Perché le impostazioni delle unità di sgancio degli MCCB sono importanti: le fondamenta della protezione elettrica
I moderni sistemi di distribuzione elettrica richiedono una protezione precisa e affidabile contro sovraccarichi e cortocircuiti. Al centro di questa protezione si trova l' limitatore di corrente unità di sgancio: il “cervello” che determina quando e quanto velocemente un interruttore automatico risponde alle condizioni di guasto. A differenza degli interruttori automatici miniaturizzati a sgancio fisso, MCCB dotati di unità di sgancio regolabili offrono agli ingegneri la flessibilità di adattare le caratteristiche di protezione ad applicazioni specifiche, ottimizzare il coordinamento tra i dispositivi di protezione e prevenire tempi di inattività non necessari dovuti a scatti intempestivi.
Comprendere i quattro parametri fondamentali dell'unità di sgancio:Ir (protezione da sovraccarico), Im (protezione da corto circuito ritardata), Isd (corrente di intervento corto circuito ritardata), e Ii (protezione istantanea) è essenziale per chiunque sia coinvolto nella progettazione di sistemi elettrici, nella costruzione di quadri o nella manutenzione degli impianti. Impostazioni errate possono comportare una protezione inadeguata, guasti di coordinamento o frequenti scatti intempestivi che interrompono le operazioni. Questa guida completa spiega ciascun parametro, fornisce metodi di calcolo pratici e dimostra come configurare VIOX Unità di sgancio MCCB per prestazioni e sicurezza ottimali.
Unità di sgancio termomagnetiche vs. elettroniche: comprensione della tecnologia
Prima di approfondire i parametri specifici, è fondamentale comprendere i due principali tipi di interruttori automatici tecnologie di sgancio e come differiscono in termini di funzionalità e regolabilità.
Tabella 1: Confronto tra unità di sgancio termomagnetiche ed elettroniche
| Funzione | Unità di sgancio termomagnetica | Unità di sgancio elettronica |
|---|---|---|
| Principio di funzionamento | Striscia bimetallica (termica) + bobina elettromagnetica (magnetica) | Trasformatori di corrente (TA) + microprocessore |
| Regolazione Ir | Limitata o fissa (tipicamente 0,7-1,0 × In) | Ampia gamma (tipicamente 0,4-1,0 × In) |
| Regolazione Isd | Non disponibile (combinata con Ii) | Completamente regolabile (1,5-10 × Ir) |
| Regolazione Ii | Gamma fissa o limitata (tipicamente 5-10 × In) | Ampia gamma (2-15 × Ir o superiore) |
| Regolazione del ritardo di tempo | Curva inversa fissa | Tsd regolabile (tipicamente 0,05-0,5 s) |
| Protezione I²t | Non disponibile | Disponibile su unità avanzate |
| Precisione | ±20% tipico | ±5-10% tipico |
| Sensibilità alla temperatura | Influenzata dalla temperatura ambiente | Compensata elettronicamente |
| Protezione da guasti a terra | Richiede un modulo separato | Spesso integrata (impostazione Ig) |
| Display/Diagnostica | Nessuno | Display LCD, registrazione eventi, comunicazione |
| Costo | Più basso | Più alto |
| Applicazioni Tipiche | Alimentatori semplici, carichi fissi | Motori, generatori, coordinamento complesso |
Informazione chiave: Le unità di sgancio elettroniche offrono una flessibilità e una precisione di gran lunga maggiori, rendendole essenziali per le applicazioni che richiedono un coordinamento stretto, la protezione del motore o l'integrazione con i sistemi di gestione degli edifici. VIOX offre entrambe le tecnologie, con unità elettroniche consigliate per installazioni che richiedono funzionalità di protezione avanzate.
