• Articles
• admin

Un interruttore scatolato (MCCB) è un interruttore automatico che utilizza un caso stampato per ospitare e supporta i suoi componenti che trasportano corrente, nonché per essere una parte del sistema di isolamento. Il principio di funzionamento di MCCB è discusso in dettaglio in questo articolo.

Il tipo più comune di MCCB è l’interruttore termico-magnetico per tutti gli usi. Vedere Figura 1. MCCBs spesso hanno un elemento di viaggio sovracorrente termica per fornire protezione contro i sovraccarichi, come ad esempio ciò che è causato quando un accoppiamento è disallineato su un motore elettrico o un dispositivo elettrico attira troppa corrente.

Viene fornito anche un elemento di sovracorrente istantaneo per proteggere dai cortocircuiti, ad esempio ciò che viene causato quando due fili si toccano o quando l’isolamento non funziona. I MCCB hanno i seguenti componenti primari:

• telaio o case
• contatto assemblee
• Arc scivoli
• OCPDs
• un meccanismo di funzionamento
• connessioni del Terminale

coibentato-case circuit breaker (ICCB) è un interruttore che è simile nella costruzione di un MCCB, ma in genere viene utilizzato un elettronico o digitale OCPD e ha molto più alto potere di interruzione.

Figura 1. Schema elettrico con etichetta MCCB

Telai e custodie MCCB

Il telaio di un MCCB è un’unità chiusa che circonda e supporta gli altri componenti fornendo isolamento. Gli interruttori automatici sigillati non possono essere aperti o riparati, tranne che per la prova, l’ispezione e la pulizia dell’esterno.

Gli interruttori automatici sigillati possono essere identificati in diversi modi: da una sostanza tarlike, casi rivettati o sigilli di carta sopra le viti del caso. Gli interruttori di apertura sigillati invalidano il loro elenco UL, che può causare problemi se c’è un incendio o un altro incidente che coinvolge quegli interruttori.

I MCCB di grandi dimensioni e la maggior parte degliCB hanno OCPD sostituibili e sono noti anche come interruttori automatici intercambiabili. Gli interruttori automatici intercambiabili hanno casi che possono essere aperti per essere serviti e mantenuti. Gli OEM possono fornire alcune parti in modo che possano essere rinnovate.

L’OCPD può essere sostituito con un elemento che può essere dimensionato fino al frame rating di MCCbs e fino all ‘ 80% del frame rating di MCCBs. Vedi Figura 2.

Figura 2. Interruttori automatici intercambiabili etichettati schema elettrico

Gruppi di contatto MCCB

I gruppi di contatto aprono e chiudono i circuiti. I contatti sui piccoli MCCB, come gli interruttori di derivazione utilizzati nei pannelli, trasportano la corrente di carico e fungono anche da contatti ad arco. Gli interruttori di grandi dimensioni hanno contatti ad arco separati e contatti principali.

Un vantaggio che MCCBs ha è che i loro contatti sono piccoli, leggeri, e possono interrompere un arco rapidamente, come ad esempio in 1-1/2 a 2 cicli. Le versioni con limitazione della corrente possono eliminare un guasto ancora più rapidamente, in un ciclo 1 2 2 o meno.

I contatti ad arco aiutano a interrompere gli archi e sono composti da una lega più dura rispetto ai contatti principali, progettati per trasportare solo la corrente di carico. I contatti ad arco (superiore) si estendono davanti ai contatti principali (inferiore). Quando l’interruttore si chiude, i contatti ad arco toccano (make) per primi. Pertanto, qualsiasi arco che si verifica lo fa sui contatti ad arco. I contatti principali quindi toccare subito dopo i contatti ad arco toccare.

I contatti principali sono composti principalmente da argento e sono più morbidi dei contatti ad arco, il che significa che si eroderanno rapidamente se i contatti ad arco sono mal regolati o usurati. Gli interruttori di limitazione della corrente di nuova generazione differiscono dai MCCB standard e principalmente dalle loro strutture di contatto.

I MCCB standard utilizzano meccanismi a punto singolo per i contatti, mentre gli interruttori di limitazione della corrente utilizzano spesso meccanismi a doppio perno. Vedere Figura 3. I campi magnetici attorno a ciascuno dei contatti respingono e forzano rapidamente i contatti a parte. Man mano che la corrente di cortocircuito che li attraversa aumenta, i campi magnetici diventano più forti e i contatti si aprono più velocemente.

Figura 3. Standard MCCBs Vs. ICbs

Per questi interruttori (e fusibili limitanti la corrente) per limitare la corrente, la corrente di cortocircuito deve essere di valore abbastanza alto da farla trovarsi nella sua regione limitante la corrente. Se la corrente di cortocircuito è inferiore a questo valore, risponde come interruttore standard.

