Selezione, coordinamento e protezione contro cortocircuiti degli interruttori automatici industriali

Technical analysis: Industrial circuit breakers: MCCB selection, coordination, and short-circuit protection

Selezione, coordinamento e protezione contro cortocircuiti degli interruttori automatici industriali

Introduzione

I dispositivi automatici industriali (MCCB) sono elementi critici dei sistemi elettrici di produzione. Offrono sicurezza, affidabilità ed efficienza nell'alimentazione elettrica, proteggendo l'attrezzatura da sovraccarichi e cortocircuiti. La scelta di un MCCB conforme agli standard DSTU, EN, ISO è la base dell'affidabilità a lungo termine dei sistemi elettrici di produzione. In questo articolo si esamina la base tecnica della scelta, della coordinazione e della protezione degli MCCB, che ha importanza per gli esperti tecnici e i manager della produzione.

Principi fondamentali

Automatici di interruzione MCCB si basano sui principi dell'azione elettromagnetica e termica. L'azione elettromagnetica è causata da un alto valore di corrente di corto circuito, che provoca un aumento del campo magnetico, che apre l'interruttore. L'azione termica si verifica a causa del mantenimento di una corrente superiore al nominale, che provoca il riscaldamento e l'apertura dei contatti. Questi meccanismi garantiscono la protezione contro sovraccarichi e corto circuito.

Per una corretta scelta dell'MCCB è necessario conoscere: corrente nominale, corrente di sensibilità, corrente di interruzione, corrente di sensibilità del cortocircuito, livello di interruzione, tempo di interruzione e durata. Ogni uno di questi parametri deve rispondere alle richieste degli standard, come IEC 60947-2, ISO 281, DIN 51825.

Specifiche tecniche e standard

La scelta degli MCCB deve essere effettuata tenendo conto dei seguenti standard:

  • IEC 60947-2: Stabilisce le richieste per gli interruttori automatici, inclusi la corrente di interruzione, il tempo di interruzione e la durata.
  • ISO 281: Stabilisce gli standard per gli interruttori elettrici, inclusi i requisiti per la corrente percepibile e la resistenza.
  • DIN 51825: Definisce lo standard per la misurazione della resistenza degli interruttori elettrici.
  • DSTU 3073-2017: Stabilisce le richieste per gli apparecchi elettrici in Ucraina, inclusi gli standard per gli MCCB.
  • UkrSEPRO: Certificazione dei prodotti per l'uso in Ucraina.

I criteri di scelta includono:

  • Corrente nominale (In): 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630 A.
  • Corrente di sensibilità (Ics): 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250 A.
  • Corrente di interruzione (Icu): 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250 A.
  • Tempo di interruzione: 0,1–10 s.
  • Temperatura ambiente: -25 fino a +55 °C.
  • Tensione: 230/400 V, 400/690 V.
  • Minima durata: 20000 cicli.

Recomendazioni per la scelta e il calcolo

La scelta degli MCCB deve essere effettuata tenendo conto della potenza totale del sistema, dei correnti di sovraccarico, dei correnti di corto circuito e delle esigenze di protezione. Di seguito è riportata una tabella per la scelta degli MCCB tenendo conto di diversi parametri:

Parametro Valore ottimale Misurazione ammissibile Standard
Corrente nominale 16–630 А ±5% IEC 60947-2
Corrente di sensazione 1.1–1.45 In ±10% DSTU 3073-2017
Corrente di interruzione 5–1250 A ±15% ISO 281
Tempo di interruzione 0,1–10 с ±5% IEC 60947-2
Temperatura dell'ambiente circostante -25 fino a +55 °C ±5 °C DSTU 3073-2017
Tensione 230/400 V ±10% IEC 60947-2

Per la selezione degli MCCB vengono utilizzate le seguenti formule:

  • Iₙ = (P / U) * 1.25 – calcolo della corrente nominale per gli utilizzatori elettrici.
  • Icu = 5 * In – calcolo della corrente di interruzione.
  • Ics = 1,1 * In – calcolo della corrente di percezione.

