Schema di un interruttore automatico di corrente (ACB): guida pratica alla struttura, al cablaggio e al funzionamento dell’ACB

Schema di un interruttore automatico di corrente (ACB): guida pratica alla struttura, al cablaggio e al funzionamento dell’ACB

Un diagramma di un interruttore a circuito ad aria illustra come è costruito e collegato un interruttore automatico in aria, denominato anche ACB , all'interno di un sistema di distribuzione di energia a bassa tensione. Include generalmente il percorso principale della potenza, i contatti mobili e fissi, il soffietto di estinzione dell'arco, il meccanismo di manovra, l'unità di sgancio, i trasformatori di corrente, i contatti ausiliari e il circuito di comando utilizzato per la chiusura, l'apertura e la protezione.

Per ingegneri, costruttori di quadri elettrici, responsabili della gestione degli impianti e acquirenti, lo schema aiuta a rispondere a tre domande pratiche:

1. Come interrompe l'ACB la corrente di guasto?
2. Dove si trovano i collegamenti di alimentazione in entrata e in uscita?
3. Quali componenti di protezione, comando e monitoraggio devono essere selezionati per l'applicazione?

Schema base dell'interruttore automatico in aria

Uno schema semplificato dell'interruttore automatico in aria può essere compreso come due parti collegate: il circuito principale e la circuito di comando/protezione .

Incoming Power
     |
     |  L1 / L2 / L3
     v
+-----------------------------+
|      Air Circuit Breaker    |
|                             |
|  Fixed Contacts             |
|       |                     |
|  Moving Contacts            |
|       |                     |
|  Arc Chute                  |
|       |                     |
|  Current Transformers       |
|       |                     |
|  Electronic Trip Unit       |
|       |                     |
|  Operating Mechanism        |
|  Closing Coil / Shunt Trip  |
|  Auxiliary Contacts         |
+-----------------------------+
     |
     |  L1 / L2 / L3
     v
Outgoing Load

In un quadro elettrico reale o in un pannello di distribuzione, l'interruttore automatico in aria (ACB) può includere anche accessori quali un relè di minima tensione, un meccanismo di carica motorizzato, un interblocco meccanico, un interblocco elettrico, un modulo di comunicazione e contatti di indicazione di posizione.

Principali parti illustrate nello schema di un interruttore automatico in aria

1. Contatti principali

I contatti principali trasportano la corrente nominale durante il funzionamento normale. Un interruttore automatico in aria utilizza normalmente contatti fissi e contatti mobili. Quando l'interruttore è chiuso, la corrente fluisce attraverso tali contatti. Quando l'interruttore si apre, i contatti si separano e si genera un arco.

La qualità del sistema di contatti influisce direttamente sull'innalzamento di temperatura, sulla durata elettrica e sulle prestazioni di interruzione.

2. Camera di estinzione dell'arco

Il coperchio per l'arco è una delle parti più importanti nello schema di un interruttore automatico in aria. Quando i contatti si aprono sotto carico o in condizioni di guasto, tra di essi si forma un arco elettrico. Il coperchio per l'arco suddivide, raffredda ed estingue l'arco nell'aria.

Questo è il motivo per cui il dispositivo è chiamato Interruttore a circuito aperto ad aria interruttore automatico in aria. Utilizza l'aria come mezzo per l'estinzione dell'arco invece del vuoto, dell'olio o di un gas.

3. Meccanismo di comando

Il meccanismo di comando regola il movimento di apertura e chiusura dell'interruttore. Può essere azionato manualmente o mediante motore.

I componenti comuni del meccanismo di comando includono:

• Maniglia di carica manuale
• Meccanismo di carica a molla
• Pulsante di chiusura
• Pulsante di apertura
• Unità di ricarica del motore
• Indicatore meccanico ON/OFF
• Indicatore di energia immagazzinata

Nei sezionatori automatici ACB di tipo estraibile, il meccanismo è inoltre coordinato con la posizione dell'interruttore: collegato, di prova, isolato o estratto.

4. Unità elettronica di sgancio

L'unità elettronica di sgancio monitora la corrente e invia un comando di sgancio in presenza di condizioni anomale. È generalmente collegata ai trasformatori di corrente presenti all'interno dell'ACB.