MCCB Arc Chutes

Un arco è una scarica sostenuta di elettricità attraverso un gap in un circuito o tra elettrodi, di solito accompagnata da elettrodi (contatti) essere vaporizzato e/o fuso dal calore estremo dell’arco.

Uno scivolo ad arco, noto anche come estintore ad arco, è una struttura che contiene divisori ad arco. Come parte dei contatti, l’arco viene disegnato tra i contatti ad arco. L’arco si alza (a causa della sua temperatura estrema) e, così facendo, viene allungato dai divisori dell’arco. Questo raffredda l’arco in modo che possa essere estinto. MCCBs usa gli scivoli ad arco per allungare gli archi, raffreddarli e estinguerli, il tutto in 1-1⁄2 o 2 cicli. Vedi Figura 4.

Figura 4. MCCB Arc Chute Diagram

Over Current Protective Devices (OCPDs)

Small-frame MCCBs in genere utilizzano OCPDs termico-magnetico.

Un OCPD termico-magnetico è un OCPD che reagisce al calore creato dalla perdita di rame (I2R) quando la corrente passa attraverso un conduttore.

La perdita di rame è causata dalla resistenza del conduttore a una corrente che lo attraversa. Questa perdita è espressa come calore. Più alto è il flusso di corrente attraverso un conduttore, più calore viene creato. Un OCPD termico-magnetico utilizza una striscia bimetallica posta nel percorso corrente. La striscia bimetallica è composta da due metalli che hanno diversi tassi di espansione quando riscaldati. La striscia bimetallica è costruita in modo che il metallo con un più alto tasso di espansione costringe la striscia bimetallica a deviare o piegare e rilasciare il fermo di viaggio. Ciò si verifica quando l’interruttore rileva una condizione di sovracorrente che dura una quantità predeterminata di tempo.

Un OCPD termico-magnetico fornisce protezione contro sovracorrente e cortocircuiti in MCCBs. Un OCPD termico-magnetico è anche conosciuto come unità di viaggio per tutti gli usi. Altri nomi per un OCPD termico-magnetico sono dispositivo di viaggio e unità di viaggio e sono spesso usati in modo intercambiabile. Su MCCBs di grandi dimensioni, viene in genere utilizzato un OCPD elettronico. Le informazioni relative a un OCPD specifico possono essere trovate sulla targhetta OEM apposta sull’unità. Vedi Figura 5.

Figura 5. Un OCPD termico-magnetico fornisce protezione contro sovracorrente e cortocircuiti in MCCBs ed è talvolta indicato come unità di viaggio per tutti gli usi.

Un MCCB può avere solo un OCPD con un valore di corrente continua pari all ‘ 80% del valore nominale del telaio. Questo perché un OCPD termico-magnetico ha una curva caratteristica di corrente temporale molto ampia, il che significa che gli OEM devono fare un assegno extra per l’interruttore di scattare senza danneggiarsi dal calore generato dal flusso di corrente in eccesso.

Principio di funzionamento MCCB

Il meccanismo di funzionamento di un MCCB apre e chiude i gruppi di contatto e ha tre posizioni: aperto, chiuso e trip. Interruttori automatici di derivazione del tipo utilizzato per il pannellole tavole e i pannelli di illuminazione sono di un design abbastanza semplice. Vedi Figura 6.

Figura 6. Meccanismo di comando MCCB

Con i contatti chiusi, il fermo di scatto si trova nella posizione bloccata (cerchio giallo). Quando i contatti vengono aperti e chiusi, la posizione del fermo di viaggio non si sposta. Questo tipo di fermo di viaggio è uno dei problemi principali con MCCBs in quanto, e altre parti del meccanismo di funzionamento, è lubrificato in fabbrica.

Il flusso di corrente attraverso i contatti crea calore, che asciuga il lubrificante nel tempo. Quando il lubrificante applicato in fabbrica si asciuga, si addensa e rallenta le prestazioni dell’interruttore. Mentre continua ad asciugarsi, inizia a sfaldarsi e si verifica l’usura da metallo a metallo. Questa usura da metallo a metallo e la corrosione che può verificarsi sul fermo di viaggio possono facilmente causare l’apertura dell’interruttore automatico come richiesto. L’unica volta che il fermo di viaggio cambia posizione è quando l’interruttore è scattato.

