Informazioni generali
I fusibili sono dispositivi di sicurezza più datati, ancora utilizzati in alcune abitazioni, ma ampiamente sostituiti dagli interruttori magnetotermici. Un fusibile è un piccolo dispositivo cilindrico contenente un filo o un filamento che si fonde quando la corrente elettrica supera un certo livello. Quando il fusibile si fonde, interrompe il circuito e blocca il flusso di elettricità. I fusibili sono disponibili con diversi valori nominali, che indicano la corrente massima che può fluire in sicurezza attraverso di essi. Se un fusibile si brucia, deve essere sostituito con uno nuovo dello stesso valore nominale.
Gli interruttori magnetotermici, d'altra parte, sono dispositivi di sicurezza più moderni che utilizzano un interruttore elettromeccanico per interrompere il circuito quando la corrente supera un certo livello. A differenza dei fusibili, gli interruttori magnetotermici possono essere ripristinati dopo l'intervento, rendendoli più comodi da usare. Gli interruttori magnetotermici sono disponibili in diverse dimensioni e valori nominali, che indicano la corrente massima che può fluire in sicurezza attraverso di essi. Se un interruttore magnetotermico scatta, può essere ripristinato riportando l'interruttore nella posizione di "acceso".
In generale, gli interruttori magnetotermici sono considerati più affidabili e pratici dei fusibili, ma entrambi i dispositivi servono allo stesso scopo fondamentale di proteggere il cablaggio elettrico domestico dai danni causati da sovraccarichi o cortocircuiti. È importante assicurarsi che i fusibili o gli interruttori magnetotermici utilizzati in casa siano dimensionati in modo appropriato per il carico elettrico che stanno proteggendo.
Se non sei sicuro della sicurezza del cablaggio elettrico di casa tua, ti consigliamo di consultare un elettricista qualificato.
Fusibili a bassa tensione
I fusibili a bassa tensione conformi alla norma IEC 60269 (precedentemente IEC 269, equivalente a EN 60269 e VDE 0636) sono utilizzati nelle reti di distribuzione, nell'industria e dagli utenti finali, ad esempio nelle scatole dei fusibili. La tensione nominale tipica è di 230/400 V CA. Per gli impianti industriali, sono disponibili modelli per tensioni fino a 1000 V CC o CA.
Esistono vari tipi di fusibili (come fusibili a vite, fusibili NH e fusibili cilindrici), prodotti in diverse classi di funzionamento (caratteristiche di intervento).
Caratteristica di intervento
Esempio di diagramma tempo-corrente per la classe di funzionamento gG (gL)
I fusibili, come altri tipi di dispositivi di protezione, sono caratterizzati dalle loro caratteristiche di intervento. Insieme alla corrente nominale e al potere di interruzione, questo è un parametro importante.
La caratteristica di intervento descrive l'intervallo dei tempi di intervento per specifiche sovracorrenti relative rispetto alla corrente nominale, in un diagramma tempo-corrente. Le tolleranze per la stessa caratteristica sono relativamente ampie. Ad esempio, a 1,5 volte la corrente nominale, il tempo di intervento è di circa un'ora, mentre a 15 volte la corrente nominale (cortocircuito), è inferiore a 50 ms.
È tipico di tutti i diagrammi tempo-corrente dei dispositivi di protezione che l'intervallo di tolleranza sia maggiore per le basse sovracorrenti rispetto alle sovracorrenti relativamente alte. Se sono richieste tolleranze di intervento strette (ad esempio, per proteggere un piccolo trasformatore da sovraccarico), un elemento fusibile è spesso inadatto. In alternativa, si utilizzano fusibili termici o interruttori bimetallici di sovracorrente.
Classi di funzionamento dei fusibili a bassa tensione
I fusibili ritardati di tipo D furono introdotti intorno al 1930. Per distinguerli dai fusibili rapidi convenzionali, venivano contrassegnati con un simbolo stilizzato di una lumaca, o con la lettera T racchiusa in un cerchio in Svizzera. Nel 1967/68, la distinzione tra fusibili ritardati e fusibili rapidi (normali) per la protezione dei circuiti fu abbandonata e venne introdotta la classe di funzionamento uniforme gL (poi gG). La caratteristica gL (gG) è lenta-rapida, il che significa che è lenta in caso di basse correnti di cortocircuito e rapida in caso di correnti elevate. Il simbolo della lumaca fu mantenuto per i fusibili D gL per decenni.
Come regola generale per i fusibili con classe di funzionamento gG (gL), quando la corrente supera quattro volte la corrente nominale (o cinque volte per gL), il fusibile interviene entro cinque secondi, mentre quando supera nove volte la corrente nominale, il tempo di intervento sarà di 0,2 secondi.
La classe di funzionamento di un fusibile a bassa tensione è designata da due lettere, dove la prima lettera indica la classe funzionale e la seconda indica l'oggetto protetto. La classe funzionale di un fusibile indica la sua capacità di condurre determinate correnti senza danni e di essere in grado di interrompere sovracorrenti al di sopra di un certo intervallo.