Le funzioni tipiche di protezione includono:

• Protezione a ritardo lungo
• Protezione a ritardo breve
• Protezione istantanea
• Protezione da guasti di terra
• Protezione da sovraccarico

Le unità di scatto avanzate possono supportare un display LCD, la registrazione della cronologia dei guasti, la comunicazione, la misurazione dell'energia e l'impostazione regolabile delle protezioni.

5. Trasformatori di corrente

I trasformatori di corrente, spesso indicati come CT nei diagrammi degli interruttori automatici in aria, misurano la corrente che fluisce attraverso ciascuna fase. L'unità di scatto utilizza questo segnale per rilevare sovraccarichi, cortocircuiti e guasti a terra.

Una corretta configurazione dei CT è fondamentale per garantire prestazioni accurate della protezione.

6. Bobina di chiusura

La bobina di chiusura consente la chiusura elettrica dell'interruttore automatico in aria (ACB). Viene comunemente impiegata nei sistemi di comando remoto, nei sistemi di trasferimento automatico e nei quadri elettrici, dove l'operatore non chiude manualmente l'interruttore.

7. Scatto ausiliario

Lo scatto ausiliario apre l'interruttore al ricevimento di un segnale elettrico. È spesso collegato a sistemi di arresto di emergenza, sistemi antincendio, comandi di apertura remota o relè di protezione.

8. Relè di minima tensione

Un relè di sottotensione fa scattare l'interruttore quando la tensione di comando scende al di sotto di un livello specificato. Impedisce all'interruttore di rimanere chiuso in condizioni anomale di tensione.

9. Contatti ausiliari

I contatti ausiliari forniscono segnali sullo stato dell'interruttore ai circuiti di controllo, ai PLC, agli strumenti di misura, ai sistemi di allarme e ai sistemi di gestione degli edifici.

I segnali più comuni includono:

• Interruttore aperto
• Interruttore chiuso
• Interruttore scattato
• Molla caricata
• Stato della posizione di estrazione

Principio di funzionamento dell'interruttore automatico in aria

Il principio di funzionamento di un interruttore automatico per corrente alternata (ACB) si basa sulla separazione meccanica dei contatti e sull’estinzione dell’arco in aria.

Quando l’ACB è chiuso, la corrente fluisce attraverso i contatti principali. Se il circuito funziona normalmente, l’interruttore rimane chiuso e fornisce continuamente energia al carico.

In caso di sovraccarico o cortocircuito, l’unità di sgancio rileva la corrente anomala tramite i trasformatori di corrente (CT). Non appena la corrente misurata supera la soglia di protezione impostata, l’unità di sgancio attiva il meccanismo di apertura. I contatti mobili si separano da quelli fissi, interrompendo il circuito.

Durante questa separazione, si forma un arco tra i contatti. L’arco viene convogliato nella camera di estinzione dell’arco, dove viene suddiviso in archi più piccoli, raffreddato ed estinto. Una volta estinto l’arco, la corrente cessa di scorrere e le apparecchiature a valle sono protette.

Schema tipico di collegamento di un interruttore automatico per corrente alternata (ACB)

Uno schema tipico di collegamento di un ACB comprende sia il cablaggio di potenza che quello di comando.

Power Circuit:

Transformer / Generator
        |
        v
Main Busbar
        |
        v
Air Circuit Breaker
        |
        v
Distribution Busbar
        |
        v
Loads / MCC / Panels

Control Circuit:

Control Power
     |
     +---- Closing Button ---- Closing Coil
     |
     +---- Trip Button ------- Shunt Trip
     |
     +---- Protection Relay -- Trip Input
     |
     +---- Auxiliary Contact - Status Signal
     |
     +---- Motor Operator ---- Spring Charging

Il cablaggio esatto dipende dal modello di interruttore automatico per corrente alternata (ACB), dalla tensione nominale, dalla tensione di comando, dagli accessori e dalla progettazione dell’apparecchiatura di commutazione. Prima dell’installazione, seguire sempre lo schema di cablaggio fornito dal produttore.

