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quando si alimentano le apparecchiature. Vista la breve durata,
l’aumento di temperatura di ogni conduttore è irrisorio, non ha
effetti dannosi ed è necessario che i dispositivi di protezione non
reagiscano minimamente. Un sovraccarico continuo, però, può
essere causato da motori difettosi, cuscinetti logori, apparecchia-
ture che lavorano oltre i normali parametri operativi o carichi ec-
cessivi collegati a un circuito. Questi sovraccarichi sono distruttivi
e devono essere rimossi tempestivamente dai dispositivi di pro-
tezione per evitare danni.
A differenza delle correnti da sovraccarico, in un cortocircuito
la corrente può essere centinaia di volte superiore ai normali
livelli di corrente durante il funzionamento, arrivando a oltre
50.000 A. Se non vengono isolati in pochi millisecondi, i danni e
le distruzioni possono essere dirompenti e causare gravi danni
agli isolanti, fusione di conduttori, vaporizzazione del metallo,
archi elettrici e incendi.
Si utilizzano due dispositivi di protezione: disgiuntori e fusibili.
Benché il disgiuntore sia considerato un sostituto del fusibile, en-
trambi hanno applicazioni specifiche. Il vantaggio principale del
fusibile è il tempo di risposta, con un’apertura in meno di 4-5 ms,
rispetto a quello di un disgiuntore. Le correnti elevate prodotte
dai guasti possono danneggiare l’elettronica di potenza della
macchina e vanno quindi evitate. La tensione del fusibile e la
corrente nominale in caso di funzionamento continuo e di inter-
ruzione devono essere valutate attentamente per fornire la pro-
tezione corretta. Un aiuto per la scelta del fusibile è spesso utile,
se non essenziale, data la vastità delle applicazioni in cui possono
essere utilizzati i fusibili e al numero delle scelte disponibili.
I disgiuntori, invece, sono reimpostabili dopo un guasto e in al-
cuni casi anche a distanza. Per alcune applicazioni, la capacità di
reimpostare un disgiuntore da un’altra località, anziché inviare un
tecnico in loco, può migliorare i tempi operativi della macchina. I
disgiuntori, inoltre, funzionano meglio dei fusibili nei circuiti con
carichi induttivi, come motori o trasformatori, che assorbono pe-
santi correnti transitorie durante l’avvio. Possono essere impostati
più facilmente in modo da aprirsi in presenza di guasti veri, senza
‘attivazioni fastidiose’ durante i transienti induttivi.
Inoltre, i disgiuntori hanno caratteristiche di protezione regola-
bili, adatte a molte applicazioni, mentre in un fusibile è necessario
scegliere esattamente i parametri corretti per ogni singola appli-
cazione. I disgiuntori possono anche offrire altre funzioni, come
l’arresto d’emergenza e il distacco dell’alimentazione di rete, gra-
zie all’assortimento di accessori modulari.
Correnti residue o parassite
Le correnti residue o parassite non sono così grandi o potenti
come i cortocircuiti, ma se si lascia passare una minima corrente
parassita di 30 mA attraverso un essere umano per più di una fra-
zione di secondo, può verificarsi un arresto cardiaco o gravi le-
sioni. Di conseguenza, i sistemi di distribuzione dell’alimentazione
devono includere dispositivi di rilevazione delle correnti residue
(RCD) che aprono quando rilevano uno sbilanciamento di cor-
rente tra la linea in tensione e il neutro. Qualsiasi sbilanciamento
di questo tipo indica normalmente un cortocircuito o un’altra
anomalia elettrica. Oltre al rischio di folgorazioni, correnti residue
eccessive comportano anche il pericolo di incendi.
Tuttavia, spesso i sistemi di macchine contengono unità a velocità
variabile che durante il funzionamento generano correnti paras-
site verso terra. È quindi essenziale che l’RCD reagisca adeguata-
mente alle correnti derivanti dai guasti che sono effettivamente
pericolose, senza ‘attivazioni fastidiose’ in risposta alle normali
correnti parassite verso terra del sistema di pilotaggio, o consen-
tendo una minore protezione dell’operatore.
I costruttori di macchine dovrebbero preoccuparsi che gli RCD
di Tipo B soddisfino i requisiti di protezione delle apparecchia-
ture dei macchine. La sfida consiste nel mantenere elevati i tempi
operativi del sistema in combinazione con un alto livello di pro-
tezione dell’apparecchiatura e dell’operatore, ovunque si trovi la
macchina. Quindi è essenziale considerare la conformità a tutti gli
standard e regolamenti.
Oggi sono disponibili RCD digitali che offrono numerosi vantaggi
agli utenti delle macchine. Grazie alla misurazione in tempo reale
della corrente residua, possono inviare notifiche sia a livello locale
tramite LED, sia a distanza per mezzo di contatti non in tensione.
I guasti possono essere riconosciuti prima che si verifichi l’attiva-
zione, con conseguente riduzione della necessità di interventi di
manutenzione non previsti, e miglioramento dei tempi operativi
del sistema.
Guasti da archi elettrici
I guasti da archi elettrici possono verificarsi a causa di difetti di
isolamento o falsi contatti sui cablaggi, e sono la causa principale
dei danni agli impianti elettrici. Oltre a tutti i danni agli impianti
elettrici, i guasti da arco voltaico possono innescare facilmente
incendi che possono avere gravi conseguenze su operatori, mac-
chine e infrastrutture. Una causa frequente di tali archi è il dan-
neggiamento di un cavo di una macchina causato da un carrello
elevatore meccanico. Le compagnie di assicurazioni stimano che
il 25% di tutti gli incendi causati da guasti elettrici sia in qualche
modo dovuto a un arco voltaico. Gli AFDD (Initially Arc Fault De-
tection Devices) sono stati progettati per proteggere le persone
dai rischi di incendio negli edifici residenziali, ma poiché questa
tecnologia si è dimostrata affidabile e conveniente, sta diven-
tando sempre più interessante anche per i costruttori di macchine.
La rilevazione di un arco voltaico viene gestita da una complessa
circuiteria elettronica che rileva i segnali ad alta frequenza sulla
linea elettrica. Gli archi generano un rumore che copre una fascia
di banda più ampia, diversa dagli altri rumori ad alta frequenza.
Una volta rilevato un arco, si attiva un disgiuntore in miniatura
collegato (MCB) o un disgiuntore di circuito di corrente residua
(Rcbo), che interrompono l’alimentazione all’arco.
L’elemento più importante che differenzia la qualità di un Afdd è il
Portafusibile modulare Eaton
SETTEMBRE 2016
AUTOMAZIONE OGGI 392
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