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Un contattore può soddisfare i requisiti di commutazione normale del motore e subire comunque danni in caso di cortocircuito. La domanda mancante non è semplicemente se l'interruttore automatico sia in grado di interrompere il guasto. È in quali condizioni sia consentito che l'avviatore si trovi successivamente.
Risposta breve
Un contattore e un relè di sovraccarico termico separato non forniscono di per sé l'interruzione del cortocircuito. La loro condizione post-guasto dipende dal dispositivo di protezione contro il cortocircuito (SCPD) specificato e dal coordinamento dimostrato per l'intera combinazione. Il Tipo 1 consente danni che richiedono riparazione o sostituzione; il Tipo 2 richiede l'idoneità all'uso successivo, pur riconoscendo una saldatura dei contatti limitata e facilmente separabile secondo le istruzioni del produttore. La corrente nominale del contattore da sola non può determinare nessuno dei due risultati.
Qui, il coordinamento si riferisce al tipo di coordinamento dell'avviatore secondo la norma IEC 60947-4-1, non selettività e coordinamento dell'interruttore. La selettività riguarda quale dispositivo di protezione interviene; questo articolo riguarda ciò che rimane utilizzabile dopo che il guasto è stato eliminato.
Il termine “interruttore automatico” nel titolo si riferisce al ruolo di protezione a monte. Anche un fusibile idoneo può fungere da SCPD. Né un interruttore automatico né un contattore conferiscono all'intero assemblaggio un tipo di coordinamento in isolamento. Se il limite dell'apparecchiatura non è chiaro, iniziare con contattore rispetto ad avviatore motore.
Cosa succede prima che il cortocircuito venga interrotto?
In un circuito di avviamento convenzionale, i dispositivi svolgono compiti diversi:
- SCPD: interrompe il cortocircuito e limita lo stress a valle secondo le sue effettive caratteristiche protettive.
- Contattore: commuta il motore durante il normale funzionamento entro il suo servizio dichiarato; non sostituisce l'SCPD. Vedere cosa fa un contattore.
- Relè di sovraccarico termico: rileva il sovraccarico sostenuto e avvia l'apertura attraverso il sistema di controllo; i suoi elementi del circuito di potenza continuano a trasportare la corrente del motore. Vedere funzionamento del relè di sovraccarico termico.
L'SCPD elimina il guasto in una scala temporale di millisecondi; prima che ciò accada, la corrente di guasto è già passata attraverso il contattore e il relè di sovraccarico.
Tale corrente produce riscaldamento nel percorso conduttore e forze elettrodinamiche nell'assemblaggio dei contatti. La pressione di contatto può essere superata, le superfici di contatto possono separarsi e inarcarsi, e il riscaldamento locale può causare la saldatura dei contatti. Anche gli elementi portanti di corrente del relè sono soggetti a stress termico e meccanico.
Un'interruzione riuscita risponde quindi solo a una parte della domanda ingegneristica. Il dispositivo di protezione potrebbe aver liberato il circuito mentre il contattore o il relè di sovraccarico non soddisfano più i requisiti di servizio. Il coordinamento definisce l'esito post-test accettato per la combinazione specificata.
Coordinamento Tipo 1 vs Tipo 2 secondo IEC 60947-4-1
IEC 60947-4-1 è l'ancora standard per i tipi di coordinamento del contattore e dell'avviamento motore discussi qui. La spiegazione seguente è concettuale, non sostituisce lo standard completo o una dichiarazione per una particolare combinazione di prodotti.
Tipo 1: la riparazione o la sostituzione possono essere necessarie
In condizioni di cortocircuito, il contattore o l'avviamento non devono causare pericolo a persone o all'impianto. Può tuttavia non essere idoneo per un ulteriore servizio senza riparazione o sostituzione di parti.
La saldatura dei contatti e il danneggiamento del relè di sovraccarico possono quindi essere coerenti con le prestazioni di Tipo 1. Questo è un permesso per un esito di danneggiamento limitato secondo i criteri di test, non un permesso per lesioni, parti esposte pericolose o danni all'impianto circostante.