Esistono due classi funzionali:
| g | Fusibile per scopi generali: Protezione a campo pieno Le correnti vengono trasportate in modo continuo almeno fino alla corrente nominale del fusibile, intervenendo a correnti che vanno dalla minima corrente di fusione fino alla corrente di interruzione nominale. |
|---|---|
| a | Fusibile accompagnato: Protezione a campo parziale Le correnti vengono trasportate in modo continuo almeno fino alla corrente nominale del fusibile, intervenendo a correnti superiori a un multiplo specifico della corrente nominale fino alla corrente di interruzione nominale. |
Per quanto riguarda gli oggetti protetti, si distingue tra:
| G | Protezione per Applicazioni generali |
|---|---|
| M | Protezione di Circuiti motore |
| PV | Protezione di Fotovoltaico |
| R | Protezione semiconduttore (Raddrizzatore, convertitore di potenza) |
| S | Semiconduttore e protezione di cavi e linee |
| B | Attrezzature minerarie (ted. Bergbauanlagen) |
| Tr | Protezione Trasformatore |
| L | Protezione di cavi e Linee (obsoleto, sostituito da G) |
Combinando questi elementi, si ottengono le seguenti classi di funzionamento comuni:
| gG | Protezione a campo pieno: Tipo standard per uso generale (lento). Praticamente identico ai precursori gL e gⅠ. |
|---|---|
| gR | Protezione a campo pieno: dispositivi a stato solido (super rapido, più veloce di gS). |
| gS | Protezione a campo pieno: dispositivi a semiconduttore e protezione linea (super rapido). Sostituisce gli standard di fabbrica gRL (SIBA) e gGR (Ferraz/Lindner) dal 2006. |
| gF | Protezione a campo pieno: impianti industriali, centrali elettriche, sistemi di trazione, filobus; 690V, 750V, 1200V; (azione rapida) |
| gPV | Protezione a campo pieno: nuova classe di funzionamento specialmente per il fotovoltaico (super rapido). Standardizzato dal 2010. Simile a gR e gS, ma progettato per la corrente continua. |
| aR | Protezione a campo parziale: Protezione da cortocircuito per componenti a semiconduttore (super rapido). Attenzione: Nessuna protezione da sovraccarico! Questa deve essere garantita altrimenti. |
| aM | Protezione a campo parziale: protezione da cortocircuito per dispositivi di commutazione in circuiti motore (ritardato). Attenzione: Nessuna protezione da sovraccarico! Questa deve essere garantita altrimenti. |
| gTR | Protezione a campo pieno: trasformatori (rete di distribuzione), lato secondario (ad es. 400 V). Trasporta il 130% del carico per almeno 10 ore; tipo VDE nazionale. |
| gB | Protezione a campo pieno: Attrezzature minerarie (a azione breve). tensioni operative fino a 1000 V; tipo VDE nazionale. |
| Classi di funzionamento obsolete | |
| gL | Protezione a campo pieno: protezione cavi e linee, ritardato (tipo VDE obsoleto). Sostituito internazionalmente nel 1998 e praticamente identico a gG. |
| gⅠ | Protezione a campo pieno: ritardato (tipo IEC internazionale deprecato). In Svizzera: gL2. Sostituito nel 1998 e praticamente identico a gG. |
| gⅡ | Protezione a campo pieno: a azione rapida (tipo IEC internazionale deprecato). In Svizzera: gL1. Sostituito da gG. |
| TF, gTF | Ritardato, antenato di gL. |
I fusibili europei e statunitensi differiscono in termini di definizione della corrente nominale e caratteristiche di intervento.
Strettamente correlata alla caratteristica di intervento è la selettività di un sistema di distribuzione elettrica: in caso di cortocircuito o sovraccarico, solo il fusibile del circuito interessato dovrebbe intervenire, ma non eventuali fusibili di rango superiore che proteggono anche altri circuiti. Pertanto, i fusibili devono essere coordinati tra loro in termini di comportamento di risposta.
In caso di cortocircuito o elevata corrente di spunto, l'energia passante I2t (integrale del quadrato della corrente nel tempo, noto anche come integrale di fusione o integrale di corrente) è importante. Se moltiplicato per la resistenza ohmica del fusibile, descrive il valore energetico che a malapena non causa l'intervento del fusibile: la dissipazione di potenza (effetto Joule) nell'elemento fusibile dipende dal quadrato della corrente e porta a una certa temperatura che fa intervenire il fusibile entro un certo tempo. L'energia passante non dovrebbe mai essere completamente utilizzata nel dimensionamento dei fusibili, poiché questi cambiano termicamente dopo molti cicli di commutazione e potrebbero intervenire prematuramente.