I quattro parametri di protezione principali: Ir, Im, Isd e Ii spiegati
Tabella 2: Riferimento rapido ai parametri dell'unità di sgancio
| Parametro | Nome Completo | Funzione di protezione | Gamma tipica | Caratteristica temporale | Scopo primario |
|---|---|---|---|---|---|
| Ir | Corrente di intervento per sovraccarico | Protezione termica/da sovraccarico | 0,4-1,0 × In | Tempo inverso (tr) | Protegge i conduttori da sovraccarichi prolungati |
| Im | Protezione da corto circuito ritardata | N/D (combinata con Isd) | N/D | N/D | Termine obsoleto, vedere Isd |
| Isd | Corrente di intervento per corto circuito ritardato | Protezione da cortocircuito con ritardo | 1,5-10 × Ir | Tempo definito (tsd) | Consente ai dispositivi a valle di eliminare prima i guasti |
| Ii | Corrente di intervento istantaneo | Protezione immediata contro i cortocircuiti | 2-15 × Ir (o superiore) | Nessun ritardo (<0.05s) | Protegge contro guasti gravi |
| tr | Ritardo di lunga durata | Tempo di intervento per sovraccarico | Curva inversa fissa | Inverso (I²t) | Corrisponde alla capacità termica del conduttore |
| tsd | Ritardo di breve durata | Ritardo di cortocircuito | 0.05-0.5s | Tempo definito | Abilita il coordinamento della selettività |
Nota sulla terminologia: Il termine “Im” è talvolta usato in modo intercambiabile con “Isd” nella letteratura più datata, ma gli standard moderni IEC 60947-2 e UL 489 fanno riferimento principalmente a Isd per l'intervento di breve durata e Ii per l'intervento istantaneo. Questa guida utilizza la terminologia standard corrente.
Ir (Protezione di lunga durata): Impostazione della corrente nominale continua
Ir rappresenta la corrente nominale continua dell'unità di sgancio: la corrente massima che l'interruttore sopporterà indefinitamente senza intervenire. Questa è l'impostazione più fondamentale e deve essere attentamente abbinata al carico e alla portata del conduttore.
Come funziona Ir
La funzione di protezione di lunga durata utilizza una striscia bimetallica (termomagnetica) o un rilevamento elettronico (unità di sgancio elettroniche) per monitorare la corrente di carico. Quando la corrente supera l'impostazione Ir, inizia una caratteristica di tempo inverso: maggiore è il sovraccarico, più veloce è l'intervento. Questo imita il comportamento termico dei conduttori e delle apparecchiature collegate, fornendo tempo per sovraccarichi temporanei (avviamento del motore, spunto del trasformatore) proteggendo al contempo da sovraccarichi prolungati che potrebbero danneggiare l'isolamento.
Calcolo di Ir
Formula di base:
Ir = Corrente di carico (IL) ÷ Fattore di carico
Pratica standard:
- Per carichi continui:
Ir = IL ÷ 0.8(carico 80% secondo NEC/IEC) - Per carichi non continui:
Ir = IL ÷ 0.9(carico 90% accettabile)
Esempio:
Un carico continuo di 100 A richiede: Ir = 100A ÷ 0.8 = 125A
Se il tuo MCCB ha In = 160A, imposta la manopola Ir su: 125A ÷ 160A = 0.78 (arrotondare all'impostazione disponibile più vicina, in genere 0.8)
Considerazioni sull'impostazione di Ir
- Portata del conduttore: Ir non deve superare la portata del conduttore più piccolo nel circuito
- Temperatura ambiente: Le unità di sgancio elettroniche compensano automaticamente; le unità termomagnetiche possono richiedere declassamento
- Carichi motore: Tenere conto del fattore di servizio e della durata della corrente di avviamento
- Espansione futura: Alcuni ingegneri impostano Ir leggermente più alto per tenere conto della crescita del carico, ma questo non deve compromettere la protezione del conduttore
Isd (Intervento di breve durata): Protezione coordinata contro i cortocircuiti
Isd definisce il livello di corrente al quale si attiva la protezione di breve durata. A differenza della protezione istantanea, la protezione di breve durata include un ritardo intenzionale (tsd) per consentire ai dispositivi di protezione a valle di eliminare prima i guasti: l'essenza di coordinamento della selettività.
Come funziona Isd
Quando la corrente di guasto supera la soglia Isd, l'unità di sgancio avvia un timer (tsd). Se il guasto persiste oltre il ritardo tsd, l'interruttore interviene. Se un interruttore a valle elimina il guasto prima della scadenza di tsd, l'interruttore a monte rimane chiuso, limitando l'interruzione al ramo guasto.
