Benvenuto a questa nuova lezione di base per elettricisti, oggi conosceremo meglio un altro dei dispositivi indispensabili per chi realizza impianti elettrici, sia nel settore civile residenziale e terziario, che in ambito industriale.
In questa lezione parliamo dell’interruttore magnetotermico differenziale, un apparecchio di protezione che come vedremo svolge molteplici funzioni.
L’interruttore magnetotermico differenziale lo troviamo in praticamente tutte le nostre abitazioni, nel centralino (quadro elettrico dell’appartamento).
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Ecco gli argomenti di questa lezione:
Come funziona l’interruttore magnetotermico classico.
Il magnetotermico con differenziale integrato.
I tipi di interruttore e le loro caratteristiche.
Installazione degli interruttori magnetotermici differenziali negli impianti.
La scelta dell’interruttore magnetotermico differenziale.
Come funziona l’interruttore magnetotermico classico.
Prima di scoprire cos’ha di particolare un interruttore di questo tipo, vediamo in cosa consiste un magnetotermico classico, quello senza protezione differenziale.
Questo dispositivo è composto da due parti, che assolvono ai due tipi di protezione: quella magnetica e quella termica.
La parte magnetica protegge dal cortocircuito (quando fase e neutro in un impianto si toccano), ed è composta da un meccanismo a molla che scatta quando il cortocircuito stesso genera un campo magnetico, ecco che definiamo questa azione “sgancio magnetico”.
L’apparecchio interviene aprendo il circuito elettrico, ovvero i contatti.
La parte termica funziona invece sfruttando il principio che quando la corrente in circolo nel circuito supera una certa soglia si genera calore. La corrente fluisce in una lamina bimetallica, il calore prodotto per effetto Joule causa una dilatazione termica differente sui due metalli provocando una curvatura.
In caso di sovraccarico il calore aumenta particolarmente e la curvatura è tale da fare scattare un'ancora che interrompe il circuito.
Ecco in questa figura com’è fatto all’interno un magnetotermico.
Il magnetotermico con differenziale integrato.
Il magnetotermico differenziale contiene, oltre che i circuiti che abbiamo visto, anche quello di rilevazione delle dispersioni verso terra, circuito presente anche nei differenziali puri di cui abbiamo parlato nella lezione ad essi dedicati.
Ecco in questa immagine il diagramma di un circuito di rilevazione dispersioni di corrente.
Sul toroide raffigurato sopra troviamo 3 avvolgimenti: quello della fase, quello del neutro, e quello della bobina di sgancio.
In condizioni di funzionamento normale del circuito, le correnti che attraversano fase e neutro annullano i campi magnetici generati dai due avvolgimenti.
Quando invece si verifica un guasto con dispersione verso terra, si crea una differenza tra le correnti che si tramuta in un campo magnetico; questo aziona la bobina di sgancio, la quale apre i contatti facendo intervenire l’interruttore.
I tipi di interruttore magnetotermico differenziale.
Gli interruttori magnetotermici differenziali esistono di diverso tipo, e si distinguono anche per numero di poli.
Abbiamo per esempio il due poli utilizzato nei sistemi monofase, e il quattro poli per sistemi trifase; ovviamente entrambe le tipologie comprendono il polo per interrompere il conduttore del neutro.
Ecco nella figura che segue questi due tipi di dispositivo, e sotto gli stessi troviamo il simbolo elettrico di questi interruttori.
Come vediamo il disegno si compone di 3 simboli: quello della protezione termica, quello della protezione magnetica, e quello della protezione differenziale, identificata con la sigla “id”.
Ovviamente nel simbolo sono rappresentati anche i contatti.
Caratteristiche degli interruttori magnetotermici differenziali.
Nella figura che segue troviamo un interruttore con le descrizioni delle caratteristiche stampate sul frontale.
Come vediamo nell’immagine sopra, partendo dall’alto a destra abbiamo il diagramma del circuito differenziale, poi sotto la classe (tipo di protezione differenziale), e il pulsante di test.
Sulla parte sinistra abbiamo invece dall’alto la soglia di intervento differenziale, e la corrente massima dell’interruttore.
Per identificare un dispositivo di questo tipo per esempio diciamo “C16” per 16 ampere, 30 milliampere come protezione differenziale, e tipo di differenziale AC; il simbolo della classe differenziale infatti rappresenta un’onda sinusoidale, tipica della nostra tensione di rete, e rilevata dal circuito in questa classe.
Quì sotto possiamo vedere i simboli associati ai vari tipi di interruttore differenziale, partendo da quelli più semplici, fino ai circuiti più complessi (e ovviamente più costosi).
Installazione degli interruttori magnetotermici differenziali negli impianti.
Ora che abbiamo imparato come funzionano questi interruttori e come sono fatti, vediamo un esempio di impiego di questi, in uno schema che rappresenta l’impianto elettrico di un appartamento di livello 1 (base).
Nella figura sopra troviamo che sono stati installati 3 interruttori magnetotermici differenziali, uno da 16A per la linea lavatrice, uno da 10A per la linea luci, e un altro da 16A per la forza motrice (prese).
Con questo tipo di configurazione ogni linea è protetta dal sovraccarico, dal cortocircuito, e dalle dispersioni elettriche; inoltre abbiamo un interruttore generale da 25A che protegge comunque tutta la linea.
La scelta dell’interruttore magnetotermico differenziale.
Per scegliere l’interruttore si fa riferimento alle norme, e la principale variabile da considerare è la corrente massima che deve circolare nel circuito.
Per esempio un C10 va bene per proteggere linee prese da 10A, oppure alimentazione di luci e piccoli elettrodomestici; invece un C16 è indicato per le prese da 16A (FM) e quelle bipasso, e per alimentazioni di climatizzatori, lavatrici, forni e altri elettrodomestici di potenza maggiore.