Tipi comuni di schemi di interruttori automatici per corrente alternata (ACB)

Schema di ACB di tipo fisso

Un ACB di tipo fisso è montato direttamente all’interno dell’apparecchiatura di commutazione. I morsetti di ingresso e di uscita sono collegati al sistema di sbarre collettore o ai cavi. È adatto per applicazioni in cui non è richiesto un frequente estrazione dell’interruttore.

Gli ACB di tipo fisso sono spesso utilizzati in quadri di distribuzione compatti e in progetti sensibili ai costi.

Schema di ACB di tipo estraibile

Un ACB di tipo estraibile comprende un corpo interruttore e un supporto (cradle). L’interruttore può essere spostato tra le posizioni di collegamento, prova, isolamento ed estrazione.

Questa struttura migliora la sicurezza e la praticità della manutenzione. È comunemente impiegata nei quadri principali di distribuzione, nelle apparecchiature di commutazione industriali, nei centri dati e nei grandi sistemi elettrici commerciali.

schema di ACB a 3 poli

Un interruttore automatico a tre poli protegge circuiti trifase senza commutare il conduttore neutro. È ampiamente utilizzato nei normali sistemi di distribuzione trifase a bassa tensione.

schema di un interruttore automatico a quattro poli

Un interruttore automatico a quattro poli commuta le tre fasi e il neutro. Viene spesso utilizzato laddove è richiesta l’isolamento del neutro, ad esempio nei sistemi con gruppo elettrogeno, nei sistemi di trasferimento e in alcune installazioni commerciali o industriali.

Scenari applicativi degli interruttori automatici in aria

Gli interruttori automatici in aria sono utilizzati principalmente nei sistemi di distribuzione di energia a bassa tensione in cui sono richieste elevate capacità di corrente, protezione affidabile e manutenzione agevole.

Gli scenari applicativi più comuni includono:

• Interruttore principale di ingresso per quadri elettrici a bassa tensione
• Protezione secondaria del trasformatore
• Protezione dell’uscita del gruppo elettrogeno
• Protezione del quadro elettrico principale
• Sistemi di Interruttori di Trasferimento Automatici
• Distribuzione dell'energia elettrica negli impianti industriali
• Locali elettrici di edifici commerciali
• Distribuzione dell’energia nei data center
• Centro di controllo motore con protezione in ingresso
• Sistemi elettrici marittimi e per le infrastrutture

Per applicazioni ad alta corrente, un interruttore automatico in aria (ACB) è spesso preferito rispetto a un interruttore automatico in involucro stampato poiché offre una capacità di interruzione superiore, impostazioni di protezione più flessibili e una migliore manutenibilità.

Come scegliere un interruttore automatico in aria

La scelta di un interruttore automatico in aria (ACB) non si basa soltanto sul diagramma: la specifica tecnica deve corrispondere alle caratteristiche del sistema elettrico e ai requisiti di protezione.

1. Corrente nominale

Scegliere la corrente nominale in base alla corrente di carico, al margine di progettazione del sistema e alle condizioni termiche. Le correnti nominali più comuni per gli ACB sono 630 A, 800 A, 1000 A, 1250 A, 1600 A, 2000 A, 2500 A, 3200 A, 4000 A e superiori.

2. Tensione nominale di esercizio

La tensione nominale deve corrispondere alla tensione del sistema. Gli interruttori automatici in aria sono comunemente utilizzati nei sistemi in corrente alternata a bassa tensione, quali 400 V, 415 V, 440 V, 480 V o 690 V.

3. Potere di interruzione

La capacità di interruzione deve essere superiore alla corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione. Si tratta di uno dei parametri di sicurezza più importanti.

Verificare i valori quali:

• Icu: capacità di interruzione ultima in caso di cortocircuito
• Ics: capacità di interruzione di servizio in caso di cortocircuito
• Icw: corrente di tenuta a breve termine

4. Numero di poli

Selezionare 3P o 4P in base al metodo di messa a terra del sistema, ai requisiti del neutro, all’applicazione con generatore e alle specifiche del progetto.

5. Tipo di installazione

Scegliere il tipo fisso o il tipo estraibile in base ai requisiti di manutenzione, alla progettazione dell’apparecchiatura di commutazione, allo spazio disponibile e al budget.

