Sicurezza elettrica - Protezione da cortocircuito
Una condizione di cortocircuito significa che un circuito consente alla corrente di fluire attraverso un percorso non intenzionale con un'impedenza elettrica molto bassa. È un contatto diretto tra due punti di diverso potenziale elettrico.
Il sistema di protezione da cortocircuito è suddiviso nei seguenti sistemi:
Sistema a corrente alternata
- Contatto fase a terra
- Contatto fase a neutro
- Contatto fase a fase
- Contatto tra gli avvolgimenti di una macchina elettrica in una fase
Sistema a corrente continua
- Contatto polo a terra
- Contatto tra due poli
Le cause del tipo di contatti sopra indicato possono essere numerose, inclusi danni all'isolamento dei conduttori, fili e cavi allentati, rotti o spellati e il deposito di materiali conduttivi come polvere, umidità, ecc.
Cause principali di cortocircuito
Un improvviso aumento di corrente equivale a cento volte la corrente di lavoro che scorre attraverso il circuito. Ciò porta al danneggiamento delle apparecchiature elettriche. I due fenomeni seguenti sono responsabili degli effetti devastanti dei cortocircuiti:
Fenomeno termale
Questo fenomeno si riferisce all'energia rilasciata nel circuito elettrico quando la corrente di cortocircuito scorre attraverso il circuito. Questo effetto termico provoca le cause di un cortocircuito -
Fusione dei contatti del conduttore
Danni all'isolamento
Generazione di archi elettrici
Distruzione degli elementi termici nel relè bimetallico
Fenomeno elettrodinamico
Questo fenomeno si riferisce alla produzione di stress meccanico intenso quando la corrente attraversa e si traduce nelle seguenti condizioni:
- Rottura dei conduttori
- Repulsione dei contatti all'interno dei contattori
- Distorsione dei conduttori negli avvolgimenti
Dispositivi di protezione da cortocircuito
Per proteggere i dispositivi e le persone dai rischi di cortocircuito, i dispositivi di protezione vengono utilizzati nei circuiti elettrici. Questi dispositivi possono rilevare i guasti e far scattare il circuito immediatamente prima che la corrente di picco raggiunga il massimo.
Ci sono due popolari dispositivi di protezione usati frequentemente in ogni circuito elettrico.
Fusibile
Il fusibile viene attivato una volta nel circuito e quindi deve essere sostituito dopo lo scatto. È utile per la protezione fase per fase (unipolare). Offre un elevato potere di interruzione a basso volume, che limita lo stress elettrodinamico.
Le seguenti immagini mostrano diversi tipi di fusibile:
Interruttore
Gli interruttori possono essere ripristinati manualmente o automaticamente. Interrompe automaticamente il circuito entro un breve tempo di interruzione e separa il carico dall'alimentazione che protegge il circuito da eventuali danni. I trigger magnetici di CB aprono i poli. I CB limitano sia gli effetti termici che termodinamici. Funziona più velocemente di un fusibile. Ad esempio, interruttore automatico scatolato (MCCB), interruttore scatolato (MCS), interruttore automatico aria / olio / SF6 / vuoto (ACB / OCB / SCB / VCB).
Le immagini seguenti mostrano diversi tipi di interruttori automatici:
Caratteristiche dei dispositivi di protezione da cortocircuito
Ora impareremo le diverse caratteristiche dei dispositivi di protezione da cortocircuito. Le caratteristiche sono riportate di seguito -
Capacità di rottura
Il valore massimo della corrente di cortocircuito stimata che può consentire al dispositivo di interrompere il circuito a una determinata tensione è chiamato potere di interruzione.
Capacità di chiusura
La massima corrente di cortocircuito che può consentire al dispositivo di raggiungere la sua tensione nominale in condizioni specifiche è chiamata capacità di chiusura. È il multiplo razionale del potere di interruzione.