Apparecchio realizzato da un costruttore, o secondo le sue istruzioni, risultante dalla combinazione, in assieme unico, o di un interruttore di manovra, o di un sezionatore, o di un interruttore-sezionatore, con uno o più fusibili” ;

·       Sezionatore con fusibili (Norma CEI 17-11, art. 2.1.9) – “Apparecchio costituito da un sezionatore nel quale uno o più poli hanno in serie un fusibile, in un assieme unico” ;

·       Interruttore di manovra con fusibili (Norma CEI 17-11, art. 2.1.8) – “Apparecchio costituito da un interruttore di manovra nel quale uno o più poli hanno in serie un fusibile, in un assieme unico” ;

·       Interruttore con fusibili incorporati (Norma CEI 17-5 art. 2.1.5) - ‘Combinazione di interruttore automatico e fusibili in un assieme unico, con fusibile in serie ad ogni polo destinato ad essere connesso ad un conduttore di fase’.

·       Fusibile - sezionatore (Norma CEI 17-11, art. 2.1.11) - ‘Sezionatore nel quale una cartuccia o un portafusibile con la sua cartuccia forma il contatto mobile del sezionatore’ ;

·       Fusibile - interruttore (Norma CEI 17-11, art. 2.1.10) - ‘Interruttore di manovra nel quale una cartuccia o un portafusibile con la sua cartuccia forma  il contatto mobile dell’interruttore’.

10.2.5  Contattore ed avviatore

Si riportano le definizioni relative sia al contattore sia agli avviatori :

·       Contattore (Norma CEI 17-3, art. 1.2.03) – “Dispositivo meccanico di manovra, generalmente previsto per un numero elevato di operazioni, avente una sola posizione di riposo ...., ad azionamento non manuale, capace di stabilire, sopportare ed interrompere correnti in condizioni ordinarie del circuito  e in condizioni di sovraccarico. La posizione di riposo corrisponde ordinariamente alla posizione di apertura dei contatti principali. Quando la posizione di riposo corrisponde alla posizione di chiusura dei contatti principali, il contattore si definisce come chiuso in riposo” ;

·       Avviatore (Norma CEI 17-7, art. 1.2.03) – “E’ l’insieme di tutti i dispositivi di manovra necessari ad avviare ed arrestare il motore, in combinazione con appropriati dispositivi di protezione contro i sovraccarichi” ;

·       Avviatore diretto (Norma CEI 17-7, art. 1.2.04) – “Avviatore che inserisce direttamente il motore sulla linea e applica la tensione della linea di alimentazione ai morsetti del motore in una sola operazione” ;

·       Avviatore invertitore (Norma CEI 17-7, art. 1.2.05) – “Avviatore previsto per invertire il senso di rotazione del motore mediante l’inversione delle connessioni di alimentazione, mentre il motore è in marcia”.

10.2.6  Dati di targa

I dati di targa sono l’insieme delle informazioni minime necessarie per l’identificazione di un’apparecchiatura. Per questo motivo la targa deve essere visibile anche quando l’apparecchio è montato. Non tutte le informazioni relative al prodotto possono essere inserite nei dati di targa, per queste si rimanda normalmente alla documentazione che accompagna ogni dispositivo elettrico.

continua....

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