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Elettrotecnica

 

Guida CEI 32-18

Nel marzo 2005, con validità a partire dal 1 maggio successivo, il CEI ha pubblicato la prima edizione della guida 32-18, che, come annuncia in maniera forse un po’ troppo pomposa il sommario, “rappresenta l’unico documento che informa progettisti, installatori e personale addetto alla manutenzione sulla scelta e l’impiego dei fusibili a bassa tensione (fino a 1000 V in corrente alternata e fino a 1500 V in corrente continua ). Essa dimostra come i fusibili limitatori di corrente siano dispositivi di semplice utilizzo per la protezione delle apparecchiature, comprese quelle elettroniche più complesse e sensibili”.

La guida, versione italiana del Rapporto Tecnico IEC 61818, si snoda in ben 18 capitoli che affrontano argomenti quali: i vantaggi che l’uso dei fusibili offrono a livello impiantistico, la loro costruzione e funzionamento, la scelta in base al tipo di applicazione, il tipo di protezione che possono assicurare (nei confronti dei conduttori, dei condensatori di rifasamento, dei trasformatori, dei motori, dei semiconduttori, etc.), il coordinamento con altri dispositivi di protezione, gli utilizzi in corrente continua.

I vantaggi (e anche gli svantaggi) che i fusibili presentano come dispositivi di protezione contro le sovracorrenti, sono ben noti da tempo. La Guida CEI 32-18 ci rinfresca la memoria al riguardo, fornendoci i 12 motivi per i quali vale la pena sposare i fusibili; eccoli qui riassunti:
  1. Un alto potere di interruzione;
  2. Non è necessario effettuare calcoli complessi delle correnti di cortocircuito;
  3. In caso di aumento delle correnti di guasto, in seguito ad un ampliamento circuitale, il lavoro e i costi sono ridotti;
  4. Finché non è stato individuato il guasto non ha senso sostituire i fusibili per vederseli aprire continuamente sotto gli occhi. Questo “obbliga” l’utilizzatore a localizzare ed eliminare il guasto prima della sostituzione;
  5. E’ un dispositivo affidabile, non avendo parti in movimento usurabili o che possano essere deteriorate da polvere, olio o corrosione;
  6. Dimensioni compatte e bassi costi;
  7. Limitano l’energia e le correnti di picco dei cortocircuiti a livelli molto bassi;
  8. Funzionamento sicuro, silenzioso e veloce tale da limitare il rischio di arco nella zona del guasto;
  9. Coordinamento semplice ed efficace con gli altri dispositivi di protezione;
  10. Le cartucce conformi alla IEC 60269 assicurano un facile reperimento in qualsiasi zona del mondo delle parti sostituibili;
  11. Miglioramento della qualità del circuito di alimentazione, in quanto i fusibili limitatori di corrente interrompono le correnti di guasto elevate in pochi ms, riducendo in questo modo i buchi di tensione nel sistema di alimentazione ad un valore trascurabile;
  12. I fusibili, una volta installati, non possono essere manomessi allo scopo di variare il loro livello di prestazioni, come invece può avvenire con gli interruttori magnetotermici.

Struttura di un fusibile

Cartuccia di un fusibile a coltello nel quale si riconoscono:

  • i contatti (1),
  • l’elemento fusibile (2) dotato di sagomature che, in caso di cortocircuito, si fondono simultaneamente formando una serie di archi,
  • il corpo del fusibile (3),
  • il terminale con l’aletta di aggancio (4),
  • l’elemento indicatore di fusione (5),
  • il materiale di termoprotezione aggiunto per raggiungere un funzionamento prestabilito nel campo del sovraccarico (6),
  • il materiale di riempimento (7)
  • e l’indicatore esterno (8).

Unità combinate con fusibili

Le unità combinate con fusibili integrano sia la funzione di protezione del circuito, per mezzo di cartucce, sia la funzione di connessione del circuito, per mezzo di interruttori di singola unità. Esistono due diversi tipi di unità combinate con fusibili:

  • fusibili interruttori e fusibili interruttori-sezionatori, nei quali la cartuccia stessa forma il contatto mobile e quindi viene utilizzata come organo di movimento;
  • sezionatori con fusibili e interruttori-sezionatori con fusibili, nei quali i fusibili sono collegati in serie ai contatti.

