Interruttore magnetotermico – wikipedia gas bubble

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I due fenomeni considerati, cortocircuito e sovraccarico hanno caratteristiche ben diverse e devono essere considerati separatamente. Come si nota dal nome, all’interno di un interruttore magnetotermico sono presenti due ben distinte sezioni che rilevano i due fenomeni per mezzo di differenti principi fisici.

Inizialmente l’interruttore deve essere chiuso agendo sul comando manuale oppure, nei modelli più grandi, per mezzo di motori elettrici. In questo modo viene caricata una molla che tende a provocare l’apertura dei contatti, ma è trattenuta da un’ancorina. Quando una sezione del dispositivo rileva un guasto, la molla viene liberata e si ha lo scatto, cioè l’apertura dell’interruttore.

Questo tipo di guasto si verifica quando due conduttori a differente potenziale (nel caso generale della corrente alternata trifase: fase – neutro; fase L1 – fase L2; fase L1 – fase L3; fase L2 – fase L3) entrano in diretto contatto tra loro, provocando un elevatissimo e istantaneo flusso di corrente.

La rilevazione di questo evento avviene per mezzo di un solenoide avvolto su una barra magnetica, in pratica un relè. L’elevato impulso di corrente induce un campo magnetico che attira un’ancorina, la quale provoca l’apertura dell’interruttore. La caratteristica di intervento è istantanea, in modo da evitare sollecitazioni termiche e meccaniche dovute all’elevata corrente di corto circuito, dannose per le condutture e le apparecchiature elettriche.

Questo problema si verifica quando l’intensità di corrente supera un valore prefissato a causa per esempio di troppi carichi accesi contemporaneamente. Il limite di corrente è determinato da limiti costruttivi dell’impianto e in particolare dalla capacità dei fili conduttori di smaltire il calore prodotto per effetto Joule.

La rilevazione avviene per mezzo di una "resistenza elettrica" costituita da una lamina bimetallica. A causa della differenza nella dilatazione termica di due metalli accoppiati (vincolati o tramite incollaggio o grappette metalliche), la lamina si piega fino a provocare lo scatto dell’interruttore. L’interruttore non interviene istantaneamente, ma vi è un ritardo di tempo solitamente voluto, in quanto sovraccarichi di breve durata e di modesta intensità sono ordinari in un circuito. Il tempo di intervento di un interruttore termico è quindi legato all’entità del fenomeno di sovraccarico: tanto è più grande la sovracorrente, tanto l’interruttore interviene prima (caratteristica a tempo inverso)

Alcuni apparecchi più moderni impiegano sistemi elettronici. Esistono in commercio dispositivi con valori limite prefissati da pochi a centinaia di Ampere, (unità base del sistema internazionale usata per misurare l’intensità della corrente elettrica) e altri in cui il valore è regolabile dall’installatore. In più si può utilizzare sugli impianti civili.

In un impianto esteso è vantaggioso suddividere il sistema in zone di protezione separate, in modo tale che l’intervento di un dispositivo di protezione in caso di sovraccarico o guasto isoli un’area limitata senza lasciare "al buio" l’intero edificio.

Questa caratteristica è definita "selettività" dell’impianto o protezione selettiva cioè garantisce lo scollegamento, in caso di sovraccarico o corto circuito, di un singolo carico o di una parte di un circuito elettrico con più carichi, in modo da isolare i guasti senza coinvolgere l’intero circuito elettrico, che continuerà a funzionare normalmente.

A questo scopo si usa strutturare l’impianto secondo una logica gerarchica, con un interruttore generale a monte, seguito da diversi apparecchi a protezione di macrozone, a loro volta seguiti da altri apparecchi a protezione del ramo finale del circuito. L’interruttore generale deve avere una soglia di intervento sufficientemente elevata da garantire l’assorbimento massimo di tutto l’impianto, mentre gli apparecchi di zona devono avere una soglia inferiore in funzione dell’assorbimento previsto per il ramo protetto.

Le curve di intervento standard secondo la normativa di prodotto CEI EN 60898-1 sono contraddistinte da una lettera alfabetica e sono, in ordine decrescente di sensibilità: B, C, D. Precedentemente B e C erano denominate rispettivamente L e U.

La curva C è in grado di tollerare sovracorrenti fino a cinque-dieci volte la corrente di intervento per brevi periodi ed è largamente usata negli impianti domestici. La curva D consente ampi superamenti della soglia per tempi brevi (10-20 volte), ed è utile per evitare interventi indesiderati nel caso in cui i carichi protetti assorbano elevate correnti di spunto all’avvio (es. motori elettrici industriali). B è la curva che presenta la maggiore sensibilità (3-5 volte la corrente nominale).