Un'introduzione completa a Protettori di sovratensione (SPD) e Interruttori automatici (RCBO, MCB e RCCB)

1. Introduzione

Nei moderni sistemi elettrici, l'importanza di proteggere le apparecchiature e garantire la sicurezza delle persone non può essere sopravvalutata. Con l'uso sempre più frequente di dispositivi elettronici e la crescente complessità dei sistemi elettrici, la prevenzione efficace di guasti e incidenti elettrici è diventata una preoccupazione vitale. Questo articolo fornisce una panoramica approfondita sui limitatori di sovratensione (SPD) e sui vari tipi di interruttori, tra cui gli interruttori differenziali (RCCB), gli interruttori di protezione differenziale (RCBO) e gli interruttori miniaturizzati (MCB). Ne discuteremo le funzioni, il ruolo e l'importanza nella protezione elettrica.

2. Panoramica degli scaricatori di sovratensione (SPDs)

Definizione

Un limitatore di sovratensione (SPD) è un dispositivo elettrico progettato specificamente per proteggere altri dispositivi da sovratensioni transitorie, come quelle causate da fulmini o da operazioni di commutazione elettrica.

Principio di funzionamento

Quando si verifica una sovratensione all'interno di un circuito, il limitatore di sovratensione (SPD) devia automaticamente questa sovratensione, evitando che danneggi le apparecchiature successive. Il dispositivo guida efficacemente la corrente di sovratensione verso terra, proteggendo così i dispositivi elettrici collegati.

Tipi di scaricatori di sovratensione

I dispositivi di protezione dalle sovratensioni sono generalmente classificati in tre tipi:

• Tipo 1: Installato all'estremità anteriore del quadro di distribuzione, è in grado di resistere ai fulmini diretti; ideale per le installazioni all'aperto.
• Tipo 2: Installato dietro il quadro di distribuzione per proteggere dalle sovratensioni interne, comunemente utilizzato negli edifici.
• Tipo 3: Installato vicino a dispositivi sensibili, fornisce un ulteriore livello di protezione.

Parametri principali

• Corrente di picco massima (Imax): La massima corrente di sovracorrente istantanea che un SPD può sopportare.
• Tensione nominale di funzionamento: La tensione alla quale l'SPD funziona in condizioni normali.
• Corrente di scarica: La quantità di corrente che l'SPD può scaricare in sicurezza in situazioni transitorie.

3. Panoramica degli interruttori automatici

Definizione

L'interruttore automatico è un dispositivo elettrico essenziale progettato per proteggere i circuiti da sovraccarichi e cortocircuiti. I tipi più comuni di interruttori comprendono gli interruttori miniaturizzati (MCB), gli interruttori differenziali (RCCB) e gli interruttori di protezione differenziale (RCBO).

Principio di funzionamento

Quando la corrente supera un limite di sicurezza predeterminato, l'interruttore (MCB, RCCB o RCBO) scollega automaticamente l'alimentazione per evitare danni alle apparecchiature e ai circuiti elettrici. Gli RCBO offrono una protezione dalle perdite, scollegando rapidamente il circuito quando viene rilevata una corrente di dispersione, mentre gli RCCB si concentrano principalmente sulla protezione dalle perdite.

Tipi di interruttori automatici

• MCB (interruttore automatico miniaturizzato): Utilizzato principalmente per la protezione da sovraccarico e cortocircuito; adatto per apparecchiature elettriche generiche.
• RCCB (interruttore automatico per correnti residue): Specializzato nella protezione dalle dispersioni, rileva gli squilibri di corrente e interrompe rapidamente l'alimentazione per garantire la sicurezza delle persone.
• RCBO (interruttore automatico di protezione dalle correnti residue): Combina protezione da sovraccarico, cortocircuito e dispersione, offrendo una protezione completa.

Parametri principali

• Corrente nominale: La corrente massima che un MCB, RCCB o RCBO può gestire.
• Capacità di interruzione del corto circuito (Icn): La corrente di cortocircuito massima che il dispositivo può interrompere in modo sicuro.
• Sensibilità alla corrente di dispersione: La sensibilità degli RCBO e degli RCCB, comunemente espressa in milliampere (mA).