Si noti come il fermo di scatto sia fermo nelle posizioni aperta e chiusa, ma sia diverso nella posizione di scatto. Il malfunzionamento del fermo di viaggio è una delle cause principali del mancato funzionamento di MCCBs in conformità con le specifiche OEM. I moderni MCCB di grandi dimensioni includono spesso pulsanti di scatto meccanici rossi. Il pulsante di scatto aziona direttamente il fermo di scatto. Il fermo di viaggio (freccia gialla in Figura 6) non si muove quando l’interruttore è commutato dalla posizione aperta a quella chiusa. Si muove, tuttavia, quando l’interruttore è scattato. Vedi Figura 7.

Figura 7. Una grande e moderna-telaio MCCB Meccanismo di Funzionamento etichettato diagramma

Interruttore di Invecchiamento e di Test

Uno studio è stato fatto dalla Nuclear Regulatory Commission (NRC) nel NUREG/ CR-5762, Wyle 60101, Completa di Invecchiamento Valutazione di Interruttori e Relays, (scritto nel Marzo 1992), affronta il tema di fallimenti, Mccb, che era stato in servizio da tre a cinque anni, senza manutenzione.

In questo rapporto, sono stati riscontrati vari problemi con gli 11 interruttori intervistati. Degli 11 interruttori automatici, 5 avevano difetti di ritardo da molto tempo e 4 avevano problemi di viaggio istantanei.

Alcuni interruttori hanno avuto guasti a più poli e alcuni hanno avuto problemi di ritardo sia istantanei che di lunga durata. Sebbene l’indagine sia stata limitata in numero, è tipica dei problemi riscontrati sul campo durante i test.

L’NRC raccomandava il test di iniezione primaria degli interruttori ogni tre anni e, se non potevano essere testati, azionando il meccanismo “Push-to-Test” o “Twist-to-Test” ogni anno. Se un interruttore non ha tali caratteristiche di prova, il NRC consiglia di azionare il toggle (maniglia) più volte rapidamente due volte l’anno per aiutare a mantenere la funzionalità.

Connessioni terminali MCCB

L’installazione sicura di MCCBs e di interruttori automatici isolati (Casebs) dipende dalle terminazioni corrette. Se le terminazioni non sono completate correttamente, possono innescare incendi e danneggiare le apparecchiature. MoltiBsb di grandi dimensioni sono imbullonati direttamente al bus o sono di costruzione estraibile. Vedi Figura 8. I problemi con questi tipi di connessioni sono abbastanza rari.

I MCCB sono spesso collegati tramite cavo o filo a conduttore incagliato, che può causare problemi perché hanno la tendenza ad allentarsi nel tempo a causa del ciclo termico. Con i collegamenti terminali degli interruttori industriali termomagnetici trifase standard, i conduttori sono montati nelle anse terminali e serrati secondo le specifiche. L’aletta terminale può essere utilizzata solo per un intervallo specificato di dimensioni e tipi di fili. Se il conduttore è troppo piccolo, non avrà la superficie all’interno dell’aletta per trasportare la quantità prevista di corrente.

Figura 8. Diagramma di terminazione ICb

Quando un piccolo conduttore è collegato a un’aletta terminale che dovrebbe essere utilizzata per un conduttore molto più grande, c’è solo un contatto punto a punto tra il conduttore e l’aletta terminale. Questo tipo di connessione causa il surriscaldamento della connessione e, se non corretto, causerà la ricottura del conduttore. Vedi Figura 9.

Figura 9. Alette del terminale dell’interruttore

Quando un conduttore diventa temprato, non trasporta la quantità adeguata di corrente dovuto impedenza aumentata. L’impedenza aumentata provoca un ulteriore riscaldamento, che quindi fa sì che il conduttore abbia un’alta impedenza. Spesso l’isolamento attorno a un conduttore ricotto viene completamente bruciato a causa del calore generato. Un conduttore ricotto deve essere sostituito o la porzione ricotta deve essere tagliata e un nuovo pezzo del conduttore deve essere impiombato.

L’altro problema riguardante le alette terminali è il torquing improprio. Se il cavo si allenta all’interno del capocorda, la connessione si riscalda a causa di una maggiore impedenza. Questo riscaldamento aggiuntivo può anche causare la ricottura del conduttore. Spesso quando la vite di fissaggio del capocorda si allenta, l’arco si verifica all’interno delle filettature. In genere, questo non può essere visto dall’esterno, quindi il tecnico può serrare la vite di fermo e credere che il problema sia risolto. Tuttavia, l’arco all’interno dei fili in genere impedisce alla vite di fissaggio di avvitarsi più lontano di dove si è verificato l’arco. Indipendentemente da quanta forza viene applicata alla vite di fermo, non viene mai completamente serrata contro il conduttore e il surriscaldamento continua. Vedi Figura 10.

Figura 10. MCCB Torquing improprio