6. Funzioni di protezione

Selezionare l'unità di scatto in base alle esigenze di protezione del sistema. Una protezione di base può essere sufficiente per una distribuzione semplice, mentre i sistemi critici potrebbero richiedere una protezione avanzata, misurazione, comunicazione e registrazione degli eventi.

7. Tensione di comando

Confermare la tensione per la bobina di chiusura, lo sganciatore ausiliario, lo sganciatore di minima tensione e il meccanismo di carica del motore. Le tensioni di comando più comuni sono: CA 110 V, CA 220 V, CC 110 V e CC 220 V, a seconda del progetto.

8. Accessori

Gli accessori più comuni per gli interruttori automatici di bassa tensione (ACB) includono:

• Sganciatore ausiliario
• Bobina di chiusura
• Scatto per sottotensione
• Operatore motorizzato
• Contatto ausiliario
• Contatto di allarme
• Incastro meccanico
• Interblocco elettrico
• Modulo di comunicazione
• Dispositivo di blocco della porta
• Contatto di indicazione posizione

9. Norme e certificazioni

Verificare se l'ACB è conforme alle norme elettriche richieste per il mercato di destinazione del progetto. I riferimenti più comuni includono le norme IEC per gli interruttori automatici di bassa tensione e i requisiti locali di certificazione applicabili.

Schema dell'ACB rispetto allo schema dell'MCCB

Lo schema di un interruttore automatico in aria (ACB) è generalmente più complesso di quello di un interruttore automatico in involucro modulare (MCCB), poiché l'ACB è progettato per correnti nominali più elevate, prestazioni di interruzione superiori, regolazioni della protezione più flessibili e un numero maggiore di accessori.

Articolo	Interruttore a circuito aperto ad aria	Interruttore a guscio modellato
Uso Comune	Distribuzione principale, sistemi ad alta corrente	Circuiti derivati, distribuzione su scala ridotta
Rating attuale	Più alto	Basso a Medio
Regolazioni della protezione	Più regolabili	Di base ad avanzate, a seconda del modello
Manutenzione	Più semplici, in particolare per la versione estraibile	Solitamente limitato
Accessori	Maggiori opzioni	Meno opzioni
Installazione	Quadri di manovra e quadri principali	Quadri di distribuzione e quadri

Lettura passo passo di uno schema di interruttore automatico in aria

Per leggere lo schema di un interruttore automatico in aria, seguire innanzitutto il flusso di potenza, quindi verificare il circuito di comando.

1. Identificare i morsetti di alimentazione in ingresso.
2. Seguire il percorso principale della corrente attraverso i contatti.
3. Individuare i trasformatori di corrente (TC) e l’unità di sgancio.
4. Verificare la camera di estinzione dell’arco e il sistema di contatti.
5. Identificare i terminali di uscita verso il carico.
6. Verificare il circuito della bobina di chiusura e del dispositivo di sgancio a distanza.
7. Confermare i segnali dei contatti ausiliari.
8. Controllare la tensione di comando e le etichette dei cablaggi.
9. Verificare che gli accessori corrispondano ai requisiti del progetto.
10. Verificare lo schema rispetto al manuale di installazione del produttore.

Domande frequenti

Cos'è uno schema di interruttore automatico in aria?

Lo schema di un interruttore automatico in aria (ACB) è un disegno tecnico che illustra la struttura, il circuito di potenza, il circuito di comando e i componenti di protezione dell’interruttore. Aiuta gli utenti a comprendere come l’interruttore si collega, funziona, scatta e protegge l’impianto elettrico.

Qual è la funzione di un interruttore automatico in aria?

La funzione principale di un interruttore automatico in aria è proteggere gli impianti elettrici a bassa tensione da sovraccarichi, cortocircuiti e guasti a terra. Interrompe la corrente aprendo i propri contatti ed estinguendo l’arco nell’aria.

Quali sono le parti principali di un interruttore automatico in aria (ACB)?

Le parti principali di un interruttore automatico in aria (ACB) includono contatti fissi, contatti mobili, camera di estinzione dell'arco, meccanismo di manovra, unità elettronica di sgancio, trasformatori di corrente, bobina di chiusura, sgancio ausiliario, contatti ausiliari e morsetti.

Dove viene utilizzato un interruttore automatico in aria?