Calcolo di Isd
Formula di base:
Isd = (da 1.5 a 10) × Ir
Criteri di selezione:
- Impostazione minima: Deve superare le correnti transitorie massime previste (avviamento del motore, spunto del trasformatore)
- Impostazione massima: Deve essere inferiore alla corrente di guasto disponibile nella posizione dell'interruttore
- Requisito di coordinamento: Deve essere superiore all'impostazione Ii dell'interruttore a valle
Esempio:
Per Ir = 400A:
- Isd minimo:
1.5 × 400A = 600A(evita interventi intempestivi dovuti allo spunto) - Isd tipico:
6 × 400A = 2.400A(comune per la protezione dell'alimentatore) - Isd massimo: Limitato dall'interruttore potere di interruzione in cortocircuito (Icu/Ics)
Isd vs. Ii: Quando usare ciascuno
- Usare Isd (con ritardo tsd): Su interruttori principali e di alimentazione dove è richiesta la selettività con i dispositivi a valle
- Usare Ii (senza ritardo): Su circuiti derivati finali dove lo sgancio immediato è accettabile e non è necessaria alcuna coordinazione a valle
- Disabilitare Isd: In alcune applicazioni, Isd è impostato su “OFF” e solo Ii è usato per semplicità
Ii (Protezione Istantanea): Protezione Immediata da Guasto Elevato
Ii fornisce lo sgancio istantaneo (tipicamente <50ms, spesso <20ms) quando la corrente di guasto raggiunge livelli estremamente alti. Questa è l'ultima linea di difesa contro guasti catastrofici che potrebbero causare archi, incendi o distruzione delle apparecchiature.
Come Funziona Ii
Quando la corrente supera la soglia Ii, l'unità di sgancio invia immediatamente un segnale di sgancio al meccanismo dell'interruttore senza alcun ritardo intenzionale. Questa risposta rapida minimizza l'energia dell'arco e limita i danni durante guasti gravi come cortocircuiti franchi.
Calcolo di Ii
Formula di base:
Ii ≥ 1,5 × Isd
Criteri di selezione:
- Impostazione minima: Deve essere almeno 1,5 volte superiore a Isd per evitare sovrapposizioni
- Applicazioni del motore: Deve superare la corrente di rotore bloccato (tipicamente 8-12 × FLA)
- Coordinamento: Deve essere inferiore all'Isd dell'interruttore a monte per mantenere la selettività
- Corrente di guasto disponibile: Deve essere inferiore alla corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione
Esempio:
Per Isd = 2.400A:
- Ii minimo:
1,5 × 2.400A = 3.600A - Ii tipico:
12 × Ir = 12 × 400A = 4.800A(impostazione comune)
Considerazioni Speciali per Ii
- Inrush del Trasformatore: Ii deve superare l'inrush di magnetizzazione (tipicamente 8-12× corrente nominale per 0,1s)
- Avviamento del motore: Per applicazioni di protezione del motore, Ii deve superare la corrente di rotore bloccato
- Riduzione dell'Arco Elettrico: Impostazioni Ii inferiori (ove consentito) riducono l'energia incidente dell'arco elettrico
- Interventi fastidiosi: Impostare Ii troppo basso causa scatti intempestivi durante le normali operazioni di commutazione
Ritardi Temporali: tr e tsd Spiegati
tr (Ritardo di Lunga Durata)
Il tr il parametro definisce la caratteristica a tempo inverso della protezione di lunga durata. Nella maggior parte delle unità di sgancio elettroniche, tr non è direttamente regolabile ma segue una curva I²t standardizzata. La curva assicura che il tempo di sgancio diminuisca all'aumentare dell'entità del sovraccarico:
- A 1,05 × Ir: Nessuno sgancio (banda di tolleranza)
- A 1,2 × Ir: Sgancio in <2 ore (elettronico) o <1 ora (termomagnetico)
- A 6 × Ir: Sgancio in secondi (transizione alla zona di breve durata)
Punto chiave: La curva tr è calibrata in fabbrica per corrispondere ai limiti termici del conduttore secondo IEC 60947-2 e UL 489. Gli ingegneri in genere non regolano tr direttamente ma lo selezionano scegliendo il modello di unità di sgancio appropriato.
