Cos'è ElectroYou | Login Iscriviti

ElectroYou - la comunità dei professionisti del mondo elettrico

5
voti

Protezione dal cortocircuito

Consiste nel verificare che l'interruttore sia in grado di interrompere le correnti di corto circuito prima che esse producano effetti termici e meccanici dannosi per le condutture.
A tale scopo, deve essere soddisfatta la condizione che l'energia specifica Ei lasciata passare dall'interruttore durante il corto circuito sia minore o al limite uguale all'energia specifica Ec sopportabile dal cavo:

Tale condizione può essere ricavata graficamente sovrapponendo le curve dell'energia specifica dell'interruttore e di quella del cavo, come evidenziato in fig.2.
Da essa si ricava che il cavo risulta protetto (Ei < Ec) se la corrente di corto circuito è compresa fra le correnti Im e Ic corrispondenti ai punti di intersezione delle due curve.

 

Fig. 2 - Protezione della conduttura dal corto circuito

In pratica occorre verificare (fig. 3) che l'interruttore protegga il cavo sia per guasto nel punto iniziale della conduttura (corrente di corto circuito massima, Icc,max), sia per guasto nel punto finale (corrente di corto circuito minima Icc,min).

Fig. 3 - Corto circuito nei punti iniziale e finale della conduttura


Si devono cioè verificare le seguenti condizioni:

a) Per il punto A (guasto trifase all'inizio della conduttura, vedi fig. 3), la corrente di corto circuito massima Icc,max deve essere inferiore alla corrente Ic corrispondente al punto di intersezione 2 fra le curve delle energie specifiche del cavo e dell'interruttore (fig. 2):

La corrente di corto circuito massima può essere calcolata con la relazione già vista a proposito del calcolo delle correnti di corto circuito:

dove:

  • U = tensione di esercizio della conduttura [V]
  • Z = impedenza del circuito a monte del punto di guasto [W]

b) Per il punto B (guasto monofase alla fine della conduttura, vedi fig. 3), la corrente di corto circuito minima Icc,min deve essere maggiore o uguale alla soglia d'intervento Im dello

sganciatore magnetico dell'interruttore (fig. 2):

(1)

La corrente di corto circuito minima Icc,min può essere calcolata con la relazione già vista in precedenza:

Sostituendo questa relazione nella (1) si ottiene:

La verifica della condizione (1) può essere eseguita anche in modo diverso, considerando, anziché la corrente di corto circuito minima, la lunghezza limite del cavo per la quale l’interruttore assicura la protezione. Risolvendo, a questo proposito la precedente relazione rispetto a Lc si ottiene:

Il valore di Lc così ottenuto rappresenta appunto la lunghezza massima del cavo che l'interruttore è in grado di proteggere.
Per lunghezze inferiori a Lc il cavo risulta protetto. Per lunghezze superiori a Lc la protezione del cavo non è più assicurata in quanto, a causa della sua elevata impedenza, la corrente di corto circuito alla fine della conduttura risulta inferiore alla soglia d'intervento dello sganciatore magnetico e l'interruttore quindi non è più in grado di intervenire in tempi sufficientemente rapidi.
Di conseguenza l'energia specifica lasciata passare dall'interruttore risulta superiore a quella sopportabile dal cavo (vedi fig. 2).

Se si indica con:

la lunghezza massima del cavo che l'interruttore è in grado di proteggere, si ha:

In definitiva, la condizione precedente serve a verificare che la lunghezza del cavo sia tale da lasciare stabilire, attraverso la sua impedenza, una corrente di corto circuito di valore sufficientemente elevato per far intervenire lo sganciatore magnetico dell'interruttore.

Da quanto visto in precedenza si può concludere che l'interruttore assicura la protezione della conduttura dal corto circuito se sono verificate le seguenti condizioni:

a) L'energia specifica lasciata passare dall'interruttore per guasto trifase all'inizio della conduttura (punto A, fig. 3) è inferiore o al limite uguale a quella sopportabile dal cavo:

Se la precedente condizione non è verificata bisogna intervenire o sulla conduttura, aumentando la portata Iz e quindi la sezione, o sull'interruttore, adottandone uno con energia specifica Ei inferiore (per esempio limitatore).

b) La lunghezza della conduttura è inferiore o al limite uguale alla lunghezza massima protetta dall'interruttore:


Se questa condizione non è verificata bisogna ancora intervenire o sulla conduttura aumentandone la portata Iz e quindi la sezione, oppure sull'interruttore, regolando (quando è possibile) la soglia d'intervento Irm dello sganciatore magnetico su valori più bassi.
8

Commenti e note

Inserisci un commento

di ,

Porre la domanda nel forum: l'autore di questo articolo, che ha undici anni, non è nemmeno iscritto ad EY

Rispondi

di ,

Molto insteressante. Vorrei però porre una domanda a proposito della scelta del dispositivo di protezione (magento termico). Tutte le volte che viene trattato l'argomento della "protezione per le condutture" viene indicata la curva specifica del dispositivo "i quadro t". In alcuni dispositivi però questa non viene data dal costruttore, ma viene fornita quella tempo-corrente di intervento.In questi casi come si procede per la scleta delle soglie o per la verifica della protezione della conduttura?

Rispondi

di ,

Nota: il sito dell'autore, Enrico Biagi, è elettrotecnica

Rispondi

di andrea,

per ovviare al problema della verifica della lunghezza massima protetta nei circuiti luce, si può associare al magnetico un relè termico?In altre parole si può considerare protetta la linea se il guasto a fondo linea viene protetto dal relè termico?

Rispondi

di ,

Andrea,
la protezione dal cortocircuito richiede la conoscenza della corrente di cortocircuito, la quale non dipende da Ib od Iz. La corrente di cortocircuito all'origine di un impianto, che è la massima, dipende soprattutto dalle caratteristiche del generatore che alimenta i carichi, non dai carichi, se si escludono i motori che nel momento di un corto funzionano da generatori riversando nel corto stesso la loro energia cinetica. Si tratta in genere di un contributo che è sempre molto inferiore a quello della rete alimentante. Quindi la corrente di cortocircuito è un dato che ti deve fornire ad esempio l'enel, se se allacciato in basa tensione (in tal caso i valori possono variare dai 3 ai 15 kA o che devi calcolare conoscendo le caratteristiche del trasformatore di potenza che alimenta l'impianto.

Rispondi

di andrea,

salve sono un alunno di un istituto professionale, vorrei farle una domanda: ci hanno dato un compito e dobbiamo trovare per una serie di utilizzatori la protezione contri il cortocircuito, abbiamo la potenza assorbita, la Ib e la Iz come procedo?

Rispondi

di rin,

esprimo compiacimento nella spiegazione, però sarebbe opportuno avere più esempi pratici di impianti. grazie

Rispondi

di diego53/39,

è spiegato molto bene per quanto riguarda la protezione del cavo però si poteva ampliare un pò di più l argomento portando esempi più pratici .comunque complimenti per il sito

Rispondi

Inserisci un commento

Per inserire commenti è necessario iscriversi ad ElectroYou. Se sei già iscritto, effettua il login.