Arresto di protezione negli impianti elettrici

Per spegnimento di protezione si intende lo spegnimento automatico rapido, per un tempo non superiore a 200 ms, dalla fonte di alimentazione di tutte le fasi dell'utenza o di parte del cablaggio elettrico, se l'isolamento è danneggiato o si verifica un'altra situazione di emergenza che minaccia una persona con una scossa elettrica.

Spegnimento automatico protettivo dell'alimentazione - apertura automatica del circuito di uno o più conduttori di fase (e, se necessario, del conduttore di lavoro neutro), eseguita ai fini della sicurezza elettrica.

La disconnessione protettiva può essere sia l'unica e principale misura di protezione, sia una misura aggiuntiva alle reti di messa a terra e neutralizzazione in connessione con impianti elettrici con una tensione operativa fino a 1000 volt.

Designazione di spegnimento protettivo - garantire la sicurezza elettrica, che si ottiene limitando il tempo di esposizione di una persona a correnti pericolose.

Spegnimento sicuro: protezione ad alta velocità che garantisce lo spegnimento automatico dell'impianto elettrico in caso di pericolo di scosse elettriche al suo interno.Questo pericolo può verificarsi quando:

• cortocircuito di una fase al corpo dell'apparecchiatura elettrica;

• con una diminuzione della resistenza di isolamento delle fasi rispetto al suolo al di sotto di un certo limite;

• la comparsa di una tensione più elevata nella rete;

• toccando una parte viva che è viva.

In questi casi, nella rete cambiano alcuni parametri elettrici: ad esempio la tensione cassa-terra, la tensione fase-terra, la tensione omopolare, ecc. Ciascuno di questi parametri può essere modificato, o meglio, il passaggio a un certo limite, al quale sussiste il pericolo di lesioni a una persona a causa della corrente elettrica, può fungere da impulso che fa scattare il funzionamento di un dispositivo di sezionamento di protezione, che è, spegnimento automatico di una sezione pericolosa dalla rete.

Ai dispositivi attuali viene solitamente applicata una volpe di spegnimento protettiva di quattro tipi di impianti elettrici:

• Installazioni mobili con neutro isolato (in tali condizioni, in linea di principio, la costruzione di un dispositivo di messa a terra a tutti gli effetti è problematica). La disconnessione protettiva viene quindi utilizzata insieme alla messa a terra o come misura di protezione indipendente.

• Impianti fissi con neutro isolato (dove è necessario proteggere le macchine elettriche con cui lavorano le persone).

• Installazioni mobili e fisse con neutro di qualsiasi tipo, dove esiste un alto grado di pericolo di scosse elettriche o se l'installazione viene utilizzata in un ambiente esplosivo.

• Le installazioni fisse con un solido neutro messo a terra in alcune utenze ad alta potenza e in utenze remote dove la messa a terra è insufficiente per la protezione o dove non è sufficientemente efficace come misura di protezione non forniscono una molteplicità sufficiente di corrente da fase a terra.

Per implementare la funzione di protezione contro gli sganci, utilizzare speciali dispositivi a corrente residua. I loro schemi possono differire, i progetti dipendono dalle caratteristiche dell'impianto elettrico protetto, dalla natura del carico, dalla modalità di messa a terra del neutro, ecc.

Dispositivo di corrente residua - un insieme di singoli elementi che reagiscono a un cambiamento in qualsiasi parametro della rete elettrica e danno un segnale per spegnere l'interruttore.Il dispositivo di corrente residua, a seconda del parametro a cui risponde, può essere attribuito a uno tipo o altro, inclusi i tipi di dispositivi che rispondono alla tensione di telaio a terra, alla corrente di guasto a terra, alla tensione fase-terra, alla tensione di sequenza zero, alla corrente di sequenza zero, alla corrente operativa, ecc.

Qui può essere utilizzato un relè di protezione appositamente montato, progettato allo stesso modo dei relè di tensione a contatto aperto altamente sensibili che sono inclusi nel circuito di alimentazione di un avviatore magnetico, ad esempio un motore elettrico.

Lo scopo di un arresto di protezione è applicare un insieme di protezioni con un singolo dispositivo o alcuni dei seguenti tipi:

• da guasti a terra monofase o ad apparecchiature elettriche normalmente isolate dalla tensione;

• da cortocircuiti incompleti, quando la riduzione dell'isolamento di una delle fasi crea un rischio di infortunio per una persona;

• da lesioni quando una persona tocca una delle fasi dell'apparecchiatura elettrica se il tocco avviene nella zona protetta del dispositivo.

