Qual è il principio di funzionamento di un interruttore automatico?

Il principio di funzionamento di ainterruttore automaticoruota attorno alla logica fondamentale del monitoraggio, del giudizio e dell’esecuzione.  Grazie al meccanismo di sgancio integrato e al sistema di estinzione dell'arco, consente il normale controllo della commutazione del circuito e la rapida disconnessione dei circuiti difettosi.  Può essere diviso in due parti: stato operativo normale e stato di protezione dai guasti. Il sistema di estinzione dell'arco è un componente ausiliario chiave che garantisce una disconnessione affidabile.

Stato operativo normale: connessione e disconnessione del circuito

Chiusura manuale/elettrica: l'operatore utilizza una maniglia o un meccanismo elettrico per spostare il contatto mobile dell'interruttore verso il contatto stazionario, stabilendo il contatto e chiudendo il circuito, consentendo la normale trasmissione di potenza. Dopo la chiusura, il meccanismo di bloccaggio fissa il contatto mobile in posizione chiusa, mantenendo la continuità del circuito.

Disconnessione manuale: quando si tira la maniglia di disconnessione, il meccanismo di bloccaggio si sblocca e la forza della molla di ritorno provoca la separazione del contatto mobile dal contatto stazionario, interrompendo il circuito. Se la corrente in questo momento è piccola, l'arco generato tra i contatti si spegnerà.

Stato di protezione dai guasti: intervento automatico e disconnessione del circuito

Quando il circuito presenta guasti quali sovraccarico, cortocircuito o sottotensione, lo sganciatore integrato attiverà il meccanismo di blocco per sbloccarlo, ottenendo lo sgancio automatico. Differenti guasti corrispondono a differenti principi di intervento:

Protezione da sovraccarico (principio di intervento termico)

Componente principale: striscia bimetallica (composta da due strisce metalliche con coefficienti di dilatazione termica significativamente diversi).

Logica di funzionamento: quando il circuito è sovraccarico, la corrente supera continuamente il valore nominale, provocando la flessione e la deformazione della striscia bimetallica a causa del riscaldamento. Quando la deformazione raggiunge una soglia, spinge il meccanismo di bloccaggio per sbloccarsi e il contatto mobile disconnette il circuito sotto l'azione della molla.

Caratteristiche: Azione ritardata; i sovraccarichi a breve termine (come l'avviamento del motore) non attiveranno lo sgancio, evitando falsi sganci.

Protezione da cortocircuito (principio di intervento elettromagnetico)

Componente principale: bobina elettromagnetica (avvolta su un nucleo di ferro).

Logica di funzionamento: quando si verifica un cortocircuito, la corrente aumenta istantaneamente fino a decine o addirittura centinaia di volte il valore nominale. La bobina elettromagnetica genera una forte forza elettromagnetica, attirando il nucleo di ferro per colpire il meccanismo di bloccaggio, sbloccandolo istantaneamente.

Caratteristiche: Azione rapida al millisecondo; può disconnettere il circuito in brevissimo tempo, evitando danni da arco elettrico alle apparecchiature o provocando incendi. Protezione da sottotensione/perdita di tensione (principio di intervento per sottotensione)

Componente principale: bobina di sgancio per sottotensione, collegata in parallelo al circuito per monitorare la tensione.

Logica di funzionamento: Quando la tensione scende al di sotto di circa il 70% del valore nominale o viene completamente persa, la forza elettromagnetica della bobina di sgancio scompare e il nucleo di ferro, sotto l'azione di una molla, fa scattare lo sblocco del blocco, scollegando così il circuito.

Funzione: previene il malfunzionamento e il danneggiamento dell'apparecchiatura a causa della bassa tensione ed evita anche i rischi per la sicurezza causati dall'avvio improvviso dell'apparecchiatura quando viene ripristinata l'alimentazione.

Protezione dalle perdite (principio di protezione della corrente residua)

Componente principale: trasformatore di corrente a sequenza zero.

Logica di funzionamento: in circostanze normali, la corrente nella linea di fase e nella linea neutra sono uguali in grandezza e opposte in direzione. I flussi magnetici nel nucleo del trasformatore si annullano a vicenda, determinando l'assenza di corrente indotta; quando si verifica una dispersione (come una scossa elettrica a una persona), parte della corrente scorre attraverso il terreno, provocando uno squilibrio nella corrente bifase. Il trasformatore genera un segnale indotto, attivando il dispositivo di sgancio.

Caratteristiche: Soglia operativa bassa (comunemente 30 mA), che dà priorità alla sicurezza personale.