Selezione dei dispositivi di controllo e protezione

La selezione dei dispositivi di commutazione e dei dispositivi di protezione per i ricevitori elettrici viene effettuata sulla base dei dati nominali di questi ultimi e dei parametri della loro rete di alimentazione, dei requisiti per la protezione dei ricevitori e della rete da modalità anomale, dei requisiti operativi, in particolare del frequenza di commutazione e condizioni ambientali dell'ambiente in cui sono installati i dispositivi.

Selezione dei dispositivi per tipologia di corrente, numero di poli, tensione e potenza

Il design di tutti i dispositivi elettrici è calcolato e contrassegnato dai produttori per i valori di tensione, corrente e potenza determinati per ciascun dispositivo, nonché per una specifica modalità di funzionamento. Pertanto, la selezione delle apparecchiature per tutte queste caratteristiche si riduce essenzialmente alla ricerca, sulla base dei dati del catalogo, dei tipi e delle dimensioni appropriati delle apparecchiature.

Selezione dei dispositivi in ​​base alle condizioni di protezione elettrica

Quando si scelgono i dispositivi di protezione, è necessario considerare la possibilità delle seguenti modalità anomale:

a) cortocircuiti fase-fase,

b) chiusura della fase abitativa,

c) un aumento della corrente causato da un sovraccarico di apparecchiature tecnologiche e talvolta da un cortocircuito incompleto,

d) la scomparsa o l'eccessiva riduzione della tensione.

Per tutte le utenze elettriche deve essere prevista una protezione contro la corrente di cortocircuito. Dovrebbe funzionare con un tempo di percorrenza minimo e dovrebbe essere disabilitato dalle correnti di spunto.

La protezione da sovraccarico è necessaria per tutte le utenze a servizio continuo, tranne nei seguenti casi:

a) quando il sovraccarico dei ricevitori elettrici per motivi tecnologici non può essere effettuato o è improbabile (pompe centrifughe, ventilatori, ecc.),

b) per motori elettrici di potenza inferiore a 1 kW.

La protezione da sovraccarico è opzionale per i motori elettrici funzionanti in modalità a breve termine o intermittente. Nelle aree pericolose, la protezione da sovraccarico dei ricevitori elettrici è obbligatoria in tutti i casi. La protezione da bassa tensione deve essere installata nei seguenti casi:

a) per i motori elettrici che non possono essere collegati alla rete a piena tensione,

b) per i motori elettrici il cui autoavviamento è inaccettabile per motivi tecnologici o rappresenta un pericolo per il personale di servizio,

c) per altri motori elettrici, il cui spegnimento in caso di mancanza di corrente è necessario per ridurre al valore consentito la potenza totale di avviamento delle utenze elettriche collegate alla rete, ed eventualmente dal punto di vista delle condizioni di funzionamento dei meccanismi.

Oltre a quanto sopra, i motori CC, paralleli e ad eccitazione mista devono essere protetti da aumenti di velocità eccessivi nei casi in cui tali aumenti possano comportare pericolo per la vita umana o perdite significative.

La protezione contro un eccessivo aumento del numero di giri può essere effettuata da vari relè speciali (centrifugo, induzione, ecc.).

Poiché la protezione da sovraccarico e cortocircuito è di particolare importanza nelle reti elettriche, ci soffermeremo un po 'più in dettaglio sull'aspetto fondamentale di questo problema.

La corrente di cortocircuito deve essere interrotta immediatamente o quasi immediatamente. Il suo valore in diverse parti della rete può essere molto diverso, ma si può quasi sempre presumere che i dispositivi di protezione debbano spegnere con sicurezza e rapidità qualsiasi corrente significativamente più alta di quella iniziale e, allo stesso tempo, in nessun caso dovrebbero non essere in grado di sparare all'avvio normale.

Una corrente di sovraccarico è qualsiasi corrente in eccesso rispetto alla corrente nominale del motore, ma non vi è alcun motivo per richiedere lo sgancio del motore ad ogni sovraccarico.

È noto che è consentito un certo sovraccarico sia dei motori elettrici che delle loro reti di alimentazione e che quanto più breve è il sovraccarico, tanto maggiore è il suo valore. Sono quindi evidenti i vantaggi della protezione da sovraccarico di tali dispositivi che presentano una "caratteristica dipendente", cioè il cui tempo di risposta diminuisce all'aumentare del multiplo del sovraccarico.

Poiché, salvo rarissime eccezioni, il dispositivo di protezione rimane nel circuito del motore anche durante l'avviamento, non deve essere attivato con una corrente di avviamento di durata normale.