Un esempio di ciò è un semplice dispositivo di corrente residua basato su un relè di tensione. La bobina del relè è collegata tra l'involucro dell'apparecchiatura protetta e il sezionatore di terra.

In condizioni in cui la bobina del relè ha una resistenza molto superiore a quella dell'elettrodo di terra ausiliario situato all'esterno della zona di protezione contro gli spruzzi di terra, la bobina del relè K1 sarà alimentata dalla scatola a terra.

Quindi, al momento dell'apertura di emergenza dell'involucro, questa tensione sarà maggiore della tensione di intervento del relè e il relè funzionerà chiudendo l'interruttore Q1 o eccitando il circuito di alimentazione dell'avviatore magnetico Q2 mediante intervento.

Un'altra opzione per un semplice dispositivo a corrente residua per installazioni elettriche è relè di corrente (relè di massima corrente). La sua bobina è compresa nella rottura del filo di azzeramento, quindi i contatti aprono il circuito di potenza della bobina di avviamento magnetico allo stesso modo, se il circuito di potenza della bobina dell'interruttore è chiuso. A proposito, invece di avvolgere il relè, a volte è possibile utilizzare l'avvolgimento dell'interruttore come relè di sovracorrente.

Quando il differenziale viene messo in servizio, è obbligatorio verificarlo: vengono eseguiti controlli completi e parziali programmati per garantire che il dispositivo funzioni in modo affidabile e che si verifichino interruzioni quando necessario.

Una volta ogni tre anni viene eseguita un'ispezione pianificata completa, spesso insieme alla riparazione dei circuiti collegati degli impianti elettrici.L'ispezione comprende anche test di isolamento, controllo delle impostazioni di protezione, test dei dispositivi di protezione e un'ispezione generale dell'apparato e di tutti i collegamenti.

Per quanto riguarda le ispezioni parziali, vengono eseguite di volta in volta, a seconda delle condizioni specifiche, ma includono: ispezione dell'isolamento, ispezione generale, prove di protezione operativa. Se il dispositivo di protezione non funziona correttamente, viene eseguito un controllo più approfondito utilizzando un algoritmo speciale.

Al giorno d'oggi, la disconnessione protettiva è più diffusa negli impianti elettrici utilizzati in reti con una tensione fino a 1 kV con neutro collegato a terra o isolato.

Le installazioni elettriche con una tensione fino a 1 kV in edifici residenziali, pubblici e industriali e installazioni all'aperto devono, di norma, essere alimentate da una sorgente con un neutro messo a terra con un sistema TN… Per proteggersi da scosse elettriche in caso di contatto indiretto, tali impianti elettrici devono essere automaticamente scollegati dall'alimentazione.

Quando si esegue la disconnessione automatica di impianti elettrici con una tensione fino a 1 kV, tutte le parti conduttive esposte devono essere collegate al neutro con messa a terra dell'alimentazione se si utilizza un sistema TN e a terra se si utilizzano sistemi IT o TT. In questo caso, le caratteristiche dei dispositivi di protezione e i parametri dei conduttori di protezione devono essere coordinati per garantire il tempo normalizzato di disconnessione del circuito danneggiato dal dispositivo di protezione in conformità con la tensione di fase nominale della rete di alimentazione.

La protezione è in corso speciale dispositivo a corrente residua (RCD), che, operando in modalità standby, monitora continuamente le condizioni di scossa elettrica di una persona.

Gli RCD sono utilizzati negli impianti elettrici fino a 1 kV:

• nelle installazioni di posta elettronica mobile con neutro isolato (soprattutto se è difficile creare un dispositivo di messa a terra. Può essere utilizzato sia come protezione indipendente che in combinazione con la messa a terra);

• negli impianti elettrici fissi con neutro isolato per la protezione di macchine elettriche portatili come unica protezione ed in aggiunta ad altre;

• in condizioni di aumentato rischio di scosse elettriche ed esplosioni in impianti elettrici fissi e mobili con diverse modalità neutre;

• in installazioni elettriche fisse con neutro saldamente messo a terra presso singole utenze remote di energia elettrica e utenze con una potenza nominale elevata, dove la protezione mediante messa a terra non è sufficientemente efficace.

Il principio di funzionamento dell'RCD è che monitora costantemente il segnale di ingresso e lo confronta con un valore predeterminato (valore impostato). Se il segnale di ingresso supera il valore impostato, il dispositivo si attiva e disconnette l'impianto elettrico protetto dalla rete. Come segnali di ingresso di dispositivi a corrente residua, vengono utilizzati vari parametri delle reti elettriche, che portano informazioni sulle condizioni di scosse elettriche a una persona.

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