tsd (Ritardo di Breve Durata)
Il tsd il parametro è il ritardo a tempo definito per la protezione di breve durata. Le impostazioni comuni includono:
- 0,05s: Ritardo minimo per il coordinamento di base
- 0.1s: Impostazione standard per la maggior parte delle applicazioni
- 0,2s: Coordinamento avanzato in sistemi complessi
- 0,4s: Ritardo massimo per il coordinamento profondo (richiede un'elevata corrente di corto circuito ammissibile Icw)
Regola di Coordinamento: Il tsd a monte dovrebbe essere almeno 0,1-0,2s più lungo del tempo totale di interruzione dell'interruttore a valle per garantire la selettività.
Protezione I²t: Memoria Termica per un Coordinamento Avanzato
Le unità di sgancio elettroniche avanzate includono protezione I²t, che tiene conto dell'effetto di riscaldamento cumulativo di sovraccarichi o guasti ripetuti. Questa “memoria termica” previene lo sgancio intempestivo da picchi di corrente brevi e innocui, proteggendo al contempo dallo stress termico prolungato.
Quando Abilitare I²t:
- Circuiti motore con avviamenti frequenti
- Circuiti trasformatore con inrush ripetitivo
- Sistemi con carichi transitori elevati
- Coordinamento con fusibili a monte
Quando Disabilitare I²t:
- Protezione del generatore (richiesta risposta immediata)
- Carichi critici dove qualsiasi ritardo è inaccettabile
- Sistemi radiali semplici senza complesse esigenze di coordinamento
Esempi pratici di impostazione per applicazione
Tabella 3: Impostazioni tipiche delle unità di sgancio per applicazione
| Applicazione | Corrente di carico (IL) | Impostazione Ir | Impostazione Isd | Impostazione Ii | Impostazione tsd | Note |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Interruttore principale (1600A) | 1280A | 1.0 × In = 1600A | 10 × Ir = 16.000A | 15 × Ir = 24.000A | 0,4s | Massima selettività con alimentatori |
| Alimentatore (400A) | 320A | 0.8 × In = 320A | 6 × Ir = 1.920A | 12 × Ir = 3.840A | 0,2s | Coordina con principale e derivazioni |
| Derivazione motore (100A) | 75A FLA | 0.9 × In = 90A | 8 × Ir = 720A | 12 × Ir = 1.080A | OFF (solo Ii) | Accoglie 6× LRA |
| Illuminazione/Presa (63A) | 50A | 0.8 × In = 50A | SPENTO | 10 × Ir = 500A | N/D | Protezione semplice, nessuna necessità di coordinamento |
| Primario trasformatore (250A) | 200A | 0.8 × In = 200A | 10 × Ir = 2.000A | 12 × Ir = 2.400A | 0.1s | Resiste a 10× inrush per 0.1s |
| Generatore (800A) | 640A | 0.8 × In = 640A | 3 × Ir = 1.920A | 6 × Ir = 3.840A | 0,05s | Sgancio rapido per proteggere l'alternatore |
| Uscita UPS (160A) | 128A | 0.8 × In = 128A | SPENTO | 8 × Ir = 1.024A | N/D | Solo istantaneo, nessun danno alla batteria |
Esempi di calcolo delle impostazioni passo dopo passo
Tabella 4: Esempi di calcolo delle impostazioni
| Passo | Esempio 1: Alimentatore 400A | Esempio 2: Derivazione motore 100A | Esempio 3: Principale 1600A |
|---|---|---|---|
| 1. Determinare il carico | Carico continuo 320A | Motore 75A (FLA), 450A LRA | Carico totale 1280A |