Fusibili a vite
Un portafusibili a vite per un fusibile D consiste in una base per fusibile fissa con l'elemento di adattamento (vite di adattamento) e un cappuccio a vite rimovibile con una finestrella. L'inserto del fusibile (inserto di fusione, cartuccia del fusibile, fusibile) ha un indicatore di stato operativo colorato (marcatore di identificazione, noto anche come indicatore di stato di commutazione o rilevatore di interruzione) che si trova dietro la finestrella del cappuccio a vite quando il fusibile è avvitato, e un contatto di base che è abbinato al diametro dell'inserto di adattamento. Gli inserti di adattamento sono spesso codificati a colori e sono identici al colore dell'elemento di identificazione del fusibile (vedi tabella sotto). Il diametro interno della testa isolata della vite di adattamento limita il diametro e quindi la corrente nominale delle dimensioni del fusibile che possono essere utilizzate. La vite deve essere serrata saldamente con uno strumento speciale che si innesta in due scanalature sul mantello cilindrico del corpo isolante e deve essere scelta in modo appropriato per la capacità di carico della linea installata.
L'inserto del fusibile è la parte reattiva e sostituibile di un fusibile.
I fusibili a vite hanno contatti di base con graduazioni di diametro a seconda della corrente nominale. La base del portafusibili contiene un elemento di adattamento colorato corrispondente (vite di adattamento, inserto di adattamento) che impedisce l'uso di fusibili con una corrente nominale superiore a quella prevista. Tradizionalmente, esiste un'eccezione per i fusibili Diazed DII, che consente di equipaggiare un fusibile da 10 A con una vite di adattamento da 6 A. Il tipo speciale è designato come 10A/6F, 10/6A o 10R/6.
| Corrente nominale | Colore | Diametro base | |||
|---|---|---|---|---|---|
| D | DL | D0 | |||
| 2 A | Rosa | 6 mm | 8 mm | 7.3 mm | |
| 4 A | Marrone | ||||
| 6 A | Verde | ||||
| (10 A con base 6 A) | Rosso | ||||
| 10 A | 8 mm | 8 mm | 8.5 mm | ||
| (13 A) | Nero | ||||
| 16 A | Grigio | 10 mm | 10 mm | 9.7 mm | |
| 20 A | Blu | 12 mm | 12 mm | 10.9 mm | |
| 25 A | Giallo | 14 mm | 12.1 mm | ||
| 32 A | Viola | ||||
| 35 A (40 A) | Nero | 16 mm | 13.3 mm | ||
| 50 A | Bianco | 18 mm | 14.9 mm | ||
| 63 A | Rame | 20 mm | 15.9 mm | ||
| 80 A | Argento | 21.4 mm | |||
| 100 A | Rosso | 24.2 mm | |||
Al centro del contatto di testa dell'inserto del fusibile si trova una piastra metallica colorata, il marcatore di identificazione, come indicatore dello stato di commutazione. È sostenuto da una molla e tenuto da un filo ad alta resistenza, che è fissato al contatto di base dell'inserto del fusibile. Dopo la fusione del conduttore di fusione, anche il filo di supporto del marcatore di identificazione si fonde, causando l'espulsione del marcatore stesso. Un pannello di vetro nel cappuccio a vite impedisce al marcatore di identificazione di cadere e consente l'ispezione visiva del fusibile intervenuto.
I marcatori di identificazione e gli inserti di adattamento sono codificati a colori in base alla corrente nominale. Quando furono sviluppati i fusibili di tipo D nel 1906, i colori del set di francobolli Germania del 1900 furono scelti come mnemonico. Questi e i successivi francobolli avevano i seguenti colori: francobollo da 5 pfennig verde, francobollo da 10 pfennig rosso, francobollo da 15 pfennig grigio, francobollo da 20 pfennig blu, francobollo da 25 pfennig giallo.
La differenza principale tra i fusibili di tipo D e quelli di tipo D0, oltre alle diverse dimensioni, è la tensione operativa consentita: mentre i fusibili di tipo D sono adatti per una tensione fino a 500 V, con tipi speciali fino a 750 V (sia CA che CC), il sistema D0 è destinato solo a una tensione fino a 400 V CA e 250 V CC.
Oggi, i fusibili a vite della classe di funzionamento gG (precedentemente gL fino al 1998) sono utilizzati come fusibili di protezione linea, ad esempio per proteggere le linee verso i distributori. I fusibili a vite sono ancora occasionalmente utilizzati insieme agli interruttori di protezione motore per proteggere i motori quando vengono utilizzate macchine con correnti di avviamento particolarmente elevate.
I fusibili a vite (D, D0) possono essere azionati sotto carico solo alle seguenti condizioni:
- Solo da personale addestrato
- Tensione CA superiore a 400 V, corrente nominale massima 16 A
- Tensione CC 25-60 V, corrente nominale massima 6 A
- Tensione CC 60-120 V, corrente nominale massima 2 A
- Tensione CC 120-750 V, corrente nominale massima 1 A
- Anche da persone non esperte
- Tensione CA max. 400 V, corrente nominale fino a 63 A
- Tensione CC max. 25 V
Sistema D (DIAZED)
Il sistema D (noto anche come DIAZED; fusibile Edison a due parti graduato diametralmente) è stato sviluppato da Siemens-Schuckertwerke, inizialmente nell'attuale dimensione DⅡ. DIAZED è un marchio, pertanto la designazione standard neutra è Sistema D o fusibile D. Ha sostituito i fusibili monopezzo precedentemente comuni, ancora in uso oggi negli Stati Uniti come "fusibili a spina". La novità di questo sistema era la separazione del cappuccio a vite e dell'inserto del fusibile ("cartuccia"). I fusibili D sono disponibili in cinque dimensioni. La designazione consiste nella lettera D e un numero romano. I tipi ritardati sono designati anche come DT.
