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Selettività

Protezione selettiva

Lo scopo fondamentale della protezione selettiva è quello di "coordinare" l'intervento fra i dispositivi di interruzione in modo che un guasto che si verifichi in un punto qualunque dell’impianto venga eliminato dal dispositivo posto immediatamente a monte del guasto. In tal modo viene messa fuori servizio soltanto la parte dell’impianto interessata al guasto, garantendo così la continuità del servizio alla rimanente parte "sana".

In pratica la protezione selettiva fra due interruttori A e B, di­sposti in serie in una distribuzione radiale (fig. 1), si realizza quando per un guasto nella conduttura a valle (per esempio la 2) interviene solo l'interruttore B immediatamente a monte del punto di guasto, mentre l'interruttore A (seppur interessato dalla cor­rente di guasto) non interviene, consentendo così il regolare fun­zionamento della conduttura a monte 1 e di conseguenza di tutte le altre condutture a valle non interessate dal guasto (come per esem­pio la 3).

                               

Fig. 1 - Distribuzione radiale. Collegamento in cascata degli interruttori

Fra due interruttori in cascata la selettività può essere totale o parziale. 

·       La selettività è totale se si apre solo l’interruttore a valle B, interessato al guasto (fig. 1), per tutti i valori di corrente inferiori o uguali alla massima corrente di corto circuito pre­sunta nel punto di installazione dell'interruttore stesso.

 

·       La selettività è parziale se si apre solo l'interruttore a val­le B (fig. 1) per un valore di corrente di corto circuito infe­riore a quello massimo presunto nel punto in cui è installato, mentre per valori superiori si ha l'intervento simultaneo sia di A che di B.

La selettività fra due interruttori può riguardare sia la zona dei sovraccarichi che quella dei corto circuiti.

Per quanto riguarda i sovraccarichi, esiste normalmente una selet­tività "naturale" per effetto dello spostamento delle caratteri­stiche d'intervento dei due interruttori dovuto ai diversi valori delle correnti nominali (superiore per quello a monte, inferiore per quello a valle).

Per quanto riguarda le correnti di corto circuito, la selettività può essere ottenuta coordinando opportunamente gli interruttori; vale a dire differenziando i valori delle correnti d'intervento o, eventualmente, i tempi d'intervento degli sganciatori magnetici.

Nella zona dei corto circuiti si possono conseguentemente distin­guere i seguenti tipi di seletti­vità:

·       Selettività cronometrica

·       Selettività amperometrica

·       Selettività mista

Selettività cronometrica

Si realizza assegnando allo sganciatore magnetico dell'in­terrut­tore a monte A un tempo d'intervento maggiore di quello dell'in­terruttore a valle B (fig. 2).

 

In questo caso la protezione selettiva è totale: qualunque sia il valore della corrente di guasto nella conduttura a valle in­terviene solo l'interruttore B. Oc­corre però che l'interruttore A sia in grado di soppor­tare la corrente di corto circuito massi­ma che lo può in­teressare per la durata corrispondente al ritar­do asse­gnato.

La selettività cronometrica si realizza impiegando, a monte, interruttori "selettivi", dotati di dispositivi di ritardo intenzionale dell'intervento.

 

Essa è più facilmente realizzabile se si impiegano a valle in­ter­ruttori limitatori.

 

 

 

Fig. 2 - Selettività cronometrica

Selettività amperometrica

Si realizza coordinando opportunamente le correnti di intervento degli interruttori; in pratica, regolando la soglia d'intervento dello sganciatore magnetico dell'interruttore a monte A ad un valore I mA superiore a quello ImB dell'interruttore a valle B (fig. 3).

 

Tale condizione è, in genere, facilmente realizzabile in quanto la corrente nominale dell'interruttore a valle B è minore di quella dell'interruttore a monte A.

 

Di contro, la selettività è, in genere, soltanto parziale, in quanto, a seconda del valore della corrente di corto circuito nella conduttura a valle, possono intervenire o solo l'interrut­tore B oppure B e A contemporaneamente: come risulta dalla fig. 3, la selettività è totale se il guasto avviene nel tratto 2 (corrente di corto circuito inferiore a ImA), è parziale se il guasto avviene nel tratto 1 (corrente di corto circuito superiore a ImA).

 

 

 

Fig. 3 - Selettività amperometrica

Selettività mista

E' un tipo di selettività intermedia fra quella amperometrica e quella cronometrica.

