Interruttori bipolari e tripolari: scopo, caratteristiche, particolarità di installazione

Lo scopo degli interruttori automatici inseriti negli schemi delle reti elettriche riguarda le funzioni di protezione. Se in condizioni di sovraccarico della rete si utilizza un dispositivo manuale, la probabilità di ottenere danni significativi all'apparecchiatura aumenta notevolmente.

Gli interruttori automatici bipolari e tripolari riducono tali rischi al minimo, poiché garantiscono l'interruzione istantanea dei circuiti in caso di guasto.

Analizziamo le caratteristiche degli interruttori automatici, forniamo consigli per la scelta, l'installazione e l'uso di tali dispositivi.

Tipologia di interruttori automatici

Nella pratica dell'uso di tali apparecchiature, si nota il frequente impiego di tre tipi di dispositivi: unipolari, bipolari, tripolari.

In cosa consiste la differenza tra questi tre tipi di interruttori? Proviamo a capirlo.

La gamma di questi dispositivi elettrici è più che varia. L'assortimento è inimmaginabile. Tuttavia, l'elevato numero di dispositivi di protezione è pienamente giustificato, poiché devono essere utilizzati nelle più diverse configurazioni di schemi.

Un dispositivo unipolare, in generale, non solleva particolari dubbi. Se si integra l'interruttore in uno schema monofase, il dispositivo funzionerà come un normale interruttore a coltello, ma in modalità di reazione automatica – cioè senza intervento dell'utente, interromperà il circuito in caso di violazione delle condizioni operative impostate.

Breve descrizione del bipolare

Un dispositivo analogo, ma realizzato come interruttore automatico bipolare, differisce leggermente per funzionalità.

La circuitazione del dispositivo bipolare è progettata per il controllo e il confronto delle condizioni di funzionamento di due linee di corrente indipendenti.

La costruzione bipolare dell'interruttore è progettata per proteggere e bloccare due linee diverse di un unico circuito elettrico. Tali dispositivi, oltre al blocco della fase, vengono utilizzati anche per l'interruzione del circuito del conduttore neutro.

Gli interruttori bipolari vengono generalmente utilizzati per l'inserimento in progetti di costruzione di reti elettriche, quando è necessario il controllo e il confronto delle condizioni di funzionamento di due sezioni di un'unica rete elettrica. In sostanza, la configurazione bipolare del dispositivo rappresenta un tandem di una coppia di dispositivi unipolari.

Tuttavia, lo schema di protezione e blocco del bipolare funziona secondo il principio del confronto dei parametri di ciascun dispositivo singolarmente, in tempo reale. Se in uno dei due punti di controllo i parametri superano i limiti impostati, entrambe le linee vengono immediatamente interrotte.

Questo importante punto dimostra: la sostituzione di un interruttore bipolare con una coppia di normali dispositivi unipolari è di principio impossibile. In caso di sovraccarico di uno dei circuiti (o cortocircuito), scatta soltanto un interruttore.

Configurazione del bipolare: 1 – involucro in plastica di buona qualità; 2 – funzionamento consentito da -25 a +60 ºC; 3 – montaggio su guida DIN; 4 – meccanismo di riarmo rapido; 5 – indicazione di scatto; 6 – pannello informativo; 7 – indicazioni tecniche (+)

Ma considerando che la rete elettrica è unica, l'elettricità continuerà a fluire attraverso il secondo dispositivo che alimenta un'altra sezione. Una situazione del genere porta a conseguenze gravi.

Nel frattempo, esistono due sottotipi di dispositivi bipolari:

• con protezione di un polo e commutazione ordinaria del neutro;
• con protezione di entrambi i poli e loro commutazione simultanea.

I primi sono solitamente utilizzati come interruttori di ingresso, grazie ai quali vengono commutati i conduttori di fase e neutro. Inoltre, tale schema di collegamento prevede l'uso di una linea aggiuntiva PE – il conduttore di terra.

Questo dispositivo strutturalmente si presenta anch'esso come un bipolare. Tuttavia, in realtà è un interruttore di protezione unipolare con supporto della funzione di blocco (commutazione) della linea neutra della rete elettrica.

I secondi trovano applicazione in schemi di una singola rete, dove vengono alimentate due sezioni che operano in condizioni di carichi di corrente diversi.

Caratteristiche del tripolare

Lo scopo principale dell'interruttore automatico tripolare è l'uso in schemi di reti trifase. Le caratteristiche costruttive di questo tipo di dispositivi consistono nella presenza di funzioni di protezione su ogni singolo polo.

L'attivazione della protezione su uno qualsiasi dei poli provoca l'apertura di tutti i poli.