| Dimensione | Corrente nominale (I valori tra parentesi sono insoliti) | Filettatura1 | Ø Cartuccia in porcellana | Lunghezza totale | Capacità di commutazione | Tensione nominale |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DⅠ (Svizzera) | 2, 4, 6, 10, 16 A | SE 21 | 17 mm | 33 mm | 10 kA | 250 V AC |
| NDz (DⅠ, gF) TNDz (DⅠ, gG) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25 A | E 16 | 13 mm | 50 mm | 4 kA 1.6 kA | 500 V AC 500 V DC |
| DⅡ | 2, 4, 6, 10, (13,) 16, 20, 25, (35) A | E 27 | 22 mm | 50 kA 8 kA | 500 V AC 500 V DC | |
| DⅢ | (32,) 35, (40,) 50, 63 A | E 33 | 27 mm | |||
| DⅣ | 80, 100 A | E 40 (vecchio) | 33 mm | 50 mm | ||
| G 1¼″ o R 1¼″ | 56 mm | |||||
| DⅤ | 125, 160, 200 A | E 57 (vecchio) | 46 mm | 50 mm | ||
| G 2″ o R 2" | 56 mm |
1Filettatura del cappuccio a vite: E = filettatura Edison, G = filettatura per tubi, diritta, R = filettatura per tubi, filettatura esterna conica
I fusibili NDz (meno comunemente chiamati ND o DⅠ) con un diametro inferiore sono stati introdotti alla fine degli anni '20 e sono definiti anche "cartucce di risparmio" perché possono essere installati in prese DⅡ con un manicotto di riduzione. Oggi sono poco utilizzati nelle vecchie installazioni, sebbene il design corto DⅠ con filettatura a vite SE 21 sia diffuso in Svizzera. Il fusibile Diazed più comune è probabilmente la dimensione DⅡ. Può anche essere montato con una clip di fissaggio nelle prese DⅢ. Le dimensioni DⅢ, DⅣ e DⅤ sono ancora utilizzate oggi nei quadri di distribuzione elettrica più vecchi. Le dimensioni DⅣ e DⅤ non vengono installate in nuove installazioni da decenni, poiché i fusibili NH sono più adatti per correnti così elevate e per il funzionamento sotto carico. Le dimensioni DⅡ e DⅢ sono disponibili anche in versioni normali o estese per tensioni nominali più elevate. Esempi tipici sono i 690 V in corrente alternata trifase nell'industria e nelle centrali elettriche, nonché per i sistemi di alimentazione ferroviaria e filobus fino a 750 V o fino a 1200 V.
| Dimensione | Corrente nominale (I valori tra parentesi sono insoliti) | Caratteristica | Filettatura1 | Ø Cartuccia in porcellana | Lunghezza totale | Capacità di commutazione | Tensione nominale | Nota |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DⅡ (690V, normale) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25 A | gF | E 27 | 22 mm | 50 mm | 50 kA 8 kA | 690 V AC 440 V o. 600 V DC | Europa dell'Est, non per nuove installazioni |
| 2, 4, 6, 10, (13), 16, 20, 25 A | gG | 690 V AC 250 V DC | ||||||
| DⅢ (690V, normale) | 35, 50, 63 A | gF | E 33 | 27 mm | 50 mm | 690 V AC 690 V DC | ||
| (32), 35, (40), 50, 63 A | gG | 690 V AC 250 V DC | ||||||
| DⅢ (690V, lungo) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 35, 50, 63 A | gG | 70mm | 690 V AC 600 V DC | ||||
| DⅢ (750V, lungo) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 35, 50, 63 A | gF | Z 33 (E 33S, 32,5x1,7 mm) | 10 kA 10 kA | 750 V AC 750 V DC | filettatura fine per migliorata protezione contro l'allentamento | ||
| DⅢ (1200V, lungo) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 35 A | gF | 1200 V AC 1200 V DC |
1Filettatura del cappuccio a vite: E = filettatura Edison
Sistema D0 (NEOZED)
Il sistema D0 (noto anche come NEOZED; nuovo tipo di fusibile DIAZED, neo: "nuovo") è stato introdotto nel 1967 da Siemens e Lindner come un'evoluzione del sistema D (DIAZED) precedentemente dominante, e lo ha sostituito nelle nuove installazioni laddove viene ancora utilizzata la protezione con fusibili. I vantaggi rispetto al sistema D sono le dimensioni ridotte e una minore perdita di potenza (minor sviluppo di calore) alla stessa corrente nominale. NEOZED è un marchio commerciale, pertanto la designazione standard neutra è sistema D0 o fusibile D0 (pronunciato D zero). I fusibili D0 sono prodotti in tre dimensioni.