4. Il rapporto tra scaricatori di sovratensione e interruttori automatici

Effetto sinergico

I limitatori di sovratensione (SPD) e gli interruttori automatici lavorano insieme per creare un solido sistema di protezione nelle installazioni elettriche. Mentre gli SPD deviano le correnti di sovratensione per proteggere le apparecchiature, gli interruttori automatici garantiscono una rapida disconnessione in caso di sovraccarico o cortocircuito. Gli RCBO e gli RCCB sono fondamentali per la protezione dalle dispersioni, interrompendo prontamente l'alimentazione per proteggere la sicurezza delle persone.

Protezione selettiva

Quando si scelgono gli RCBO, gli RCCB e gli MCB, è essenziale considerare i parametri dei limitatori di sovratensione (SPD) per garantire la compatibilità e una protezione efficace dell'intero sistema elettrico. Ad esempio, la tensione nominale di funzionamento dell'SPD deve essere superiore a quella del circuito per evitare errori di funzionamento durante il normale utilizzo.

Posizione di installazione

I limitatori di sovratensione sono generalmente installati all'estremità anteriore dei quadri di distribuzione, mentre gli RCBO, gli RCCB e gli MCB proteggono carichi specifici. Una disposizione attenta può migliorare la sicurezza e l'affidabilità complessiva del sistema elettrico.

5. Scenari di applicazione

Applicazioni residenziali

Negli impianti elettrici residenziali, l'integrazione di limitatori di sovratensione e interruttori automatici (RCBO, RCCB e MCB) salvaguarda efficacemente gli elettrodomestici e la sicurezza personale, soprattutto durante i temporali. I limitatori di sovratensione sono in grado di attenuare le sovratensioni causate dai fulmini, mentre gli RCBO e gli RCCB assicurano una disconnessione tempestiva in caso di dispersione.

Applicazioni industriali

Negli ambienti industriali, le apparecchiature sono spesso soggette a complesse interferenze elettriche, che richiedono l'uso di dispositivi di protezione da sovratensioni ad alte prestazioni insieme a interruttori di potenza adeguata. Gli ambienti industriali richiedono standard di sicurezza elettrica molto severi, che rendono fondamentale la scelta dei dispositivi di protezione.

Strutture chiave

Ospedali, centri dati e altre infrastrutture critiche richiedono elevati standard di sicurezza elettrica. Un sistema ben configurato di limitatori di sovratensione e interruttori automatici garantisce il funzionamento regolare delle apparecchiature e riduce i rischi di guasto.

6. Problemi comuni e idee sbagliate

Le idee sbagliate più comuni sui dispositivi di protezione dalle sovratensioni e sugli interruttori automatici sono le seguenti:

• "I dispositivi di protezione dalle sovratensioni non hanno bisogno di ispezioni regolari".: In realtà, gli SPD possono guastarsi dopo un uso prolungato e devono essere ispezionati e sostituiti periodicamente.
• "Gli RCBO e gli RCCB possono essere abbinati liberamente".: Per garantire la sicurezza è essenziale che l'accoppiamento avvenga in base ai requisiti e ai parametri del sistema.

7. Sintesi

Questo articolo fornisce un'introduzione completa ai limitatori di sovratensione (SPD) e ai vari tipi di interruttori (MCB, RCCB e RCBO), evidenziandone le funzioni e l'importanza nella protezione elettrica. Selezionando e configurando con cura gli scaricatori di sovratensione e gli interruttori automatici, è possibile migliorare significativamente la sicurezza e l'affidabilità dei sistemi elettrici, proteggendo in ultima analisi sia le apparecchiature che la sicurezza delle persone.

8. Appendice e materiali di riferimento

• Standard tecnici: Serie IEC 61643 (per SPD), IEC 60898 (per MCB), IEC 61008 (per RCCB), IEC 61009 (per RCBO).
• Ulteriori letture:
  • Manuale tecnico di protezione elettrica
  • Progettazione e applicazione di sistemi elettrici moderni