Protezione contro sovraccarichi e cortocircuiti

La protezione delle condutture viene realizzata secondo una procedura che comprende varie fasi. Nella prima fase viene individuato il tipo di dispositivo di protezione (D.P.) indipendentemente dal cavo che è stato scelto precedentemente in base alle caratteristiche dell’impianto. Nelle fasi successive si confrontano le caratteristiche del D.P. con quelle del cavo. Il confronto evidenzia le interazioni ed i condizionamenti che possono portare alla scelta di un D.P. e di un cavo con caratteristiche diverse.Scelta preliminare del dispositivo di protezione La scelta preliminare è vincolata essenzialmente dalle caratteristiche dell’impianto, quali tensione e frequenza d’esercizio, numero di fasi e sistema di distribuzione, corrente d’impiego, di spunto e di corto circuito. La tensione nominale di impiego e la frequenza devono essere maggiori o al più uguali ai valori d’esercizio dell’impianto (tensione concatenata se si tratta di alimentazione trifase). Il numero dei poli dell’interruttore deve essere adatto al numero delle fasi dell’impianto ed al sistema di distribuzione. La corrente nominale del dispositivo di protezione In non deve essere minore della corrente di impiego della conduttura IB. Questa condizione impone solo il valore minimo della corrente nominale del dispositivo di protezione, mentre il limite massimo verrà verificato successivamente nel confronto con la portata della conduttura. Per quanto riguarda la corrente di spunto degli utilizzatori, la caratteristica di intervento del dispositivo di protezione deve essere tale da consentire il permanere di sovraccarichi per tempi sufficienti al corretto avviamento degli utilizzatori. Il potere di interruzione non deve essere minore della corrente di corto circuito presunta calcolata per il punto di installazione del dispositivo di protezione.
Protezione del cavo contro i sovraccarichi Quando si utilizzano interruttori magnetotermici, per assicurare la protezione contro i sovraccarichi è necessario verificare che la corrente nominale dell’interruttore (In) sia inferiore alla portata della conduttura Iz mentre per i fusibili detta corrente deve essere inferiore a 0,9 Iz.
Per sfruttare in modo ottimale la conduttura la corrente convenzionale di intervento If del dispositivo di protezione dovrebbe soddisfare la seguente relazione: If = Iz Infatti, se If è minore di Iz non si sfrutta appieno la portata della conduttura (ossia sarebbe sufficiente un cavo con portata minore) se If supera Iz la protezione contro i sovraccarichi prolungati di piccolo valore non è assicurata, per cui si deve verificare che detti sovraccarichi non si possano ripetere frequentemente pena un precoce invecchiamento del cavo.
Protezione del cavo contro il corto circuito La protezione della conduttura contro i corto circuiti si ottiene verificando che l’energia specifica lasciata passare dal dispositivo di protezione I²t durante i corto circuiti che si possono produrre in tutti i punti della conduttura sia inferiore a quella ammissibile dal cavo K²S² . Ossia: I²t < K²S² Il valore di I²t è fornito dai costruttori dei dispositivi di protezione mediante grafici che indicano il valore dell’energia specifica in funzione del valore della corrente di corto circuito, mentre il valore di K²S² può essere calcolato, noti il valore delle sezioni del cavo, e il tipo di isolante.
Pertanto per effettuare la verifica della relazione indicata è necessario determinare il valore della corrente di corto circuito presunta. Per interruttori automatici con intervento dello sganciatore magnetico sino a 10 volte la corrente nominale, è normalmente sufficiente la sola verifica riferita alla corrente massima di corto circuito (ossia al valore di corrente presunta in caso di corto circuito che si verifica all’inizio della conduttura e quindi subito a valle del dispositivo di protezione) per gli altri è necessaria anche la verifica riferita alla minima corrente di corto circuito (ossia per corto circuito al termine della conduttura). Se questa congruenza non fosse verificata, è necessario adottare interruttori di tipo limitatore od aumentare la sezione del cavo oppure utilizzare un cavo con isolante in grado di resistere a temperature più elevate e quindi con valore di K²S² più elevato.
Nel caso dei fusibili, l’andamento stesso della loro caratteristica assicura che l’aver effettuato la protezione contro il sovraccarico garantisce anche la protezione ai massimi livelli di corto circuito mentre deve essere effettuata la verifica per il valore minimo della corrente di corto circuito.