La designazione di una dimensione consiste in "D0" e un altro numero arabo:
| Dimensione | Corrente nominale (I valori tra parentesi sono insoliti) | Filettatura1 | Ø Cartuccia in porcellana | Lunghezza totale | Capacità di commutazione | Tensione nominale |
|---|---|---|---|---|---|---|
| D01 | 2, 4, 6, 10, (13,) 16 A | E14 | 11 mm | 36 mm | 50 kA 8 kA | 400 V AC 250 V DC |
| D02 | 20, 25, (32,) 35, (40,) 50, 63 A | E18 | 15 mm | |||
| D03 | 80, 100 A | M 30x2 | 22 mm | 43 mm |
1Filettatura del cappuccio a vite: E = filettatura Edison, M = filettatura metrica
I fusibili D01 si adattano anche alle prese DL e possono essere utilizzati nelle prese a vite D02 con una speciale molla di tenuta. Il design D03 è usato molto raramente perché i fusibili NH si sono dimostrati più affidabili per correnti nominali elevate. I fusibili D03 non possono più essere installati in nuovi sistemi.
Per i fusibili D e D0, esistono prese per montaggio a vite, per montaggio su guida DIN e per montaggio su sbarra collettrice ("presa a cavaliere"). Inoltre, per i fusibili D0, esistono sezionatori con fusibile come prese con sezionatore integrato. Prima di ogni sostituzione del fusibile, la presa deve essere spenta tramite un'aletta situata davanti ai fusibili. Questa sostituzione senza tensione e senza carico aumenta la sicurezza operativa e la sicurezza per l'utente, poiché quest'ultimo non può in alcun caso entrare in contatto con componenti sotto tensione. Nelle versioni più recenti di questi sezionatori, le cartucce fusibili non sono più avvitate ma collegate tramite la forza di una molla.
Sistema DL (Germania dell'Est)
Come sostituto del sistema D, nella RDT fu introdotto il sistema DL salvaspazio per 380V CA. Il design è simile a quello dei fusibili D01, ma è progettato per correnti fino a 20A. Per i vecchi sistemi con tutela legale, i fusibili DL sono ancora prodotti con classe di funzionamento gG e una tensione nominale di 400V CA.
I fusibili D01 (NEOZED) fino a 16A si adattano anche alle prese DL, ma non viceversa.
| Dimensione | Corrente nominale (I valori tra parentesi sono insoliti) | Filettatura1 | Ø Cartuccia in porcellana | Lunghezza totale | Capacità di commutazione | Tensione nominale |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DL | 2, 4, 6, 10, 16, 20 A | E 16 | 13 mm | 36 mm | 20 kA | 380/400 V AC |
1Filettatura del cappuccio a vite: E = filettatura Edison
Fusibili NH
I fusibili ad alte prestazioni a bassa tensione, noti anche come fusibili NH, sono chiamati anche fusibili a coltello, fusibili a spada o (in connessione con le cassette di derivazione domestiche) fusibili a serbatoio. La caratteristica distintiva è la dimensione significativamente maggiore rispetto ai fusibili a vite, oltre alle massicce lame di contatto a entrambe le estremità per guidare e separare correnti maggiori. Versioni comuni di fusibili NH consentono una disconnessione sicura di correnti di guasto da cortocircuito fino a 120 kA (potere di interruzione nominale), con la corrente nominale standardizzata fino a 1.250 A (corrente nominale). Oltre lo standard, sono disponibili fusibili con una corrente nominale fino a 1.600 A. I fusibili NH hanno un indicatore che mostra un fusibile difettoso. A seconda della versione, è progettato come un indicatore a bandiera montato sulla faccia terminale (superiore) o come un indicatore centrale visibile dalla parte anteriore con il fusibile inserito. Sono disponibili anche fusibili NH con due indicatori (indicatori combinati). I fusibili NH sono disponibili con diverse caratteristiche di intervento, descritte nella sezione sulla classe di funzionamento.
I fusibili NH sono prodotti in varie dimensioni per diversi intervalli di corrente nominale. La dimensione 0 non è più consentita nelle nuove installazioni.
| Dimensione | Corrente nominale | Lunghezza lama (appross.) | Per tutte le dimensioni | |
|---|---|---|---|---|
| Capacità di commutazione | Tensione nominale | |||
| 00/000 | 2 A a 160 A | 125 mm | min. 50 kA tip. 100–120 kA 25 kA | (400 V) 500 V 690 V 250 V 440 V DC |
| 0 | 6 A a 250 A | 125 mm | ||
| 1 | 16 A a 355 A | 135 mm | ||
| 2 | 25 A a 500 A | 150 mm | ||
| 3 | 250 A a 800 A | |||
| 4/4a | 400 A a 1600 A | 200 mm | ||
I fusibili NH sono utilizzati nell'intervallo di alta corrente delle reti a bassa tensione e sono ampiamente utilizzati negli impianti industriali. Sono utilizzati anche nelle reti elettriche pubbliche, ad esempio nelle stazioni di trasformazione, nelle distribuzioni principali o nell'armadio del contatore degli edifici e come fusibile di misurazione.