Il Tipo 1 non significa “l'avviamento deve guastarsi”. Significa che il servizio continuato senza riparazione non è l'esito promesso. La condizione effettiva deve ancora essere valutata dopo un guasto.
Tipo 2: è richiesta l'idoneità per un uso successivo
Il Tipo 2 mantiene il requisito di assenza di pericolo e aggiunge l'idoneità per un uso successivo dopo l'evento di cortocircuito. Viene riconosciuta la possibilità di saldatura dei contatti, ma la saldatura permessa deve essere facilmente separabile senza deformazioni significative, seguendo le istruzioni di manutenzione del produttore. Il danneggiamento del relè di sovraccarico non è un esito accettato e le sue caratteristiche di protezione da sovraccarico devono essere mantenute.
Questo è un requisito di recupero più esigente, non una garanzia che i contatti non possano mai saldarsi. Inoltre, non autorizza la riattivazione immediata. Il guasto deve essere corretto, l'apparecchiatura isolata e ispezionata, e le verifiche richieste dal produttore completate prima del ritorno in servizio.
| Domanda post-guasto | Coordinamento di tipo 1 | Coordinamento di tipo 2 |
|---|---|---|
| Il contattore può rimanere in servizio? | Potrebbe essere necessaria la riparazione o la sostituzione prima di un uso successivo. | Deve rimanere idoneo per un uso successivo nelle condizioni verificate. |
| Cosa dire dei contatti principali? | La saldatura o il danneggiamento possono richiedere la sostituzione. | La saldatura limitata è consentita solo se facilmente separabile secondo le condizioni del produttore. |
| E per quanto riguarda il relè di sovraccarico? | Il danneggiamento può essere consentito entro i requisiti di sicurezza del test. | Il relè deve rimanere integro e conservare le sue caratteristiche di protezione da sovraccarico. |
| Come si ripristina il funzionamento? | Valutare, riparare o sostituire secondo necessità, quindi verificare l'installazione. | Correggere il guasto e completare l'ispezione e la manutenzione specificate prima del rilascio. |
| Cosa richiedono entrambi? | Nessun pericolo per le persone o per l'impianto. | Nessun pericolo per le persone o per l'impianto. |
Cosa protegge effettivamente il contattore? L'SCPD
L'SCPD determina come viene interrotta la corrente di cortocircuito e quale stress raggiunge i dispositivi a valle. Per condizioni di guasto comparabili, una limitazione di corrente più forte e una ridotta esposizione allo sgancio possono ridurre lo stress termico ed elettodinamico imposto all'avviatore.
L'energia passante, spesso espressa come I²t, descrive parte dell'esposizione termica. La corrente di picco passante è importante per lo stress meccanico. Nessuna delle due quantità, considerate da sole, dimostra le prestazioni complete post-guasto richieste per il coordinamento di Tipo 2.
Ciò spiega un risultato di selezione controintuitivo: le tabelle di coordinamento pubblicate dal produttore possono richiedere dimensioni di contattore diverse per lo stesso motore quando l'SCPD front-end cambia, potenzialmente con diverse dimensioni di telaio. La domanda normale del motore non è cambiata; lo stress di cortocircuito verificato e il risultato richiesto della combinazione sono cambiati.
Allo stesso modo, un interruttore che rimane funzionante mentre i contatti del contattore si saldano non è, di per sé, prova di scarsa qualità del contattore. Tale condizione può essere coerente con il risultato dichiarato di Tipo 1. Verificare l'effettiva dichiarazione di coordinamento, le condizioni di installazione e i danni prima di decidere se l'evento ha soddisfatto la specifica. Il Tipo 1 non è una spiegazione generica per ogni guasto.
Perché una tabella di coordinamento non può essere calcolata o generalizzata
Una tabella di coordinamento dell'avviatore riassume le combinazioni testate e le loro condizioni dichiarate. Non è una formula che converte la corrente nominale di un contattore in una dichiarazione di Tipo 2. La verifica riguarda insieme l'SCPD, il contattore, la protezione da sovraccarico e la disposizione di installazione applicabile.