| 2. Calcolare Ir | 320A ÷ 0.8 = 400A Impostare Ir = 1.0 × 400A = 400A |
75A ÷ 0.9 = 83A Arrotondare al telaio da 100A Impostare Ir = 0.9 × 100A = 90A |
1280A ÷ 0.8 = 1600A Imposta Ir = 1.0 × 1600A = 1600A |
| 3. Calcola Isd | Necessaria coordinazione con derivazioni da 100A Imposta Isd = 6 × 400A = 2.400A |
Avviamento motore: 450A LRA Imposta Isd = 8 × 90A = 720A (Supera 450A LRA) |
Coordina con alimentatori da 400A Imposta Isd = 10 × 1600A = 16.000A |
| 4. Calcola Ii | Deve superare Isd di 1.5× Imposta Ii = 12 × 400A = 4.800A (2× Isd, buon margine) |
Deve superare LRA Imposta Ii = 12 × 90A = 1.080A (2.4× LRA, adeguato) |
Deve superare Ii dell'alimentatore Imposta Ii = 15 × 1600A = 24.000A (5× Ii dell'alimentatore) |
| 5. Imposta Ritardi Temporali | tsd = 0.2s (Consente alle derivazioni da 100A di intervenire in 0.1s) |
tsd = OFF (Usa solo Ii per semplicità) |
tsd = 0.4s (Massima selettività) |
| 6. Verifica la Coordinazione | ✓ Isd (2.400A) > Ii derivazione (1.080A) ✓ tsd (0.2s) > Tempo di intervento della derivazione |
✓ Ii (1.080A) < Isd alimentatore (2.400A) ✓ Nessuna coordinazione a monte necessaria |
✓ Isd (16.000A) > Ii alimentatore (4.800A) ✓ tsd (0.4s) > tsd alimentatore + 0.2s |
Selettività e Coordinamento: La Relazione Critica
Una corretta coordinazione tra i dispositivi di protezione a monte e a valle è essenziale per ridurre al minimo l'ambito dell'interruzione durante i guasti. L'obiettivo: solo l'interruttore più vicino al guasto dovrebbe intervenire, lasciando il resto del sistema alimentato.
Tabella 5: Regole di Coordinamento della Selettività
| Requisito di coordinamento | Regola | Esempio |
|---|---|---|
| Ir a Monte vs. Ir a Valle | Ir a Monte ≥ 2× Ir a Valle | Principale 1600A, Alimentatore 400A (rapporto 4×) |
| Isd a Monte vs. Ii a Valle | Isd a Monte > Ii a Valle | Isd principale 16.000A > Ii alimentatore 4.800A |
| tsd a Monte vs. Tempo di Intervento a Valle | tsd a Monte ≥ Intervento totale a Valle + 0.1-0.2s | tsd principale 0.4s > Alimentatore (0.2s + 0.1s intervento) |
| Ii a Monte vs. Ii a Valle | Ii a Monte ≥ 2× Ii a Valle | Ii principale 24.000A > Ii alimentatore 4.800A (rapporto 5×) |
| Coordinamento I²t | I²t a Monte > I²t a Valle | I²t principale ON, I²t alimentatore ON o OFF |
Principio Chiave di Coordinamento: Ogni dispositivo a monte deve avere impostazioni di intervento più elevate e ritardi temporali più lunghi rispetto al dispositivo a valle che protegge. Questo crea una “cascata” di protezione in cui l'interruttore più piccolo interviene per primo, poi il successivo più grande e così via.
Coordinamento Avanzato: Per sistemi complessi, utilizzare un software di analisi delle curve tempo-corrente (molti produttori forniscono strumenti gratuiti) per verificare la coordinazione a tutti i livelli di corrente di guasto. Il supporto tecnico VIOX può assistere con la selezione della protezione del circuito e gli studi di coordinamento.