Nell'area pre-contatore dei sistemi dei clienti, la TAB 2007 (Condizioni di Connessione Tecnica degli Operatori di Rete Energetica) richiede un dispositivo di disconnessione per contatore. Citazione:
"Un dispositivo di disconnessione è un dispositivo per disconnettere il sistema del cliente dalla rete di distribuzione, che può essere azionato anche dal cliente (non professionista elettrico) (ad es. SMB)."
Gli interruttori magnetotermici selettivi o gli interruttori di carico Neozed, ad esempio, soddisfano questo requisito, ma i fusibili NH no. Pertanto, i fusibili NH vengono utilizzati come fusibili di misurazione nelle nuove installazioni solo se è previsto un altro dispositivo di disconnessione azionabile da non professionisti (ad esempio, sotto forma di backup di misurazione con un sezionatore di carico Neozed).
Portafusibile riparabile
Nel Regno Unito, le unità di consumo nelle installazioni più vecchie sono dotate di portafusibili che possono essere equipaggiati con collegamenti fusibili chiusi o fusibili semi-aperti e riparabili.
In questo sistema, prodotto da aziende come Wylex, l'utente può sostituire il filo del fusibile nell'elemento fusibile. Il filo del fusibile sfuso può essere acquistato in supermercati, stazioni di servizio e negozi di ferramenta. Il portafusibile riparabile è specificato nello standard britannico BS 3036 e può essere dotato di filo per fusibili con una corrente nominale di 5 A, 15 A, 20 A o 30 A.
Secondo BS 7671, la corrente nominale di tali fusibili non deve superare 0,725 volte la corrente nominale continua del circuito. Gli interruttori magnetotermici possono essere utilizzati in sostituzione di questi fusibili.
I possibili pericoli di questo sistema includono persone non addestrate che lavorano su sistemi elettrici, circuiti sovradimensionati intenzionalmente o accidentalmente, e l'uso di "materiale fusibile" conduttivo inadatto come monete, chiodi, forcine, residui di filo o graffette. Il tipo di materiale fusibile utilizzato non può essere determinato senza rimuovere il fusibile. Inoltre, il potere di interruzione dei fusibili riparabili è molto inferiore a quello dei fusibili riempiti di sabbia, il che può causare archi elettrici nelle installazioni adiacenti.
Interruttori magnetotermici
Informazioni generali
Gli interruttori magnetotermici, proprio come i collegamenti fusibili o gli interruttori di potenza, possono disconnettere automaticamente un circuito in caso di sovraccarico o cortocircuito. Per la Germania, si applicano le seguenti regole per le nuove installazioni (secondo i Requisiti di Connessione Tecnica in combinazione con DIN 18015-1):
- Nei quadri di distribuzione dei circuiti residenziali, per i circuiti di illuminazione e prese possono essere utilizzati solo interruttori magnetotermici azionabili da non professionisti. I collegamenti fusibili sono consentiti solo per dispositivi fissi (come scaldabagni) o come protezione primaria per quadri di sotto-distribuzione.
- Gli interruttori magnetotermici selettivi (SLS) vengono utilizzati per la protezione nell'area pre-contatore. I fusibili NH sono consentiti in quest'area di applicazione solo se è prevista un'altra "opzione di disconnessione non professionale per il sistema del cliente", come un sezionatore Neozed per il post-contatore.
Negli spazi residenziali o uffici, vengono solitamente utilizzati interruttori magnetotermici con caratteristica B. La caratteristica C viene utilizzata per la protezione di linee e dispositivi per consumatori con elevate correnti di spunto, poiché la caratteristica B può causare interventi errati durante l'avviamento. Quando si proteggono circuiti con dispositivi elettronici (ballast elettronici, alimentatori a commutazione) con interruttori magnetotermici, occorre prestare particolare attenzione alle loro elevate correnti di spunto.
Gli interruttori magnetotermici con caratteristica B sono disponibili per le seguenti correnti nominali in conformità con la serie Renard: 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50 e 63 ampere. Altri valori potrebbero essere disponibili a seconda del produttore. Gli interruttori magnetotermici di tipo C, D, K e Z sono disponibili in una varietà più ampia di tipi con valori inferiori a 1 A. Negli spazi residenziali in Germania, i singoli circuiti sono solitamente protetti con interruttori magnetotermici B-16 (16 A).
La caratteristica H è stata utilizzata per i circuiti domestici fin dagli anni '50 per ottenere un intervento rapido affidabile in presenza di reti ad alta impedenza o guasti a terra durante i cortocircuiti. Tuttavia, nelle condizioni di rete attuali, l'intervento sensibile al cortocircuito può essere attivato indesideratamente, influenzando i dispositivi con alimentatori a commutazione (come computer, televisori) o motori (come aspirapolvere). In tali casi, si consiglia di sostituire gli interruttori magnetotermici H con interruttori magnetotermici B. Un interruttore magnetotermico H10 può solitamente essere sostituito da un interruttore magnetotermico B13, poiché hanno la stessa caratteristica di sovraccarico.