Costruzione per il funzionamento con rete trifase. Interruttore automatico a tre poli indipendenti con blocco comune. Come si vede nello schema del dispositivo, la protezione è attuata tramite l'azione di lamine bimetalliche e sganciatori elettromagnetici (+)

Nonostante la specifica destinazione degli interruttori di questo tipo, è del tutto possibile usarli su linee monofase o bifase.

Strutturalmente, l'interruttore tripolare contiene i seguenti elementi:

• meccanismo di comando;
• sistema di contatti;
• modulo di spegnimento dell'arco elettrico;
• dispositivo di sgancio.

I contatti liberi sono solitamente montati all'interno del coperchio dell'apparecchio. Il sistema di contatti è collegato alla traversa dei contatti principali in modo cinematico.

I moduli funzionali dell'apparecchio sono montati all'interno dell'involucro. Il coperchio e il corpo dell'interruttore automatico sono realizzati in materiali non conduttivi (plastica, textolite, ecc.).

Contenuto interno delle classiche costruzioni dei tripolari: 1, 6 – camera di estinzione dell'arco elettrico; 2, 6 – sganciatore elettromagnetico (bobina con nucleo); 3,4 – sganciatore termico (lamina bimetallica) (+)

Il meccanismo di protezione dei tripolari garantisce lo spegnimento istantaneo, sia in modalità 'auto' sia in caso di azionamento manuale. Inoltre, in caso di sovraccarico nel circuito elettrico, lo spegnimento istantaneo avviene indipendentemente dalla forza applicata alla leva di comando.

Cioè, anche se l'utente tiene la leva in posizione di accensione, l'interruttore in modalità sovraccarico aprirà comunque tutti i poli.

Esistono modifiche dei tripolari dove è stato aggiunto un ulteriore polo per il conduttore neutro. In sostanza, si tratta di una versione quadripolare dal punto di vista dei dettagli costruttivi.

Dispositivo modificato a tre poli di fase con un polo neutro aggiuntivo. Spesso questo tipo di interruttori viene chiamato quadripolare, il che in linea di principio corrisponde pienamente alla realtà dal punto di vista costruttivo.

Funzionalmente, l'interruttore a quattro poli ricorda un sistema bipolare. Il compito del dispositivo è lo stesso, ma in relazione a una rete trifase.

Caratteristiche tecniche generali degli interruttori automatici

Le informazioni sui parametri principali degli interruttori automatici sono indicate sulla loro custodia. Per comprendere le designazioni alfanumeriche, è necessario saper “leggere’ marcatura dei dispositivi.

Gli apparecchi più diffusi in ambito domestico e industriale presentano le seguenti caratteristiche tecniche principali, a seconda della loro configurazione costruttiva:

Gli apparecchi vengono scelti in base a determinati criteri, tra cui tensione, valore della corrente nominale e parametri di temperatura.

Per maggiori informazioni sulla scelta degli interruttori automatici, consultare gli articoli:

1. Scelta dell'interruttore automatico: tipi e caratteristiche degli interruttori elettrici
2. Scelta dell'interruttore automatico in base alla potenza del carico, alla sezione del cavo e alla corrente: principi e formule per i calcoli

Dettagli di montaggio degli interruttori

Per tutti i dispositivi elettrici di questo tipo è stabilito un ordine di integrazione nel circuito elettrico.

Installazione degli interruttori automatici – a prima vista la procedura non è tecnicamente complessa. Tuttavia, se si considerano precisamente tutte le regole esistenti di installazione, il processo di montaggio degli interruttori automatici può essere paragonato al lavoro di creazione di un software per computer.

Secondo la procedura stabilita, in particolare, sono previste le seguenti azioni degli installatori prima che gli interruttori bipolari e tripolari vengano installati:

• l'apparecchio deve corrispondere all'esecuzione prevista per lo schema corrente;
• il corpo dell'interruttore automatico non presenta deformazioni o danni;
• la leva di accensione/spegnimento scatta chiaramente in modalità di attivazione manuale.

La base su cui si prevede di installare il dispositivo deve essere controllata per la planarità della superficie. Non è consentito il montaggio su basi dove, a causa di una superficie irregolare, dopo il fissaggio il corpo dell'interruttore automatico subisce sollecitazioni di flessione.

Connessione ai conduttori di rete

Il collegamento di conduttori in rame con sezione 16 – 25 mm² viene eseguito tramite capicorda (GOST 9688-82). Se è necessario realizzare un collegamento con conduttori in rame di sezione 4 – 16 mm², si utilizzano capicorda di altro tipo (GOST 7386-80).

Per quanto riguarda i collegamenti dei fili di alluminio, vengono utilizzati elementi terminali analoghi al TAM-7, conformi ai parametri GOST 9581-80.

