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Nozioni fondamentali

Sovraccarichi e correnti di cortocircuito si manifestano spesso in maniera inaspettata producendo danni e interruzioni del processo in corso in un impianto. Le conseguenze sgradite di questi eventi possono essere cadute di produzione e costi di riparazione.

Minimizzate i danni mettendo in sicurezza separatamente singoli dispositivi e gruppi di dispositivi. In questo modo i dispositivi terminali vengono protetti in maniera ottimale da danni e guasti. I settori dell'impianto che non sono compresi nel circuito elettrico colpito continuano a lavorare, fino a che il processo lo consente.

Correnti nominali delle utenze

Utenze elettriche  

Utenze elettriche con correnti nominali diversificate

In caso di correnti nominali diversificate si consiglia di mettere in sicurezza i circuiti elettrici separatamente. Per ogni corrente nominale sono disponibili interruttori di protezione adatti.

Di seguito alcuni esempi:

  • Valvole: da 0,5 fino a 4 A
  • Motori: da 1 fino a 12 A
  • Relè: da 0,5 fino a 5 A
  • Controllori: da 1 fino a 8 A
  • Sensori: da 0,5 fino a 2 A
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Correnti di sovraccarico

Motori con indicazione di correnti di sovraccarico  

Disinserzione di correnti di sovraccarico in pochi secondi o entro pochi minuti

Le correnti di sovraccarico sorgono quando i dispositivi terminali assorbono una corrente superiore a quella prevista dalla corrente nominale. Tali situazioni si possono presentare ad esempio a causa di un meccanismo bloccato. Anche le correnti di avviamento temporanee delle macchine sono correnti di sovraccarico. Si inseriscono principalmente in maniera calcolata, ma in base al carico della macchina possono variare al momento dell'avvio.

Nella scelta del fusibile o dell'interruttore di protezione per simili circuiti elettrici è necessario considerare queste condizioni. Una disinserzione sicura deve avvenire nell'arco di secondi o entro pochi minuti.

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Correnti di cortocircuito

Motori con indicazione di un cortocircuito  

Disinserzione di correnti di cortocircuito in millisecondi

I cortocircuiti possono generarsi in caso di danni di isolamento tra due cavi conduttori di tensione di esercizio. I dispositivi di protezione tipici per la disinserzione delle correnti di cortocircuito sono i fusibili o gli interruttori automatici con differenti meccanismi di intervento.

Le correnti di cortocircuito dovrebbero disinserirsi in maniera sicura nell'arco di millisecondi.

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Correnti di guasto

Le correnti di guasto si generano in caso di isolamento difettoso e in caso di cortocircuiti tra parti conduttrici di tensione e la terra. Simili errori possono condurre a tensioni di contatto mortali per uomini e animali.

Gli interruttori di protezione contro le correnti di guasto disattivano i settori dell'impianto nei quali tali guasti si verificano in pochi secondi. Questo tipo di dispositivi di protezione non vengono qui considerati.

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Influenza della lunghezza del cavo sul comportamento di arresto

In caso di guasto le linee lunghe limitano la corrente di intervento necessaria. In questo modo possono ritardare o impedire la disinserzione.

La lunghezza del cavo massima tra alimentatore e dispositivi terminali dipende dai seguenti criteri:

  • Corrente massima dell'alimentazione
  • Resistenza interna dell'interruttore di protezione
  • Resistenza di linea

La resistenza di linea dipende dalla lunghezza del cavo e dalla relativa sezione. Per tale ragione durante l'installazione è necessario scegliere la linea più breve.

Alimentazione e utenza

Lunghezza e sezione determinano le condizioni di intervento di un interruttore di protezione

La resistenza di linea agisce contro un cortocircuito. In caso di fonti di tensione poco potenti una resistenza di linea può limitare un cortocircuito a tal punto che il dispositivo di protezione non percepisce più tale corrente come corrente di cortocircuito. Ad esempio se la soglia di intervento superiore dell'interruttore di protezione con caratteristica C è notevolmente maggiore della corrente nominale. Perciò è possibile che proprio con questi dispositivi di protezione si verifichi un ritardo della disinserzione in caso di cortocircuito.

I dispositivi di protezione ottimizzati con caratteristica SBF o limitazione di corrente attiva sono in grado di riconoscere più rapidamente il superamento della corrente nominale.

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Calcolo cavo

Per calcolare la lunghezza del cavo massima sono necessari i seguenti dati:

RmaxResistenza assorbita massima
UTensione nominale
ICBCorrente nominale dell'interruttore di protezione
xlFattore di intervento in base alla curva caratteristica della corrente/multiplo della corrente nominale
RLmaxResistenza di linea massima
RCB1AResistenza interna dell'interruttore di protezione 1A
LmaxLunghezza cavo massima
ASezione del conduttore
ρResistenza di linea specifica Rho, (Cu 0,01786)
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Esempio

Per il seguente esempio di calcolo vengono utilizzati i seguenti valori:

U24 V DC
xl15 (curva caratteristica M1)
ICB1 A
RCB1A1,1 (dalla tabella per le correnti nominali e le resistenze interne degli interruttori di protezione magnetotermici)
P0,01786 (rame)
A1,5 mm2 (supposto)
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Calcolo

Calcolo esempio delle lunghezze cavo  

Calcolo esempio delle lunghezze cavo

Di seguito è rappresentato una calcolo in tre passi:

  1. Resistenza assorbita del circuito elettrico
  2. Resistenza di linea massima
  3. Lunghezza cavo massima
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Contatto principale e ausiliario

Contatto principale e ausiliario degli interruttori di protezione  

Posizione del contatto ausiliario in base alla condizione di esercizio del contatto principale

Molti interruttori di protezione dispongono di contatti ausiliari. Questi consentono la richiesta remota delle condizioni di esercizio e la segnalazione dei controllori.

Legenda:

Power = contatto principale
Signal = contatto ausiliario
NO = contatto di chiusura (normally open)
NC = contatto di apertura (normally closed)
C = contatto di scambio, contatto di fondo comune (common)

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Identificazione connessioni

ContattoIdentificazione
Contatti principalisingolo: 1-2
 in gruppi: 1-2 / 3-4 / 5-6 / ...
Contatti ausiliariContatto in chiusura singolo: 13-14
 Contatti in chiusura in gruppi: 1.13-1.14 / 2.13-2.14 / 3.13-3.14 / ...
 Contatto in apertura: 11-12
 Contatti in apertura in gruppi: 1.11-1.12 / 2.11-2.12 / 3.11-3.12 / ...

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