Interruttore automatico: cosa protegge e come funziona

Gli interruttori automatici sono dispositivi il cui compito è proteggere una linea elettrica da danni causati da una grande corrente. Può trattarsi di sovracorrenti da cortocircuito o semplicemente di un potente flusso di elettroni che passa attraverso il cavo per un tempo sufficientemente lungo e che può surriscaldarsi con l'ulteriore fusione dell'isolamento. L'interruttore in questo caso impedisce conseguenze negative interrompendo l'alimentazione di corrente al circuito. Successivamente, quando la situazione torna alla normalità, il dispositivo può essere riacceso manualmente.

Funzioni dell'interruttore automatico

I dispositivi di protezione sono progettati per eseguire le seguenti attività di base:

• Commutazione del circuito elettrico (la possibilità di disattivare l'area protetta in caso di mancanza di corrente).
• Diseccitare il circuito affidato quando vi sono correnti di corto circuito.
• Protezione della linea da sovraccarichi quando una corrente eccessiva passa attraverso il dispositivo (ciò accade quando la potenza totale dei dispositivi supera il massimo consentito).

In breve, gli AB svolgono contemporaneamente una funzione protettiva e una funzione di controllo.

I principali tipi di interruttori

Esistono tre tipi principali di AB, diversi nel design e progettati per funzionare con carichi di dimensioni diverse:

• Modulare. Ha preso il nome dalla larghezza standard, un multiplo di 1,75 cm, è progettato per piccole correnti ed è installato nelle reti di alimentazione domestiche, per una casa o un appartamento. Di norma, si tratta di un interruttore unipolare o bipolare.
• Cast. Si chiama così a causa del corpo del cast. Può resistere fino a 1000 Ampere ed è utilizzato principalmente nelle reti industriali.
• Aria. Progettato per funzionare con correnti fino a 6300 Ampere. Molto spesso si tratta di una macchina automatica a tre poli, ma ora dispositivi di questo tipo vengono prodotti con quattro poli.

Un interruttore di protezione monofase è un interruttore che è più comune nelle reti domestiche. Può essere 1 e 2 poli. Nel primo caso, solo il conduttore di fase è collegato al dispositivo e nel secondo - anche zero.

Oltre ai tipi elencati, esistono anche dispositivi a corrente residua, indicati con l'abbreviazione RCD, e macchine differenziali.

Il primo non può essere considerato AB a tutti gli effetti, il loro compito non è proteggere il circuito e i dispositivi inclusi in esso, ma prevenire scosse elettriche quando una persona tocca un'area aperta. L'interruttore differenziale è un AB e un RCD combinati in un unico dispositivo.

Come sono disposti gli interruttori automatici?

Consideriamo in dettaglio il dispositivo dell'interruttore. Il corpo macchina è realizzato in materiale dielettrico. Si compone di due parti, che sono collegate da rivetti. Se è necessario smontare il corpo, i rivetti vengono forati e si apre l'accesso agli elementi interni dell'interruttore. Questi includono:

• Morsetti a vite.
• Conduttori flessibili.
• Maniglia di comando.
• Contatto mobile e fisso.
• Un rilascio elettromagnetico, che è un solenoide con un nucleo.
• Rilascio termico, che include una piastra bimetallica e una vite di regolazione.
• Uscita del gas
• Camera di estinzione dell'arco.

Sul retro, il fusibile di sicurezza automatico è dotato di uno speciale dispositivo di chiusura, con il quale è fissato alla guida DIN.

Quest'ultimo è un binario metallico con una larghezza di 3,5 cm, su cui sono fissati dispositivi modulari, nonché alcuni tipi di contatori elettrici. Per collegare la macchina al binario, il corpo del dispositivo di protezione deve essere avvolto sulla parte superiore, quindi fare clic sul fermo spingendo la parte inferiore del dispositivo. È possibile rimuovere l'interruttore automatico dalla guida DIN agganciando il fermo dal basso.

Il fermo dell'interruttore modulare può essere molto stretto. Per collegare un dispositivo del genere a una guida DIN, è necessario prima agganciare il fermo dal basso e posizionare il dispositivo di protezione al posto del dispositivo di fissaggio, quindi rilasciare l'elemento di bloccaggio.

Puoi renderlo più semplice: quando fai scattare il fermo, premi con decisione sulla parte inferiore con un cacciavite.

È chiaro perché nel video è necessario un interruttore automatico:

Come funziona l'interruttore

Ora scopriamo come funziona l'interruttore di protezione della rete. Si collega sollevando la leva di comando. Per disconnettere l'AV dalla rete, la leva è abbassata.