La corrente di cortocircuito condizionale, comunemente identificata come Iq nelle informazioni di coordinamento, rientra in tali condizioni specificate. Leggere la terminologia esatta e le note della tabella del produttore. Non è una corrente nominale di interruzione di cortocircuito indipendente del contattore, né la capacità di interruzione dell'interruttore automatico può sostituirla.
Seguono tre restrizioni:
- Un componente modificato richiede una nuova verifica. La sostituzione di qualsiasi membro della combinazione invalida l'affidamento sulla voce originale a meno che il produttore non includa esplicitamente tale alternativa. Un interruttore automatico diverso della stessa marca ha comunque una caratteristica protettiva diversa a meno che non sia coperta.
- Tensione e duty di guasto devono essere coperti. La tensione dichiarata e l'Iq devono coprire le condizioni di installazione. Se la corrente di cortocircuito presunta supera l'Iq dichiarata, tale voce non stabilisce il risultato richiesto. Non presumere una tensione non elencata o estrapolare oltre le condizioni pubblicate.
- La conformità individuale non dimostra le prestazioni della combinazione. Un interruttore automatico, un contattore e un relè possono ciascuno soddisfare i propri requisiti senza formare un avviatore di Tipo 2 verificato. Un assemblaggio non supportato di marche miste non può ereditare una corrente nominale sommando i certificati dei suoi componenti.
I calcoli e le curve dei dispositivi di protezione possono supportare la valutazione tecnica. Non possono sostituire la prova di combinazione necessaria per dichiarare un tipo di coordinamento. Anche gli accessori, le impostazioni, le condizioni di montaggio e di collegamento della tabella sono importanti; mantenere solo i nomi dei dispositivi principali non è sufficiente.
Come selezionare una combinazione verificata
Definire l'architettura di avviamento appropriata utilizzando la guida ai tipi di avviatori motore, quindi applicare le verifiche di coordinamento al cortocircuito di seguito.
Passaggio 1: stabilire la corrente di guasto presunta e la tensione del circuito
Ottenere la corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione dallo studio del sistema applicabile o dalle informazioni di progetto verificate. Registrare anche la tensione operativa. Non sostituire la corrente di targa del motore o la capacità di interruzione indicata sull'interruttore automatico con la corrente di guasto disponibile nel sito.
Passaggio 2: scegliere il risultato di ripristino richiesto
Laddove l'interruzione e la riparazione comporterebbero gravi conseguenze operative, specificare il Tipo 2 e un processo documentato di ispezione e ripristino. Laddove una riparazione pianificata dopo un guasto sia accettabile, il Tipo 1 può soddisfare il requisito.
La decisione segue la conseguenza della perdita del carico, piuttosto che il nome di un circuito. Il tipo 2 migliora il risultato specificato di recupero dell'avviatore; non garantisce una produzione ininterrotta, un motore efficiente o l'eliminazione del guasto originale.
Passo 3: selezionare la voce completa dalla tabella di un produttore
Utilizzare la tabella di coordinamento pubblicata da un produttore come autorità per la combinazione completa elencata. Identificare l'esatto SCPD, contattore, relè di sovraccarico e tipo di coordinamento. Verificare la tensione, l'Iq dichiarata, le impostazioni e ogni nota applicabile rispetto all'installazione.
Non mescolare tabelle separate o assemblare una nuova riga da dispositivi con caratteristiche simili. Anche un marchio condiviso non è sufficiente: la combinazione esatta deve essere coperta. Conservare la revisione del documento con il record del progetto in modo che una successiva sostituzione possa essere verificata sulla stessa base.
Passo 4: ricontrollare separatamente il normale funzionamento del motore
Confermare che l'intervallo di impostazione del relè di sovraccarico copra la corrente a pieno carico del motore e che la classificazione AC-3 applicabile del contattore soddisfi il normale compito di commutazione. Il coordinamento non sostituisce tali controlli.
Per il processo di dimensionamento del normale funzionamento, utilizzare il dimensionamento dell'avviatore motore. Quella guida affronta i componenti necessari per il normale funzionamento; questo articolo affronta la condizione verificata dopo un cortocircuito.