Dalle precedenti considerazioni si evince che, in linea di principio, per la protezione contro le correnti di cortocircuito si dovrebbe utilizzare un dispositivo non inerziale tarato ad una corrente significativamente superiore a quella iniziale, e per la protezione da sovraccarico, al contrario, un dispositivo inerziale con caratteristica dipendente, scelto in modo tale da non funzionare ad avviamento temporizzato. Queste condizioni sono soddisfatte nella massima misura da uno sganciatore combinato che combina la protezione da sovraccarico termico e l'intervento elettromagnetico istantaneo in caso di corrente di corto circuito.

Solo un dispositivo istantaneo configurato per una corrente maggiore della corrente di avviamento non fornisce protezione da sovraccarico. Al contrario, solo un dispositivo inerziale a caratteristica dipendente, che con un elevato rapporto di sovraccarico interviene quasi istantaneamente, può realizzare entrambi i tipi di protezione solo se è in grado di essere impostato dalle correnti di spunto, cioè se il suo tempo di attivazione è -più lungo della durata dell'ultimo.

Da questo punto di vista, valutiamo ora i vari dispositivi di protezione utilizzati.

I fusibili, precedentemente ampiamente utilizzati come dispositivi di protezione, presentano una serie di svantaggi, i principali sono:

a) applicazione limitata della protezione da sovraccarico, a causa della difficoltà di impostare le correnti di spunto,

b) insufficiente, in alcuni casi, la potenza massima scollegata,

c) la continuazione del funzionamento del motore elettrico in due fasi quando l'inserto si brucia nella terza fase, il che spesso porta a danni agli avvolgimenti del motore,

d) la mancanza di possibilità di recuperare rapidamente il cibo,

e) la possibilità di utilizzare inserti non calibrati da parte del personale operativo,

f) lo sviluppo di un incidente con alcuni tipi di fusibili, dovuto al trasferimento dell'arco a fasi adiacenti,

g) una diffusione abbastanza ampia delle caratteristiche dell'ora corrente anche per prodotti omogenei.

Rispetto ai fusibili, le macchine ad aria sono dispositivi di protezione più sofisticati, ma hanno un'azione indiscriminata, specialmente per le correnti di interruzione non regolate nelle macchine di installazione automatica, sebbene le macchine universali abbiano la capacità di selettività, questo viene fatto in modo complicato.

Va notato che la protezione da sovraccarico per i dispositivi automatici di installazione è fornita da sganciatori termici. Questi sganciatori sono meno sensibili dei relè termici degli avviatori magnetici, ma sono installati su tre fasi.

Nelle macchine universali la protezione contro i sovraccarichi è ancora più rozza, poiché hanno un solo sganciatore elettromagnetico. Allo stesso tempo, è possibile eseguire la protezione da sottotensione nelle macchine universali.

Antipasti magnetici con l'ausilio di relè termici integrati, forniscono una sensibile protezione da sovraccarico bifase, ma a causa dell'elevata inerzia termica del relè, non forniscono protezione da cortocircuito. La presenza di una bobina di mantenimento negli avviatori consente la protezione da sottotensione.

La protezione da sovraccarico e cortocircuito può essere fornita da relè elettromagnetici e induttivi di corrente, ma possono anche agire solo tramite un dispositivo di sgancio e i circuiti che li utilizzano sono più complessi.

Considerando quanto sopra e l'insieme dei requisiti per i dispositivi di controllo e protezione, si possono formulare le seguenti raccomandazioni.

1. Per il controllo manuale di ricevitori elettrici con basse correnti di spunto può essere

usato chiavi di coltello e fusibili integrati in varie strutture elettriche o di distribuzione e scatole di alimentazione… Le scatole YARV senza fusibili sono utilizzate come dispositivi di sezionamento per linee di tram, autostrade, ecc.

2. Per il controllo manuale di motori elettrici con potenza fino a 3 - 4 kW, che non richiedono protezione da sovraccarico switch di pacchetto.

3. Per i motori elettrici fino a 55 kW che richiedono una protezione da sovraccarico, i dispositivi più comuni sono gli avviatori magnetici in combinazione con fusibili o interruttori aperti.

Con una potenza del motore elettrico di oltre 55 kW, contattori elettromagnetici in combinazione con relè di protezione o interruttori aperti. Va ricordato che i contattori non consentono l'interruzione del circuito in caso di cortocircuito.

4. Per il controllo a distanza dei consumatori di energia elettrica, è necessario l'uso di avviatori o contattori magnetici.

5. Per il controllo manuale di ricevitori elettrici con un numero ridotto di avviamenti all'ora, è possibile utilizzare interruttori automatici.