La conseguenza è che la loro affidabilità sia dal punto di vista funzionale che quello della sicurezza contro i contatti diretti ed indiretti deve essere particolarmente curata.
L’alimentazione dei circuiti ausiliari delle macchine e degli impianti automatici può avvenire direttamente dalla rete oppure attraverso un trasformatore.
Per gli equipaggiamenti elettrici delle macchine la norma CEI EN 60204-1 prescrive l’uso del trasformatore (con l’eccezione delle macchine dotate di un solo motore con potenza inferiore a 3 kW e di circuiti di comando comprendenti non più di due dispositivi di comando o controllo) che comunque è sempre da preferire.
In ogni caso i circuiti ausiliari devono sempre essere alimentati prelevando tensione a valle del dispositivo di sezionamento generale della macchina.
Inoltre devono poter essere a loro volta sezionabili mediante apposito dispositivo.
La presenza o meno della tensione sui circuiti ausiliari di comando, deve essere segnalata da una o più lampade spia. Il collegamento diretto dei circuiti di comando è ammesso solo se il neutro è collegato a terra. Il valore massimo della tensione è di 220 V.
L’alimentazione diretta comporta la distribuzione di una fase e del neutro con la conseguenza che in presenza di carichi squilibrati il valore di tensione può variare.
Con l’impiego di un trasformatore alimentato al primario da due fasi della rete principale, si dispone al secondario di una tensione di comando senza variazioni di tensione e si ha la garanzia di una maggiore sicurezza di esercizio.
Le tensioni secondarie sono in genere:
– 24 o 48 V (quando è richiesto un più elevato grado di protezione contro i contatti indiretti come ad esempio in ambienti umidi o bagnati);
– 110 o 220 V (negli altri casi).
Gli stessi valori sono da ritenersi validi anche per i circuiti funzionanti in corrente continua.
Per l’alimentazione di circuiti e dispositivi elettronici possono comunque essere necessarie anche tensioni inferiori a 24 V.
La scelta del valore di tensione a cui alimentare i circuiti di comando deve tener conto di due aspetti, la sicurezza degli operatori e l’affidabilità funzionale dei circuiti, affidabilità che può dipendere dalla caduta di tensione.
Per l’incolumità degli operatori delle macchine e degli impianti è necessario che un accidentale contatto a terra di uno o più punti dei circuiti ausiliari non possa provocare l’avviamento intempestivo della macchina, ne evitarne l’arresto.
Ad esempio nello schema della fig. 1 ( Circuito ausiliario alimentato direttamente fra fase e neutro della rete) , un guasto a terra che si dovesse verificare nel punto indicato determinerebbe l’eccitazione della bobina indipendentemente dal consenso del contatto 2.
Ricorrendo allo schema circuitale di fig. 2 (Circuito ausiliario con il comune delle bobine collegato al neutro) , ossia connettendo un morsetto delle bobine dei contattori direttamente a terra (tramite il neutro) senza interposizione di contatti, si evita l’eccitazione della bobina in caso di guasto a massa.
Infatti i guasti a terra dei conduttori a valle della bobina non possono produrre azionamenti, mentre un qualsiasi guasto sui conduttori a monte della bobina è ricondotto ad un corto circuito che determina l’intervento della protezione di massima corrente.
Un collegamento di questo tipo è però inefficace nei sistemi di distribuzione IT (che risultano isolati da terra). Infatti il primo guasto potrebbe permanere a tempo indefinito così che al verificarsi di un secondo guasto il circuito ausiliario potrebbe venire comandato (fig. 3 mostra figura Circuito ausiliario alimentato da sistema a neutro isolato).
Con l’alimentazione del circuito ausiliario mediante un trasformatore viene vantaggiosamente conseguita la separazione galvanica tra circuito ausiliario e circuito di potenza.
Di conseguenza un guasto di isolamento dei circuiti ausiliari non pregiudica il circuito di potenza e nel contempo aumenta il livello di protezione contro gli incidenti e l’affidabilità funzionale. E’ necessario però che siano realizzati anche i seguenti accorgimenti
– collegamento al circuito di protezione equipotenziale di un estremo del circuito ausiliario;
– l’allacciamento a tale estremo dei comuni della bobine;
– inserimento di una protezione contro le sovracorrenti sull’altro estremo.
In tal modo ogni guasto a terra che si dovesse verificare nel tratto di circuito compreso fra il secondo morsetto della bobina e l’altra estremità del secondario, verrebbe ricondotto ad un corto circuito e come tale rilevato dalla protezione di massima corrente.
Nel contempo la bobina non potrebbe eccitarsi, poiché entrambi i suoi capi verrebbero ad assumere il potenziale di terra.
Eventi di doppio guasto a terra (se non simultaneo) sono da escludere purché tutte le masse metalliche interessate dei circuiti ausiliari siano correttamente collegate al circuito di protezione; altrimenti c’è il rischio (es. Doppio guasto con massa metallica non collegata a terra che fa da ponte per un contatto) che una di queste masse possa fungere da ponte fra uno o più contatti.
Qualora fossero necessari più circuiti ausiliari separati è necessario verificare che i collegamenti degli avvolgimenti primari dei trasformatori siano tali da non permettere che le tensioni secondarie possano sommarsi.
L’inserzione di due o più trasformatori deve essere effettuata in modo che le tensioni dei circuiti secondari non possano sommarsi. Una soluzione alternativa al collegamento al circuito di protezione di un punto del circuito ausiliario è costituita dall’impiego di un dispositivo di controllo dell’isolamento che segnali il primo guasto a massa e provveda eventualmente ad arrestare o comunque porre in sicurezza la macchina.
Protezione dei circuiti ausiliari I circuiti ausiliari di comando non richiedono la protezione contro i sovraccarichi. Contro i cortocircuiti la protezione può essere effettuata mediante fusibili o interruttori automatici.
I fusibili devono essere inseriti sulle due fasi primarie del trasformatore e sulla fase secondaria non collegata a terra.
I trasformatori ausiliari sono però solitamente dotati di un’alta impedenza e di una potenza non superiore a 500 VA; ne deriva che le correnti di cortocircuito al secondario non superano quasi mai i 50 A (a 220 V) per cui talvolta i fusibili non risultano adatti ad assicurare un’idonea protezione.
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