Passo 5: risolvere le prove mancanti prima di dichiarare un tipo
Chiedere al produttore la tabella di coordinamento della combinazione proposta o le prove di test a supporto. Indicare la tensione, la corrente di guasto presunta, il tipo richiesto, le identità dei componenti e la disposizione di installazione. Una richiesta di “un contattore più grande” non identifica le prove mancanti.
I percorsi alternativi includono una combinazione già verificata protetta da fusibile o un avviatore combinato documentato basato su MPCB; nessuna architettura dimostra automaticamente il Tipo 2. Con una disposizione protetta da fusibile, sostituire un fusibile intervenuto come indicato dopo la rimozione del guasto e completare i controlli dell'avviatore. Vedere relè di sovraccarico termico contro MPCB per la distinzione funzionale.
I dispositivi di controllo e protezione (CPS), trattati separatamente dalla IEC 60947-6-2, sono un'altra categoria di apparecchiature le cui prestazioni dichiarate devono essere verificate piuttosto che assunte equivalenti a un avviatore discreto.
Fino a quando le prove richieste non saranno disponibili, registrare il tipo di coordinamento come non verificato. Non sostituire un record di test mancante con una dichiarazione calcolata.
Cinque errori comuni di coordinamento
- Selezione del contattore basata solo sulla corrente del motore. Ciò affronta parte del normale funzionamento ma lascia non specificato l'esito del cortocircuito.
- Aumento della taglia del contattore di uno e sua designazione come Tipo 2. Materiale aggiuntivo o un telaio più grande non dimostrano le prestazioni combinate richieste.
- Considerare ogni contatto saldato sotto Tipo 1 come un reclamo di qualità. Confrontare il risultato osservato con le condizioni dichiarate prima di attribuire una causa o una responsabilità.
- Utilizzo di una tensione o di un valore di Iq errati. Una riga valida per un'altra condizione non copre l'installazione solo perché i nomi dei dispositivi sembrano familiari.
- Combinazione di dispositivi di tre produttori e affermazione di Tipo 2. La conformità dei componenti e le correnti nominali non forniscono prove per tale assemblaggio non verificato.
Domande Frequenti
Il coordinamento di Tipo 2 significa che i contatti non si saldano mai?
No. È riconosciuta una saldatura limitata se i contatti possono essere facilmente separati nelle condizioni specificate dal produttore senza deformazioni significative. L'avviatore deve rimanere idoneo all'uso successivo dopo le verifiche richieste.
L'apparecchiatura di Tipo 1 può essere riaccesa subito dopo un cortocircuito?
Nessuna autorizzazione di questo tipo deriva dal Tipo 1. Isolare l'apparecchiatura, correggere il guasto e valutare l'avviatore. Potrebbero essere necessarie riparazioni o sostituzioni prima dell'ispezione e del ripristino autorizzato in servizio.
Perché una tabella di coordinamento non può essere trasferita tra marchi?
La sua validità si applica ai dispositivi e alle condizioni specificate. La modifica di un componente crea una combinazione che la voce originale non copre, a meno che il produttore non la includa espressamente; la conformità del singolo dispositivo è insufficiente.
Posso calcolare il coordinamento di Tipo 2 quando non è disponibile una tabella?
I calcoli possono informare una valutazione, ma non possono stabilire l'esito post-guasto testato. Ottenere le prove di combinazione del produttore o selezionare una disposizione diversa con prestazioni documentate.
Cosa cambia quando un fusibile è l'SCPD?
Il fusibile specificato e le sue caratteristiche protettive diventano parte della combinazione verificata. Un avviatore protetto da fusibile necessita ancora della tabella appropriata; dopo lo sgancio per guasto, sostituire l'elemento fusibile intervenuto come indicato, oltre a completare i controlli dell'avviatore.
Scegliere per l'esito post-guasto verificato, non solo per la corrente nominale del contattore: durante la revisione Contattori CA e relè di sovraccarico termico, richiedere la tabella di coordinamento del produttore e selezionare la combinazione documentata completa.