Errori Comuni di Impostazione e Soluzioni
Tabella 6: Errori Comuni di Impostazione e Soluzioni
| Errore | Conseguenza | Approccio corretto | Prevenzione |
|---|---|---|---|
| Ir impostato troppo alto | Surriscaldamento del conduttore, danni all'isolamento | Calcola Ir in base alla portata del conduttore, non alla taglia dell'interruttore | Verifica sempre che Ir ≤ portata del conduttore |
| Ir impostato troppo basso | Interventi fastidiosi durante il normale funzionamento | Tenere conto del carico continuo + margine di sicurezza (regola 80%) | Misurare la corrente di carico effettiva prima dell'impostazione |
| Isd = Ii (nessuna separazione) | Perdita di selettività, entrambe le funzioni intervengono contemporaneamente | Assicurarsi che Ii ≥ 1,5 × Isd | Utilizzare i rapporti raccomandati dal produttore |
| tsd troppo breve | L'interruttore a monte interviene prima che quello a valle elimini il guasto | Aggiungere un margine di 0,1-0,2 s al tempo di eliminazione del guasto a valle | Calcolare il tempo totale di eliminazione del guasto, incluso il tempo di arco |
| tsd troppo lungo | Durata eccessiva della corrente di guasto, danni alle apparecchiature | Bilanciare le esigenze di coordinamento con le caratteristiche di tenuta delle apparecchiature | Verificare che la corrente nominale Icw dell'interruttore supporti la durata tsd |
| Ii impostato al di sotto della LRA del motore | L'interruttore interviene all'avvio del motore | Impostare Ii ≥ 1,2 × corrente di spunto | Ottenere i dati di targa del motore prima dell'impostazione |
| Ignorare I²t | Interventi prematuri dovuti a transitori innocui | Abilitare I²t per carichi con frequenti correnti di spunto | Comprendere le caratteristiche del carico |
| Nessuno studio di coordinamento | Schemi di intervento casuali, interruzioni di corrente su vasta scala | Eseguire l'analisi della curva tempo-corrente | Utilizzare software di coordinamento o consultare il produttore |
| Dimenticare la temperatura ambiente | Le unità termomagnetiche intervengono prematuramente in ambienti caldi | Applicare fattori di declassamento o utilizzare unità di intervento elettroniche | Misurare la temperatura interna effettiva del quadro |
Pro Tip: Documentare tutte le impostazioni dell'unità di intervento sugli schemi del quadro e mantenere un database delle impostazioni. Molte unità di intervento elettroniche consentono di caricare/scaricare le impostazioni tramite software, semplificando notevolmente la messa in servizio e la risoluzione dei problemi.
Risoluzione dei problemi relativi all'unità di intervento
- Sintomo: Interventi intempestivi frequenti
- Verificare se Ir è impostato troppo basso per il carico effettivo
- Verificare che Ii non sia inferiore alle correnti di spunto del motore o di inserzione del trasformatore
- Verificare che la temperatura ambiente rientri nella corrente nominale dell'interruttore
- Ispezionare la presenza di connessioni allentate che causano cadute di tensione e picchi di corrente
- Sintomo: L'interruttore non interviene durante il sovraccarico
- Verificare che l'impostazione Ir corrisponda al requisito di carico
- Verificare se l'unità termomagnetica è compensata in temperatura
- Testare la funzionalità dell'unità di intervento secondo le procedure del produttore
- Verificare che l'interruttore non abbia raggiunto la fine della sua vita elettrica
- Sintomo: Perdita di selettività (interviene l'interruttore sbagliato)
- Rivedere lo studio di coordinamento: Isd a monte potrebbe essere troppo basso
- Verificare che le impostazioni tsd forniscano un margine di tempo adeguato
- Verificare se Ii dell'interruttore a valle supera Isd a monte
- Verificare che i livelli di corrente di guasto corrispondano alle ipotesi di progettazione
- Sintomo: Impossibile impostare il valore Ir desiderato
- Verificare se la spina di corrente nominale (se presente) limita l'intervallo di regolazione
- Verificare che il modello di unità di intervento supporti l'intervallo Ir richiesto
- Valutare la possibilità di passare a una taglia di telaio o a un modello di unità di intervento diversi
Per problemi persistenti, l'assistenza tecnica VIOX può fornire diagnostica remota per le unità di intervento elettroniche con funzionalità di comunicazione oppure guidarti attraverso procedure di test sistematiche.
Integrazione con sistemi moderni
Le unità di intervento elettroniche VIOX avanzate offrono funzionalità che vanno oltre la protezione LSI di base:
- Communication Protocols: Modbus RTU, Profibus, Ethernet per l'integrazione con SCADA/BMS
- Registrazione eventi: Registra eventi di intervento, profili di carico e condizioni di allarme
- Manutenzione predittiva: Monitora l'usura dei contatti, il numero di operazioni e lo stress termico
- Impostazione remota: Regola i parametri tramite software senza aprire il quadro
- Protezione da guasti a terra: Impostazione Ig integrata per la protezione di persone e apparecchiature
- Riduzione dell'Arco Elettrico: La modalità di manutenzione abbassa temporaneamente Ii per ridurre l'energia incidente
Queste caratteristiche sono particolarmente preziose in Ricarica EV commerciale, data center e infrastrutture critiche dove i costi di inattività sono elevati e la manutenzione proattiva è essenziale.
