10.5        Sezionatore, interruttore di manovra e interruttore di manovra-sezionatore

10.5.1  Generalità

Per garantire la sicurezza durante lavori eseguiti sugli impianti elettrici occorre prendere alcuni provvedimenti di cui uno, fondamentale, è il sezionamento dei circuiti (in alcuni casi e seguendo particolari procedure è possibile lavorare su parti in tensione). Nonostante sempre più sovente la funzione di sezionamento sia svolta da apparecchi che hanno anche compiti di manovra e di protezione il sezionatore trova in molti casi la sua giusta collocazione.  Devono essere protetti a monte da interruttori o fusibili con essi coordinati (protezione di backup) come viene indicato dalle tabelle dei costruttori. Di seguito verrà descritto, anche se brevemente, il sezionatore nelle sue parti e caratteristiche per poi passare ad esporre le particolarità costruttive e funzionali degli interruttori di manovra-sezionatori.

Fig. 10.9 - Definizioni e simbologia grafica dei sezionatori, interruttori di manovra - sezionatori e combinazioni con fusibili

10.5.2  Grandezze nominali

Le grandezze nominali per i sezionatori di seguito elencate  sono definite nella Norma CEI 17-11.

·       tensione nominale d’impiego, U_e  (V);

·       tensione nominale d’isolamento, U_i  (V);

·       corrente nominale d’impiego, I_u  (A)  è la corrente definita dal costruttore tenendo conto della tensione nominale, della frequenza  nominale, del servizio nominale, della categoria di utilizzazione e del tipo di custodia di protezione;

·       corrente nominale termica convenzionale,  I_th  (A) ;

·       corrente nominale termica in involucro,  I_the  (A) ;

·       frequenza nominale,  f (Hz);

·       servizio normale (8 ore oppure ininterrotto) ;

·       potere nominale di chiusura o potere di stabilimento , potere nominale di interruzione  - vengono espressi quali multipli della corrente nominale d’impiego in funzione della gravosità del servizio  (categoria d’impiego) ;

·       corrente nominale di breve durata ammissibile I_cw - è la corrente che un interruttore è in grado di portare, senza danneggiarsi, nella posizione di chiuso per una durata specificata nelle condizioni prescritte di utilizzazione e di comportamento ;

·       potere nominale di chiusura su corto circuito, I_cm  (kA) - si riferisce agli interruttori di manovra e agli interruttori di manovra sezionatori per un’operazione di chiusura su specificati valori di cresta di correnti di corto circuito. Non è definibile un potere d’interruzione durante un corto circuito perché non è richiesto per queste apparecchiature. Quando questo dato non è indicato dal costruttore si deve intendere almeno pari alla corrente di picco   corrispondente I_cw;

·       corrente nominale di corto circuito condizionata  da fusibile o interruttore automatico I_cd - è la corrente presunta che l’apparecchio associato con un fusibile può sopportare, senza danneggiarsi, per la durata dell’operazione di quest’ultimo, nelle condizioni di prova specificate ;

·       categorie di utilizzazione AC - definiscono la gravosità delle condizioni d’utilizzazione e vengono rappresentate con due lettere indicative del tipo di circuito in cui l’apparecchio può essere installato e con un numero di due cifre indicativo del tipo di utilizzazione e delle modalità di manovra previste ;

·       durata meccanica  e durata elettrica - la durata meccanica esprime il numero di cicli ( un singolo ciclo è costituito dall’insieme di un’operazione di chiusura e di una di apertura e chiusura) a vuoto che l’apparecchio è in grado di effettuare senza revisioni o sostituzioni di parti meccaniche (è ammessa la manutenzione ordinaria). Anche la durata elettrica viene espressa in cicli ed esprime la resistenza dei contatti all’usura elettrica con operazioni sotto carico  alle condizioni specificate dalle Norme.

1)    Norma di riferimento

2)    Attitudine al sezionamento (se l’apparecchio non è idoneo al sezionamento invece del simbolo è riportata la scritta “non aprire sotto carico”.

3)    Marchio di fabbrica

4)    Sigla che designa il tipo o la serie

5)    Correnti nominali d’impiego riferite alle rispettive tensioni nominali e alle categorie di utilizzo

6)    Frequenza nominale ( per corrente continua è indicata la sigla c.c.)

7)    Tipo di fusibile (solo per le unità combinate)

8)    Grado di protezione

9)    Indicazione della posizione di aperto e di chiuso

Fig. 10.10  - Dati di targa di un sezionatore

La tensione nominale d’impiego, U_e  (V) e la corrente nominale d’impiego, I_u  (A), come sappiamo,  non devono essere inferiori alla tensione e alla corrente del circuito. Per i sezionatori da manovrare a vuoto questa coppia di dati è da considerarsi come i massimi valori che non devono essere superati rispettivamente con la tensione nominale d’isolamento, U_i  (V) e con la  corrente nominale termica convenzionale, I_th  (A). Per gli interruttori invece, dipendendo la corrente di impiego  dalla categoria di utilizzazione e dalla tensione di impiego, si possono avere (vedere come esempio i dati di targa della figura 10.10)  diverse coppie di valori. 