Caratteristica di intervento
Gli interruttori magnetotermici sono classificati non solo per la loro corrente nominale e il design, ma anche per la loro caratteristica di intervento. I tipi di caratteristica attualmente standardizzati sono B, C, D, E, K e Z, che sono evidenziati nella tabella. I due valori per l'intervento da sovracorrente denotano la corrente di non intervento (piccola corrente di prova) e la corrente di intervento (grande corrente di prova). Il tempo massimo di intervento si applica alla corrente di intervento. Alcuni produttori specificano tolleranze più strette per le correnti di intervento per la protezione da sovracorrente e cortocircuito.
| Caratteristica | Utilizzo e note | Corrente di intervento (Multiplo della corrente nominale) | ||
|---|---|---|---|---|
| Intervento sovraccarico (Termico) | Intervento cortocircuito (Magnetico) | |||
| AC (50 Hz) | DC | |||
| A | Siemens (non standardizzato); protezione semiconduttore; con elevata impedenza di rete; simile a Z | 1.13-1.45 [30°C, 1 ora] (sopra 63 A: 2 ore) | 2 - 3 | x 1.5 |
| B | Usato per la protezione standard della linea | 3 - 5 | ||
| C | Usato per correnti di spunto più elevate (macchine, gruppi di lampade), comune in Italia | 5 - 10 | ||
| D | Usato per carichi altamente induttivi o capacitivi: trasformatori, elettromagneti, condensatori, alimentatori a commutazione | 10 - 20 | ||
| E | "Exatto", SMB - Interruttore magnetotermico principale selettivo | 1.05-1.2 [30°C, 2 ore] | 5 - 6.25 | |
| Z | Protezione semiconduttore; con elevata impedenza di rete | Interruttori magnetotermici secondo EN 60947-2 (VDE 0660-101) 1.05-1.2 [20°C, 2 ore] 1.05-1.3 [30°C, 1 ora] | 2 - 3 | x 1.5 |
| R | Moeller; "rapido", obsoleto; identico a Z | |||
| K | "Potenza"(ted. Kraft), per correnti di spunto elevate, intervento sovraccarico sensibile | 8 - 14 | ||
| S | Moeller (non standardizzato); "Trasformatori di controllo"(ted. Steuertransformatoren); simile a D | 13 - 17 | ||
| H | "Household", fino a circa il 1977; con elevata impedenza di rete; simile a A o Z; Tipo di sostituzione in casa: B | 1.5-2.1 (fino a 4 A) 1.5-1.9 (6-10 A) 1.4-1.75 (12-25 A) 1.3-1.6 (sopra 25 A) [25°C, 1 ora] | 2 - 3 | 3 - 5 |
| L | "Line Protection" (originariamente "Light"), fino al 1990; Tipo di sostituzione: B; ancora standardizzato come interruttore magnetotermico di retrofit a vite | circa 3.5 - 5 | max. 8 | |
| U | "Universale" fino a circa il 1993 (ad es. ABB, Moeller, Schrack); spesso in Austria, precursore: HG; Tipo di sostituzione: C | 5.5 - 12 | ||
| U | Seconda variante (rara, ad es. AEG): rilascio sovraccarico simile a G | 1.05 - 1.35 [1 ora] | 6 - 10 | x 1.5 |
| G | Protezione dispositivo (internazionale “Generale”), obsoleto; Tipo di sostituzione: C | |||
| V | "Consumatore"(ted. Verbraucher), fino a ca. 1990 (ad es. CMC, Weber, ABB); spesso in Svizzera, obsoleto; Tipo di sostituzione: C | 1.5-1.9 (10 A) 1.4-1.75 (16-25 A) 1.3-1.6 (32 A) | 7 - 12 | |
Potere di interruzione
Gli interruttori magnetotermici devono essere in grado di spegnere correnti di cortocircuito elevate. Il potere di interruzione, denominato potere di interruzione nominale in cortocircuito Icn, è normativamente classificato come segue:
| Potere di interruzione (230/400VAC 50Hz) | Nota |
|---|---|
| 3.000 A | Non consentito in Germania e Austria. |
| 4.500 A | Utilizzato in Italia per consumatori monofase. |
| 6.000 A | Valore minimo in Germania (secondo TAB) e Austria. Comune per edifici residenziali e uffici e piccole imprese. |
| 10.000 A | Utilizzato in strutture industriali. |
| 15.000 A | Utilizzato nell'industria e per casi speciali. |
| 25.000 A | MCB ad alte prestazioni e interruttori magnetotermici selettivi. |
Inoltre, esistono requisiti per la limitazione della corrente di cortocircuito. In Germania, secondo le condizioni di connessione tecnica per interruttori magnetotermici fino a 32 A, è valida solo la classe di limitazione energetica 3 (classe di selettività 3, "requisiti elevati"), che ha la massima limitazione della corrente di cortocircuito secondo VDE 0641.
In caso di cortocircuito, la corrente (corrente di cortocircuito presunta) è molto elevata, determinata solo dall'impedenza di rete (resistenza interna). L'interruttore magnetotermico limita la corrente di cortocircuito a un valore inferiore grazie al suo design. Un'elevata limitazione energetica garantisce un'elevata selettività con i collegamenti fusibili a monte e protegge il sistema dagli effetti elettromagnetici.