FAQ: Impostazioni dell'unità di sgancio MCCB
D: Cosa significa Ir su un'unità di sgancio MCCB?
R: Ir sta per “corrente di intervento di lunga durata” o “impostazione della corrente nominale”. Rappresenta la corrente continua che l'interruttore può sopportare senza scattare ed è tipicamente regolabile da 0,4 a 1,0 volte la corrente nominale dell'interruttore (In). Ad esempio, se si dispone di un interruttore da 400 A (In = 400 A) e si imposta Ir su 0,8, la corrente nominale continua effettiva diventa 320 A. Ir protegge dai sovraccarichi prolungati utilizzando una caratteristica a tempo inverso: maggiore è il sovraccarico, più veloce è lo sgancio.
D: Come si calcola l'impostazione Ir corretta per il mio carico?
R: Utilizzare la formula: Ir = Corrente di carico ÷ 0,8 (per carichi continui secondo la regola NEC/IEC 80%). Ad esempio, un carico continuo di 100 A richiede Ir = 100 A ÷ 0,8 = 125 A. Se il tuo interruttore ha In = 160 A, imposta il selettore Ir su 125 A ÷ 160 A = 0,78 (arrotonda a 0,8 se questa è l'impostazione più vicina). Verificare sempre che Ir non superi la portata del conduttore più piccolo nel circuito e tenere conto di riduzione della potenza nominale in base alla temperatura ambiente se necessario.
D: Qual è la differenza tra Isd e Ii?
A: Isd (intervento di corto ritardato) e Ii (intervento istantaneo) proteggono entrambi dai cortocircuiti, ma con tempi di risposta diversi. Isd include un ritardo intenzionale (tsd, tipicamente 0,05-0,4 s) per consentire agli interruttori a valle di eliminare prima i guasti, consentendo la selettività. Ii fornisce lo sgancio immediato (<50 ms) senza ritardo per guasti gravi. Pensa a Isd come “protezione coordinata” e Ii come “protezione di ultima istanza”. In un sistema correttamente coordinato, Ii deve essere impostato almeno 1,5 volte superiore a Isd per evitare sovrapposizioni.
D: Perché ho bisogno del ritardo di corto circuito (tsd) invece dello sgancio istantaneo?
R: Il ritardo di corto circuito abilita la selettività—la capacità di isolare solo il circuito guasto mantenendo il resto del sistema alimentato. Senza tsd, un guasto in qualsiasi punto del sistema potrebbe far scattare l'interruttore principale, causando un blackout completo. Aggiungendo un ritardo di 0,1-0,4 s agli interruttori a monte, si dà agli interruttori a valle il tempo di eliminare prima i guasti. Ciò riduce al minimo l'ambito dell'interruzione e migliora l'affidabilità del sistema. Tuttavia, tsd richiede che l'interruttore possa sopportare la corrente di guasto per la durata del ritardo (controllare la corrente nominale Icw).
D: Posso impostare Ii inferiore a Isd?
R: No, questo è un errore comune che vanifica lo scopo di avere due zone di protezione separate. Ii deve essere sempre superiore a Isd (tipicamente 1,5-2 volte superiore) per mantenere una corretta coordinazione. Se Ii ≤ Isd, entrambe le funzioni si attiverebbero contemporaneamente durante un guasto, eliminando il vantaggio della protezione di corto circuito ritardata. La maggior parte delle moderne unità di sgancio impedisce questo errore regolando automaticamente Ii se si tenta di impostarlo al di sotto di Isd, ma verificare sempre le impostazioni dopo la regolazione.
D: Cos'è la protezione I²t e quando devo usarla?
A: protezione I²t (chiamata anche “memoria termica”) tiene conto dell'effetto di riscaldamento cumulativo della corrente nel tempo. Previene lo sgancio intempestivo da brevi e innocui picchi di corrente (avviamento del motore, inrush del trasformatore) proteggendo al contempo dallo stress termico prolungato. Abilitare I²t per: circuiti motore con avviamenti frequenti, primari del trasformatore o qualsiasi carico con correnti di inrush elevate ripetitive. Disabilitare I²t per: protezione del generatore (dove la risposta immediata è fondamentale), sistemi radiali semplici o applicazioni in cui qualsiasi ritardo è inaccettabile. I²t è particolarmente utile per ottenere il coordinamento con i fusibili a monte.