Migliori pratiche di installazione e implementazione

L'installazione dell'MCCB deve essere effettuata tenendo conto delle seguenti raccomandazioni:

  • Utilizzare strumenti ad alta precisione per stabilire il contatto.
  • Eseguire l'armonizzazione degli MCCB con gli altri componenti del sistema.
  • Eseguite i test di disattivazione e sensibilità.
  • Utilizzare dispositivi aggiuntivi per la protezione contro le sovratensioni.
  • Eseguire i test di resistenza prima dell'uso.

Durante l'installazione dell'MCCB esegui i seguenti passaggi:

  1. Verificare le richieste per l'installazione.
  2. Preparare il posto per l'installazione.
  3. Installe il MCCB nella posizione corretta.
  4. Collegare l'elettrificazione tenendo conto dell'isolamento.
  5. Esegui il test.

Modi potenziali di guasto e analisi delle cause

Modalità generali di uscita da funzionamento degli MCCB includono:

  • Sovraccarico: Si verifica a causa di un superamento della corrente nominale. Informazioni relative alla sensibilità, alla durata.
  • Sovraccarico: Si verifica a causa di un alto corrente che può causare l'interruzione.
  • Installazione errata: Causa malfunzionamento o guasto.
  • Usura: Si verifica a causa di un elevato corrente o di una temperatura elevata.
  • Incompatibilità con altri componenti: Causa instabilità del sistema elettrico.

Segni visivi di guasto:

  • Temperatura di contatto elevata.
  • Modifica dell'aspetto del contatto.
  • Non funzionamento conforme alle specifiche.
  • Maggiore resistenza.
  • Non funzionamento conforme alle specifiche.

Preveduto aumento del servizio e monitoraggio dello stato

Per il monitoraggio dello stato degli MCCB è possibile utilizzare:

  • Sensori termici: Per la misurazione della temperatura.
  • Sistemi a microprocessore: Per l'analisi delle correnti e delle tensioni.
  • Monitoraggio delle correnti: Per la rilevazione di sovraccarichi.
  • Monitoraggio della tensione: Per la rilevazione di deviazioni.
  • Monitoraggio della fatica: Per la rilevazione dell'usura.

L'aumento previsto del servizio è eseguito mediante:

  • Analisi dei dati di misurazione.
  • Modelli informatici.
  • Modellazione di correnti e tensioni.
  • Utilizzo di dispositivi aggiuntivi.
  • Esecuzione di controlli periodici.

Tabella comparativa

Nome Corrente nominale Corrente di sensazione Corrente di interruzione Tempo di interruzione Prezzo
UNITEC-D MCCB-16 16 A 1.1 In 5 A 0,1 s €120
UNITEC-D MCCB-25 25 A 1.1 In 10 A 0,1 s €150
UNITEC-D MCCB-32 32 A 1.1 In 10 A 0,1 s €180
UNITEC-D MCCB-40 40 A 1.1 In 10 A 0,1 s €210
UNITEC-D MCCB-63 63 A 1.1 In 10 A 0,1 s €250

Conclusione

La scelta corretta, la coordinazione e la protezione contro cortocircuiti MCCB sono elementi chiave di un'efficiente sistema elettrico. Nella produzione in Ucraina è importante utilizzare componenti conformi agli standard DSTU, EN, ISO, nonché certificati da UkrSEPRO. Nel nostro e-catalogo, sul sito https://www.unitecd.com/e-catalog/, troverete una vasta selezione di MCCB che soddisfano tutte le richieste.

Elenco dei riferimenti

  • IEC 60947-2: Requisiti per gli interruttori automatici.
  • ISO 281: Standardi per interruttori elettrici.
  • DIN 51825: Standardi per la misurazione della resistenza.
  • DSTU 3073-2017: Standardi per dispositivi elettrici in Ucraina.
  • UkrSEPRO: Certificazione dei prodotti per l'uso in Ucraina.

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