A questo proposito segnaliamo un errore nel quale è incorsa la guida, avendo invertito, nel capitolo 3, le definizioni di “fusibile interruttore” con quella di “interruttore con fusibile”; errore poi ripetuto al capitolo 6.

Simboli delle unità combinate con fusibili (Guida CEI 32-18)
Funzione
Connessione e disconnessione
Sezionamento
Connessione, disconnessione e sezionamento
Interruttore
2.1 della IEC 60947-3
Sezionatore
2.2 della IEC 60947-3
Interruttore-sezionatore
2.3 della IEC 60947-3
Unità combinata con fusibili, 2.4 della IEC 60947-3
Interruttore con fusibile
2.5 della IEC 60947-3
Sezionatore con fusibile
2.7 della IEC 60947-3
Interruttore-sezionatore con fusibile
2.9 della IEC 60947-3
Fusibile interruttore
2.6 della IEC 60974-3
Fusibile sezionatore
2.8 della IEC 60974-3
Fusibile interruttore-sezionatore
2.10 della IEC 60947-3

Scelta del fusibile

Esistono diverse tipologie di fusibili per le più svariate applicazioni, anche se giustamente la guida CEI 32-18, opera innanzitutto una macro classificazione fra:
  • Fusibili a “campo pieno” quando può interrompere qualsiasi corrente capace di portare a fusione l’elemento fusibile fino al suo potere nominale di interruzione. I fusibili a campo pieno possono essere utilizzati come dispositivi di protezione a se stanti;
  • Fusibili a “campo parziale” quando sono destinati a interrompere solo le correnti di cortocircuito. Sono generalmente utilizzati per aumentare il potere di interruzione di altri dispositivi di protezione contro le sovracorrenti, per esempio i controlli elettronici o gli interruttori automatici.

Tipi di fusibili e loro applicazioni (guida CEI 32-18)
Tipo
Applicazione (caratteristica)
Caratteristica di interruzione
gG
Per usi generali, principalmente per la protezione dei conduttori
Campo pieno
gM
Per la protezione dei motori
Campo pieno
aM
Per la protezione dei motori contro il cortocircuito
Campo parziale (protezione di sostegno)
gN
Per usi generali, per la protezione dei conduttori (in Nord America)
Campo pieno
gD
Per usi generali ritardati (in Nord America)
Campo pieno
aR
Per la protezione dei semiconduttori
Campo parziale (protezione di sostegno)
gR, gS
Per la protezione dei semiconduttori
Campo pieno
gL, gF, gI, gII
Per la protezione dei conduttori, fusibili utilizzati in passato (sostituiti dal tipo gG)
Campo pieno

La guida prosegue poi, prendendo in esame le problematiche legate alla selettività di intervento legate al coordinamento dei dispositivi di protezione (selettività fusibile-fusibile, fusibile-interruttore automatico).

Successivamente vengono presentate le modalità di utilizzo dei fusibili per la protezione dei condensatori di rifasamento, degli impianti utilizzatori, dei circuiti in corrente continua e dei motori. E’ su quest’ultima applicazione, una delle più frequentate, che spilliamo qualche goccia di saggezza normativa dalla guida CEI 32-18.

I fusibili per usi generali (gG) possono essere utilizzati per la protezione di motori e avviatori. Le loro correnti nominali devono essere scelte per sopportare la corrente di spunto del motore, che dipende dal metodo di avviamento utilizzato, per esempio:

  • da 6 a 8 volte la corrente nominale del motore alimentato direttamente dalla linea;
  • da 3 a 4 volte la corrente nominale del motore con avviamento stella/triangolo.

La corrente nominale del fusibile può quindi essere significativamente più elevata rispetto alla corrente nominale del motore. Esistono invece tipi speciali di fusibili come i fusibili di tipo aM destinati alla protezione di sostegno che forniscono unicamente la protezione contro il cortocircuito. Questi tipi speciali di fusibili sono destinati a sopportare elevate correnti di spunto dei motori senza bisogno di aumentare la corrente nominale, come richiesto per i fusibili per usi generali. I fusibili per la protezione dei motori sono scelti per assicurare le selettività con i motori protetti da relè di sovraccarico associati agli avviatori.