Un interruttore automatico in aria viene utilizzato negli impianti di bassa tensione, nei quadri elettrici di distribuzione principale, nella protezione dei trasformatori, nella protezione dei generatori, nei sistemi industriali di alimentazione elettrica, negli edifici commerciali, nei centri dati e nei progetti infrastrutturali.

Qual è la differenza tra ACB e MCCB?

Un ACB è generalmente utilizzato per applicazioni con correnti più elevate e per la distribuzione principale, mentre un MCCB è comunemente impiegato per alimentazioni secondarie e circuiti derivati. Gli ACB offrono spesso una migliore manutenibilità, una capacità di interruzione superiore e opzioni di protezione più avanzate.

Qual è la differenza tra un ACB di tipo fisso e uno di tipo estraibile?

Un interruttore automatico di corrente (ACB) di tipo fisso è installato direttamente nel quadro, mentre un ACB di tipo estraibile può essere inserito ed estratto da un supporto. Gli ACB di tipo estraibile sono più facili da manutenere e vengono spesso utilizzati nei sistemi critici di distribuzione dell’energia.

Un interruttore automatico di corrente (ACB) può essere utilizzato per la protezione di un generatore?

Sì. Gli interruttori automatici di corrente (ACB) sono comunemente impiegati per la protezione dell’uscita di un generatore, in particolare nei sistemi a bassa tensione. La scelta dell’ACB deve essere compatibile con la potenza nominale del generatore, il livello di cortocircuito, le impostazioni di protezione e il sistema di controllo.

Perché un ACB utilizza un soffietto estintore d’arco?

Un ACB utilizza un soffietto estintore d’arco per spegnere l’arco elettrico generato quando i contatti si separano sotto carico o in presenza di corrente di guasto. Il soffietto estintore d’arco suddivide e raffredda l’arco, consentendo all’interruttore di interrompere in sicurezza la corrente.

Suggerimenti per i collegamenti interni

• Collegamento a una Interruttore a circuito aperto ad aria pagina della categoria prodotto con testo di ancoraggio: `Air Circuit Breaker`
• Collegamento a una Interruttore automatico per bassa tensione pagina con testo di ancoraggio: `low voltage circuit breaker`
• Collegamento a una MCCB pagina prodotto con testo di ancoraggio: `Molded Case Circuit Breaker`
• Collegamento a una Componenti degli Interruttori pagina con testo di ancoraggio: `componenti degli interruttori automatici`
• Collegamento a una Guida alla selezione degli interruttori automatici articolo con testo di ancoraggio: `come scegliere un interruttore automatico`
• Collegamento a una Contattaci o Richiedi un preventivo pagina con testo di ancoraggio: `richiedi un preventivo per un interruttore automatico in aria`

Conclusione

Un diagramma di un interruttore a circuito ad aria aiuta gli utenti a comprendere la struttura, il cablaggio e la logica di protezione di un interruttore automatico in aria (ACB). Le parti principali includono i contatti principali, il soffietto estintore d'arco, l'unità di sgancio, i trasformatori di corrente, il meccanismo di manovra e gli accessori di comando.

Nella scelta di un interruttore automatico in aria (ACB), prestare attenzione alla corrente nominale, alla tensione nominale, alla capacità di interruzione, al numero di poli, al tipo di installazione, alle funzioni di protezione, alla tensione di comando e agli accessori richiesti. Per sistemi di distribuzione principale, quadri elettrici industriali, edifici commerciali e applicazioni con gruppi elettrogeni, un ACB scelto correttamente garantisce una protezione affidabile, un funzionamento agevole e una manutenzione a lungo termine più sicura.

Suggerimenti immagini

• Immagine: https://shopcdnpro.grainajz.com/category/393259/3085/cb3888cd0728341249a6cd45f750b3ac/Low%20Voltage%20Switchgear.jpg
• ALT: "Schema di un interruttore automatico in aria: una guida pratica alla struttura, al cablaggio e al funzionamento dell'ACB"
• Immagine: https://shopcdnpro.grainajz.com/category/393259/3085/0d8eff1a4b0aa9d0ae08ae3e4251e524/Medium%20Voltage%20Switchgear.jpg
• ALT: pacchetto di apparecchiature per la distribuzione di energia elettrica Enwei Electric