D: Come si coordinano le impostazioni di sgancio tra gli interruttori a monte e a valle?
R: Seguire queste regole: (1) Ir a Monte ≥ 2× Ir a Valle per gestire i carichi combinati; (2) Isd a Monte > Ii a Valle in modo che la protezione istantanea dell'interruttore a valle non si sovrapponga al corto circuito ritardato a monte; (3) Tsd a monte ≥ Tempo di eliminazione totale a valle + margine di 0,1-0,2 s per garantire che l'interruttore a valle si sganci per primo; (4) Ii a Monte ≥ 2× Ii a Valle per il backup finale. Utilizzare un software di analisi della curva tempo-corrente per verificare il coordinamento su tutti i livelli di guasto. VIOX fornisce assistenza gratuita per il coordinamento: contattare il nostro team tecnico con il diagramma unifilare del sistema.
Punti di forza
- Ir (protezione di lunga durata) imposta la corrente nominale continua e deve essere calcolata in base alla corrente di carico effettiva divisa per 0,8 (regola di carico 80%), senza mai superare la portata del conduttore.
- Isd (intervento di corto ritardato) abilita la selettività aggiungendo un ritardo intenzionale (tsd) prima dello sgancio, consentendo agli interruttori a valle di eliminare prima i guasti, essenziale per ridurre al minimo l'ambito dell'interruzione nei sistemi coordinati.
- Ii (protezione istantanea) fornisce lo sgancio immediato per guasti gravi e deve essere impostato almeno 1,5 volte superiore a Isd per mantenere una corretta separazione tra le zone di protezione.
- Unità di sgancio elettroniche offrono una flessibilità e una precisione di gran lunga maggiori rispetto alle unità termomagnetiche, con intervalli regolabili Ir (0,4-1,0 × In), Isd (1,5-10 × Ir) e Ii (2-15 × Ir) più funzionalità avanzate come la protezione I²t e la comunicazione.
- Il coordinamento richiede una pianificazione sistematica: gli interruttori a monte devono avere impostazioni di intervento più elevate e ritardi più lunghi rispetto ai dispositivi a valle, seguendo le regole Isd a monte > Ii a valle e Tsd a monte ≥ Tempo di eliminazione a valle + margine.
- protezione I²t (memoria termica) previene lo sgancio intempestivo da brevi correnti di inrush mantenendo la protezione contro i sovraccarichi prolungati: abilitare per applicazioni motore e trasformatore, disabilitare per generatori e sistemi semplici.
- Errori comuni includono l'impostazione di Ir troppo alta (con rischio di danni al conduttore), l'impostazione di Ii ≤ Isd (perdita di selettività) e l'ignorare le correnti di avviamento del motore (causando sganci intempestivi): verificare sempre le impostazioni rispetto alle caratteristiche del carico e ai requisiti di coordinamento.
- L'analisi della curva tempo-corrente è essenziale per i sistemi complessi: utilizzare il software fornito dal produttore o consultare il supporto tecnico VIOX per verificare il coordinamento su tutti i livelli di corrente di guasto e garantire una corretta selettività.
- Documentazione e test sono fondamentali: registrare tutte le impostazioni dell'unità di sgancio sugli schemi dei pannelli, eseguire test di messa in servizio per verificare il funzionamento e mantenere un database delle impostazioni per la futura risoluzione dei problemi e modifiche.
Per una protezione del circuito affidabile e configurata con precisione, esplora la linea completa di VIOX di MCCB con unità di sgancio elettroniche avanzate. Il nostro team di ingegneri fornisce un supporto completo per la selezione dell'unità di sgancio, studi di coordinamento e assistenza alla messa in servizio per garantire che il tuo sistema di distribuzione elettrica funzioni in modo sicuro ed efficiente. Contattaci per una guida specifica per l'applicazione sull'ottimizzazione delle impostazioni Ir, Isd e Ii per le tue esigenze specifiche.