Quando l'interruttore di protezione elettrico funziona in modalità normale, la corrente elettrica con la leva di comando sollevata viene fornita al dispositivo attraverso il cavo di alimentazione collegato al terminale superiore. Il flusso di elettroni arriva a un contatto stazionario e da esso a uno mobile.

Quindi la corrente fluisce attraverso il conduttore flessibile al solenoide del rilascio elettromagnetico. Da esso, lungo il secondo conduttore flessibile, l'elettricità arriva alla piastra bimetallica, che è inclusa nel rilascio termico. Dopo essere passato lungo la piastra, il flusso di elettroni attraverso il terminale inferiore entra nella rete connessa.

Caratteristiche del rilascio termico

Se la corrente supera il circuito in cui è installato l'interruttore, si verifica un sovraccarico. Il flusso di elettroni ad alta potenza, che passa attraverso la piastra bimetallica, ha un effetto termico su di essa, rendendolo più morbido e costringendolo a piegarsi verso l'elemento di intervento. Quando quest'ultimo viene a contatto con la piastra, la macchina viene attivata e l'alimentazione di corrente al circuito si interrompe. Pertanto, la protezione termica aiuta a prevenire il riscaldamento eccessivo del conduttore, che può portare alla fusione dello strato isolante e danni al cablaggio.

Il riscaldamento della piastra bimetallica a tal punto che si piega e fa scattare l'AB si verifica per un certo tempo. Dipende da quanto la corrente supera la potenza nominale della macchina e può richiedere sia alcuni secondi che un'ora.

Il rilascio termico viene attivato quando la corrente del circuito supera il valore nominale della macchina di almeno il 13%. Dopo che la piastra bimetallica si è raffreddata e la corrente corrente è normalizzata, il dispositivo di protezione può essere riacceso.

Esiste un altro parametro che può influire sul funzionamento di AB sotto l'influenza di un rilascio termico: questa è la temperatura ambiente.

Se l'aria nella stanza in cui è installato il dispositivo ha una temperatura elevata, la piastra si riscalda fino al limite di intervento più velocemente del solito e può essere attivata anche con un leggero aumento della corrente. Al contrario, se la casa è fredda, la piastra si riscalda più lentamente e aumenta il tempo prima che il circuito venga disconnesso.

Il rilascio termico, come detto, richiede un certo tempo durante il quale la corrente del circuito può tornare alla normalità. Quindi il sovraccarico scompare e il dispositivo non si spegne. Se l'entità della corrente elettrica non diminuisce, la macchina diseccita il circuito, evitando che lo strato isolante si sciolga e che il cavo non si bruci.

Il sovraccarico è spesso causato dall'inclusione di dispositivi nel circuito, la cui potenza totale supera quella calcolata per una determinata linea.

Sfumature di protezione elettromagnetica

Il rilascio elettromagnetico è progettato per proteggere la rete dai cortocircuiti e differisce da quello termico in termini di funzionamento. Sotto l'azione di sovracorrenti da cortocircuito, nel solenoide si alza un potente campo magnetico. Spinge lateralmente il nucleo della bobina, che apre i contatti di potenza del dispositivo di protezione, agendo sul meccanismo di rilascio. L'alimentazione alla linea viene interrotta, eliminando così il rischio di incendio nel cablaggio, nonché la distruzione dell'installazione chiusa e dell'interruttore.

Poiché in caso di cortocircuito nel circuito, si verifica un aumento istantaneo della corrente a un valore che può portare a gravi conseguenze in breve tempo, il funzionamento della macchina sotto l'influenza di un rilascio elettromagnetico avviene in centesimi di secondo. È vero, in questo caso, la corrente deve superare AB nominale di 3 o più volte.

Chiaramente sugli interruttori nel video:

Scivolo ad arco

Quando i contatti del circuito attraverso il quale scorre la corrente elettrica si aprono, si genera un arco elettrico tra loro, la cui potenza è direttamente proporzionale alla grandezza della corrente di rete. Ha un effetto distruttivo sui contatti, quindi, per proteggerli, nel dispositivo è inclusa una camera ad arco, che è un insieme di piastre installate parallelamente tra loro.

Al contatto con le piastre, l'arco viene frammentato, a seguito del quale la sua temperatura diminuisce e si verifica l'attenuazione. I gas generati durante la comparsa dell'arco vengono rimossi attraverso un foro speciale dal corpo del dispositivo di protezione.

Conclusione

In questo articolo, abbiamo parlato di cosa sono gli interruttori automatici, di cosa sono questi dispositivi e di come funzionano. Infine, supponiamo che gli interruttori automatici non siano progettati per essere installati nella rete come switch convenzionali. Tale utilizzo porterà rapidamente alla distruzione dei contatti del dispositivo.