 

Si realizza installando a monte interruttori con sganciatori ma­gnetici provvisti di ritardo "a tempo breve dipendente", il cui intervento dipende cioè dalla corrente di corto circuito (fig. 4).

 

Con questo tipo di coordinamento si può realizzare la selettivi­tà totale ed inoltre si riducono le sollecitazioni a cui è sot­toposto l'interruttore a monte A conseguenti a elevate correnti di corto circuito per tempi prolungati (come invece accade con la selettività cronometrica).

 

 

 

Fig. 4 - Selettività mista

 

Per il corretto coordinamento fra interruttori a monte e a valle ai fini di realizzare la protezione selettiva non sono sufficienti i soli dati tecnici (ricavabili dai cataloghi) relativi ai singoli interruttori, ma occorrono anche le tabelle di coordinamento che le Ditte costruttrici ricavano, nei propri laboratori, a seguito di prove sperimentali.

 

PROTEZIONE  SERIE  (O  DI  "BACK-UP")

La protezione selettiva, proprio perché determina il "fuori servi­zio" della sola parte "guasta" dell'impianto, viene adottata in tutti quei casi in cui sono essenziali le esigenze di continuità del servizio. Di contro risulta, normalmente, più costosa rispetto ad altri tipi di coordinamento fra interruttori.

Fra questi rientra la protezione serie (o di "back-up") che viene utilizzata, per ragioni di convenienza, in quegli impianti in cui l'esigenza della continuità del servizio non è essenziale.

Essa può comportare la contemporanea apertura degli interruttori a valle e a monte interessati dal guasto, e per questo motivo è in antite­si con la protezione selettiva; rispetto a quest'ultima è però, come già ricordato, più economica.

Per protezione serie si intende l'installazione a valle di un in­terruttore B avente un potere d'interruzione inferiore alla corren­te di corto circuito presunta nel punto di installazione, purché a monte vi sia un altro interruttore A avente il necessario potere d'interruzione.

Per realizzare correttamente la protezione serie il coordinamento fra i due interruttori A e B deve rispondere ai seguenti requisiti:

- l'interruttore A deve avere un potere d'interruzione superiore o, al limite, uguale alla corrente di corto circuito presunta nel punto di installazione dell'interruttore B;

 

- l'energia specifica lasciata transitare dall'interruttore a monte A deve essere inferiore o, al limite, uguale a quelle ammissibili per l'interruttore B e per la conduttura a valle di B.

 

Anche con la protezione serie è possibile ottenere una certa se­lettività: essa è funzione del valore della corrente di corto cir­cuito nella conduttura a valle. Il limite della selettività è rappre­sentato dalla "corrente di scambio": al di sopra di tale va­lore intervengono sia A che B (fig. 5), al di sotto di tale valore intervie­ne soltanto B (fig. 6).

 

 Icc > Iscambio

 

Fig. 5 - Protezione serie non selettiva

 

 

Icc < Iscambio

 

Fig. 6 - Protezione serie selettiva

Anche per la realizzazione della protezione serie non sono suffi­cienti i soli dati tecnici dei singoli interruttori desumibili dai cataloghi.

Per una sua corretta applicazione e per conoscere il limite di se­lettività della serie dei due interruttori, occorre avere a dispo­sizione i risultati sperimentali (raccolti generalmente in apposite tabelle) ottenuti dalle Ditte costruttrici nei propri laboratori.

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Commenti e note

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di Franco,

Selettività cronometrica: perché scrivete che l'interruttore a monte dev'essere in grado di soppor­tare la corrente di corto circuito massi­ma che lo può in­teressare per la durata corrispondente al ritar­do asse­gnato? E' vero che in caso di cortocircuito l'interruttore a monte dovrà sopportare la stessa corrente di quello a valle, ma solo per il tempo necessario all'interruttore a valle per aprirsi, e non di più, a prescindere dal ritardo "assegnato" all'interruttore. In altre parole, l'interruttore a monte viene sollecitato nè più nè meno di quello a valle. E' così, oppure c'è qualcosa che mi sfugge?

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di Massimo,

In che modo si calcola la corrente di corto circuito nel punto di installazione dell'interruttore?
Nella quasi totalità degli impianti che vengono commissionati da progettisti di enti pubblici infatti, viene imposta l'installazione di interruttori a monte di valore In più alto di quelli a valle, ma con Icc assolutamente identica (la maggior parte delle volte 6KA), senza nessuna ulteriore precisazione (e secondo me calcolo).
Grazie, un saluto.

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