Funzionalità
Design
Gli interruttori magnetotermici hanno un alloggiamento in plastica. Le versioni più vecchie erano cilindriche e venivano utilizzate al posto dei fusibili a vite precedentemente comuni nelle filettature Edison o avvitate con una sottile striscia metallica. Gli interruttori magnetotermici moderni hanno alloggiamenti rettangolari e possono essere montati vicini tra loro su una guida di montaggio (guida DIN).
Gli interruttori magnetotermici unipolari sono oggi solitamente larghi un modulo (1 TE). La larghezza di un modulo è 18 mm. Secondo lo standard DIN 43880:1988-12, la larghezza di installazione dei dispositivi dovrebbe essere compresa tra 17,5 e 18,0 mm. Le versioni bipolari sono prodotte con larghezze di 2 TE, 1,5 TE o 1 TE. Gli interruttori magnetotermici tripolari e quadripolari sono corrispondentemente più larghi. Esistono anche interruttori magnetotermici con una larghezza di 1,5 TE per polo. Questi sono solitamente progettati per correnti nominali da 80 A a 125 A e/o con un potere di interruzione molto elevato. Un interruttore magnetotermico selettivo è largo 1,5 TE, i tipi più vecchi sono 2 TE. Sono montati su una sbarra collettrice con una distanza centro-centro di 40 mm. In alternativa, gli interruttori magnetotermici selettivi vengono montati anche su normali guide DIN, ma non si adattano ai convenzionali piccoli quadri di distribuzione.
Se un interruttore magnetotermico deve anche commutare il conduttore neutro, devono essere utilizzati interruttori magnetotermici speciali, poiché il contatto per il conduttore neutro deve aprirsi in ritardo e chiudersi in anticipo. Ciò garantisce che la fase non venga mai commutata senza il conduttore neutro.
Struttura
- Leva di commutazione per il funzionamento manuale on/off. Include anche l'indicazione visiva dello stato dell'interruttore.
- Meccanismo di intervento per rilasciare l'interruttore magnetotermico in condizioni di guasto.
- Contatto di commutazione per creare o interrompere la connessione elettrica.
- Connettore terminali per la connessione elettrica.
- Striscia bimetallica per protezione da sovraccarico termicamente innescata.
- Vite di calibrazione utilizzata dal produttore per impostare il comportamento di intervento termico (parte della curva caratteristica).
- Bobina di intervento elettromagnetica per correnti elevate, tipicamente correnti di cortocircuito.
- Camera di spegnimento dell'arco per spegnere l'arco durante l'interruzione di una corrente di cortocircuito. L'arco si sposta dal contatto di commutazione di apertura (3) all'area della camera di spegnimento dell'arco, dove viene estinto tramite separazione e raffreddamento.
Meccanismo di spegnimento
Il meccanismo di spegnimento può essere innescato in quattro modi:
- Spegnimento per sovraccarico
- Se il valore nominale predeterminato della corrente che scorre attraverso l'interruttore magnetotermico viene superato significativamente per un periodo di tempo prolungato, avviene lo spegnimento. Il tempo fino allo spegnimento dipende dall'intensità della sovracorrente; è più breve per sovracorrenti elevate rispetto a lievi deviazioni dalla corrente nominale. Un bimetallo viene utilizzato per innescare il meccanismo di spegnimento (spegnimento termico) piegandosi quando riscaldato dalla corrente che scorre attraverso di esso.
- Spegnimento elettromagnetico per cortocircuito
- Se si verifica un cortocircuito in un sistema, lo spegnimento avviene entro pochi millisecondi grazie a un elettromagnete alimentato dal flusso di corrente.
- Spegnimento manuale
- I circuiti possono essere spenti manualmente dall'interruttore magnetotermico per manutenzione o spegnimento temporaneo. A questo scopo, un interruttore a levetta o un pulsante di rilascio si trova sulla parte anteriore.
- Spegnimento tramite moduli aggiuntivi
- Per la maggior parte degli interruttori magnetotermici di produttori rinomati, ci sono interruttori ausiliari collegabili, dispositivi di sgancio per sottotensione e sovracorrente, dispositivi di corrente residua (RCD), dispositivi di rilevamento guasti ad arco (AFDD) e azionamenti motore (richiusori automatici) che possono essere utilizzati per azionare l'interruttore magnetotermico. I moduli aggiuntivi sono collegati a destra o a sinistra dell'interruttore magnetotermico o cablati di conseguenza nel quadro di distribuzione, a seconda dell'interruttore magnetotermico.
Spegnimento a scatto libero
Una caratteristica importante degli interruttori magnetotermici è il meccanismo di intervento non influenzabile. Garantisce che, in caso di cortocircuito, l'intervento avvenga immediatamente anche se la maniglia operativa viene manipolata o tenuta in posizione "on".
Ripristino
Dopo un intervento per sovraccarico, la striscia bimetallica deve prima raffreddarsi prima che possa essere eseguito un ripristino. Il ripristino manuale richiesto per il riavvio avvisa l'utente di un potenziale problema e impedisce il ripristino automatico (fail-safe). Ciò previene riavvii incontrollati di apparecchiature sovraccariche o la riattivazione incontrollata di dispositivi/installazioni difettosi.
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