I capicorda dei conduttori collegati ai morsetti di contatto degli interruttori automatici. Spesso questo aspetto viene ignorato, i conduttori vengono semplicemente attorcigliati e in questo stato collegati al dispositivo. In sostanza, questo approccio è già considerato una violazione. Fanno eccezione i fili con sezione inferiore a 4 mm.

I conduttori di rete che portano la tensione dalla fonte di alimentazione vengono collegati al gruppo superiore dei contatti fissi degli interruttori automatici. È necessario collegare e connettere i conduttori in modo tale che non esercitino forze sui morsetti dell'interruttore.

I capicorda devono essere serrati saldamente con i morsetti di contatto, ma senza forze critiche che potrebbero portare alla rottura della filettatura. È necessario prestare molta attenzione alla terminazione dei conduttori nei capicorda. È obbligatorio utilizzare tubi isolanti e nastro come rivestimento protettivo.

Particolarità di posizionamento e fissaggio

Quando si esegue l'installazione di più apparecchiature, è necessario rispettare le regole di disposizione dei dispositivi l'uno rispetto all'altro. Ad esempio, la distanza tra dispositivi vicini deve essere di almeno 5 mm.

Installazione degli interruttori in gruppo. Sembra abbastanza bello e ordinato. Tuttavia, in questo caso il processo di montaggio viene eseguito con errori. Secondo le normative, durante il montaggio in gruppo, la distanza tra le pareti dei dispositivi vicini deve essere di almeno 5 mm.

Distanze minime dalle parti metalliche dei quadri di distribuzione: sopra 30 – 50 mm, lateralmente 5 – 10 mm, in base al valore della tensione applicata.

Se durante il montaggio vengono utilizzati dispositivi costruiti con un involucro aggiuntivo, tutte le operazioni di montaggio devono essere eseguite con il coperchio dell'involucro rimosso. L'installazione del coperchio deve essere effettuata assicurando il corretto inserimento della leva del meccanismo di comando. Il serraggio delle viti del coperchio deve essere uniforme.

Al termine del montaggio, gli interruttori automatici devono essere verificati per la precisione del momento di accensione/spegnimento.

Gli schemi di montaggio e le regole di collegamento dell'interruttore sono descritti in dettaglio in questo articolo.

Manutenzione durante il periodo di esercizio

Le condizioni normali di funzionamento degli interruttori automatici bipolari e tripolari consentono di dedicare tempo all'ispezione tecnica dei dispositivi non più di una volta ogni tre anni di funzionamento. Questo fatto conferma ulteriormente l'alta qualità di costruzione di quasi tutti gli interruttori automatici.

Manutenzione dei dispositivi. Questa procedura prevede il test dell'integrità dei dispositivi e dell'affidabilità dei gruppi di contatti. Nell'ambito della manutenzione, vengono puliti i dispositivi e i loro luoghi di installazione. Viene verificata la qualità del funzionamento dei meccanismi automatici.

Tuttavia, secondo le istruzioni, l'ispezione tecnica deve essere eseguita obbligatoriamente se l'interruttore automatico è scattato a causa di una corrente di cortocircuito.

Per qualsiasi motivo, che sia lo scatto del dispositivo in condizioni di emergenza o la manutenzione programmata, l'ispezione tecnica dei dispositivi include:

• diagnostica del meccanismo di accensione/spegnimento in modalità manuale senza carico;
• controllo del serraggio delle viti dei contatti principali e liberi;
• affidabilità del fissaggio del dispositivo alla base;
• pulizia da sporco e corpi estranei;
• simulazione dello spegnimento mediante azione meccanica sull'elemento sensibile;
• verifica del funzionamento in modalità operativa.

La pratica dell'utilizzo delle reti elettriche nota la gestione di dispositivi di diversi produttori, inclusi nazionali e stranieri.

La maggior parte di tutti i dispositivi di protezione automatica in servizio è caratterizzata da un funzionamento impeccabile in termini di qualità.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Cosa sono gli interruttori automatici e come si differenziano, lo si può apprendere dal seguente video:

Sui criteri di scelta dei dispositivi di protezione:

L'affidabilità del funzionamento dei dispositivi di blocco automatico spesso non è determinata dalla marca, ma dalla corretta selezione in base al carico di lavoro. Inoltre, un'influenza significativa sul funzionamento dei dispositivi è data dal calcolo preciso della sezione dei conduttori che alimentano il carico dall'interruttore automatico e dal calcolo della sezione del cavo di ingresso.

Quando tutti i dettagli del montaggio sono presi in considerazione, anche i dispositivi cinesi, che costano parecchie volte meno di quelli di marca, funzionano per un periodo di tempo abbastanza lungo senza particolari lamentele.

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