Interruttori automatici per quadri di distribuzione di energia

I quadri di distribuzione elettrica, chiamati anche quadri di distribuzione o quadri elettrici, si trovano al centro di un sistema a bassa tensione. Ricevono l'energia dalla sorgente a monte e la suddividono in numerosi circuiti in uscita.

Gli interruttori automatici all'interno di questi quadri sono i dispositivi che trasformano questa struttura in un sistema sicuro e controllabile. Comprendere come funzionano e come sceglierli aiuta a progettare una protezione stabile della distribuzione dell'energia nei quadri di bassa tensione.

Cosa fanno i quadri di distribuzione dell'energia

Un tipico quadro elettrico a bassa tensione è composto da tre parti fondamentali. La sezione di ingresso si collega al trasformatore o al quadro elettrico principale. La sezione sbarre conduce la corrente attraverso barre di rame o alluminio. La sezione di uscita contiene file di interruttori automatici che alimentano i circuiti derivati ​​e i quadri secondari.

L'energia elettrica fluisce dall'interruttore di ingresso alle sbarre collettrici e quindi a ciascun interruttore di uscita. Ogni interruttore del quadro elettrico protegge una parte del sistema e ne consente l'isolamento quando necessario.

Ruoli degli interruttori automatici nei quadri BT

Protezione di cavi e apparecchiature

In un quadro di distribuzione, gli interruttori automatici sono più di semplici interruttori. Una delle loro funzioni principali è quella di proteggere cavi e apparecchiature da sovraccarichi e cortocircuiti, aprendo il circuito quando la corrente supera un livello definito. Ciò previene il surriscaldamento, i danni all'isolamento e la perdita di vita utile dei dispositivi collegati.

Isolamento sicuro per la manutenzione

Un'altra funzione è quella di fungere da punti di isolamento trasparenti, in modo che il personale addetto alla manutenzione possa lavorare in sicurezza su un circuito di alimentazione o finale con l'alimentazione scollegata e lo stato visibile. Quando l'interruttore è in posizione aperta e correttamente bloccato, i tecnici possono verificare che il circuito sia separato dalla barra collettrice attiva ed eseguire ispezioni o riparazioni con un rischio molto inferiore.

Supporto per la selettività nel sistema

Una terza funzione è quella di supportare la selettività del sistema. Un guasto in un ramo dovrebbe far scattare solo l'interruttore che serve quel ramo, mentre gli altri circuiti del quadro elettrico continuano a funzionare.

Per raggiungere questo obiettivo, i quadri elettrici utilizzano normalmente un mix di tipi di interruttori. Le posizioni principali e di alimentazione sono spesso protette da interruttori scatolati. I circuiti finali sono solitamente protetti da interruttori miniaturizzati. Dispositivi differenziali o di dispersione a terra vengono aggiunti laddove siano richiesti la protezione delle persone e il monitoraggio delle perdite.

Posizioni tipiche dell'interruttore in un quadro di distribuzione

La tabella seguente mostra in modo semplice come sono solitamente disposti i diversi interruttori all'interno di un quadro di distribuzione a bassa tensione.

Combinando questi livelli, il progettista costruisce una gerarchia di protezione. Il dispositivo principale controlla l'intero quadro, gli interruttori di alimentazione proteggono i grandi gruppi a valle e gli interruttori più piccoli proteggono i singoli carichi.

Fattori chiave nella scelta degli interruttori del quadro elettrico

Per rendere la selezione più strutturata, puoi seguire una semplice checklist.

• Definisci la tensione del pannello e il tipo di sistema, ad esempio monofase o trifase, e scegli interruttori con tensione nominale corrispondente o superiore.
• Calcolare la corrente continua per ogni alimentatore e circuito finale. Selezionare interruttori con valori nominali che sopportino questa corrente con un margine ragionevole, tenendo conto delle dimensioni dei cavi.
• Stimare la corrente di cortocircuito massima nel punto in cui si trova il quadro. Assicurarsi che ogni interruttore abbia un potere di interruzione pari o superiore a questo valore.
• Decidere quali circuiti necessitano di interruttori scatolati per correnti più elevate e quali possono utilizzare interruttori miniaturizzati per carichi più piccoli.
• Pianificare la selettività in modo che gli interruttori a valle eliminino i guasti prima che l'interruttore principale o di linea scatti. Utilizzare curve di intervento o sganciatori elettronici regolabili, ove necessario.
• Controllare il tipo di montaggio, lo stile dei terminali e lo spazio all'interno dell'involucro in modo che l'interruttore possa essere installato e riparato facilmente.

Questo approccio graduale collega i calcoli elettrici ai prodotti reali e alla disposizione fisica del pannello.

Coordinamento e comportamento del sistema

Coordinamento significa che un guasto deve essere eliminato il più vicino possibile alla sua origine. In un quadro di distribuzione elettrica, questo di solito significa che un interruttore finale si apre per primo. L'interruttore di linea dovrebbe scattare solo se un guasto non viene eliminato a livello di derivazione. L'interruttore principale dovrebbe intervenire solo per guasti che interessano l'intero quadro o per guasti molto gravi che sovraccaricano le apparecchiature a monte.

Un buon coordinamento porta a due risultati: limita la parte del sistema che perde potenza e riduce lo stress sugli interruttori a monte che altrimenti dovrebbero interrompere molti più guasti. In pratica, il coordinamento si ottiene scegliendo i valori di corrente nominali appropriati, le impostazioni di ritardo per gli interruttori scatolati e le curve appropriate per gli interruttori miniaturizzati.

Integrazione meccanica e progettazione del pannello

Le caratteristiche elettriche rappresentano solo metà del lavoro. Gli interruttori devono anche integrarsi meccanicamente nel quadro. I progettisti devono considerare la larghezza e l'altezza di ogni taglia di telaio, i metodi di collegamento delle sbarre, il raggio di curvatura dei cavi, la profondità della porta e la necessità di accessori come sganciatori di apertura, sganciatori di minima tensione e contatti ausiliari.

Un layout pulito del quadro elettrico posiziona l'interruttore principale in una posizione accessibile, alimenta le sbarre con un percorso chiaro e raggruppa gli interruttori in uscita in modo logico per funzione o posizione. Un buon abbinamento tra il design dell'interruttore del quadro elettrico e la struttura del quadro semplifica l'installazione e migliora la sicurezza durante future modifiche.

Sintesi

Gli interruttori automatici all'interno dei quadri di distribuzione elettrica costituiscono la spina dorsale del controllo dell'energia a bassa tensione. Quando le caratteristiche dei dispositivi, il coordinamento e la disposizione meccanica vengono pianificati congiuntamente, il risultato è un quadro che fornisce energia in modo affidabile e reagisce ai guasti in modo controllato e prevedibile.

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