10.5.3  Caratteristiche funzionali e costruttive del sezionatore

Il sezionatore è un apparecchio meccanico che assicura, nella posizione di aperto,  una distanza di sezionamento (distanza tra i contatti) tale da garantire la sicurezza. E’ un’apparecchiatura che può aprire e chiudere un circuito quando la corrente interrotta o stabilita è d’intensità trascurabile o quando la manovra  non produce una cambiamento significativo della tensione ai terminali (praticamente a vuoto). Nella posizione di chiuso è in grado di portare la normale corrente del circuito e, per una durata specificata, anche una corrente anormale del circuito come ad esempio una corrente di corto circuito.  Alla chiusura deve essere in grado di sopportare correnti di corto circuito per una durata convenzionale di 1s (I_cw). Ogni sezionatore deve essere munito di un dispositivo atto ad indicare la posizione assunta dai contatti mobili anche in condizioni anormali come ad esempio in caso di saldatura dei contatti. Una indicazione di questo tipo è superflua se la separazione dei contatti è chiaramente visibile dall’esterno. La Norma 64-8 richiede tra l’altro che la segnalazione sia attivata solo quando sia stata raggiunta la effettiva posizione di sezionamento dei contatti in apertura su ogni polo del dispositivo. Per quanto riguarda la distanza di sezionamento da adottare, le Norme, in relazione al grado di esposizione dell’impianto elettrico alle sollecitazioni di tipo impulsivo sugli isolanti (queste sollecitazioni dielettriche possono essere di origine esterna dovute a fulminazioni o interna dovute a manovre sui circuiti), suddivide l’impianto in zone. Per ogni zona e in funzione della tensione verso terra del sistema,  vengono individuati particolari valori di tensione di riferimento per i quali deve essere garantita la tenuta dell’isolamento. Dal punto di vista costruttivo il sezionatore è un apparecchio molto semplice. Non è dotato di dispositivi per l’interruzione della corrente e nemmeno di meccanismi per lo scatto rapido o automatico.   Il sezionatore è infatti un’apparecchiatura a manovra ‘dipendente’ in cui la posizione e la velocità di movimento dei contatti mobili dipendono dall’operatore. Il sezionamento può essere ottenuto con dispositivi unipolari affiancati anche se le Norme consigliano di utilizzare apparecchi multipolari  per il sezionamento contemporaneo di tutti i poli del circuito.

10.5.4  Caratteristiche funzionali dell’interruttore di manovra  e dell’interruttore di manovra – sezionatore

L’interruttore di manovra (interruttore non automatico) differisce dal sezionatore perché è in grado di stabilire e di interrompere la corrente di carico, tenendo anche conto di sovraccarichi momentanei. L’interruttore di manovra sezionatore, così come è definito dalle Norme CEI 17-11 art. 2.1.3, “...è un apparecchio meccanico di manovra in grado di stabilire, portare ed interrompere correnti  in condizioni normali del circuito, comprese eventuali correnti specificate di sovraccarico in servizio ordinario, così come a portare, per una durata specificata, correnti in condizioni anormali del circuito, come ad esempio quelle di corto circuito”. Sono apparecchi che, non essendo dotati di dispositivi di sgancio automatico, non possono essere utilizzati per la protezione automatica contro le sovracorrenti (il potere d’interruzione è generalmente insufficiente sui corto circuiti). Viene denominato interruttore di manovra/sezionatore quando (norme CEI 17-11 art. 2.1.5) “...nella   posizione di aperto soddisfa alle prescrizioni della distanza di sezionamento specificate per un sezionatore”. Essendo apparecchi destinati a chiudere un circuito è molto  importante  conoscere il valore del potere di chiusura (I_cm). Devono infatti essere in grado di sopportare, onde evitare che possano danneggiarsi e diventare causa di pericolo per le persone, le sollecitazioni dinamiche e termiche più gravose che possano derivare da tale manovra,  compresa la chiusura su corto circuito.  Come per il sezionatore devono inoltre essere in grado di sopportare una corrente di corto circuito per un tempo prefissato  convenzionale di 1s (I_cw). Sono impiegati principalmente come interruttori generali di sottoquadri, come organi di manovra e sezionamento di linee, di sbarre o di gruppi di apparecchiature, come un congiuntore di sbarre che un complesso di manovra e protezione di un motore.

Tab. 10.3 -  Categorie di utilizzazione degli interruttori di manovra

continua....

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