Cosa è un Miniature Circuit Breaker?

Cos'è un Miniature Circuit Breaker?

Definizione MCB

Un MCB è definito come un interruttore automatico che protegge i circuiti elettrici a bassa tensione da correnti eccessive dovute a sovraccarico o cortocircuito.

Fusibile vs MCB

Oggi, gli interruttori differenziali (MCB) sono molto più comunemente utilizzati nelle reti elettriche a bassa tensione rispetto ai fusibili. L'MCB presenta molti vantaggi rispetto al fusibile:

• Interrompe automaticamente il circuito elettrico in condizioni anomale della rete (sia in caso di sovraccarico che di guasto). L'MCB è molto più affidabile nella rilevazione di tali condizioni, essendo più sensibile alle variazioni di corrente.

• Poiché la manopola dell'interruttore si trova nella posizione "off" durante il trip, la zona difettosa del circuito elettrico può essere facilmente identificata. Nel caso di un fusibile, invece, il filo del fusibile deve essere controllato aprendo la presa del fusibile o staccandolo dalla base, per confermare lo spegnimento del fusibile. Pertanto, è molto più facile rilevare se un MCB è stato attivato rispetto a un fusibile.

• La rapida ripristinazione della fornitura non è possibile nel caso di un fusibile, poiché i fusibili devono essere riarmati o sostituiti per ripristinare la fornitura. Nel caso di un MCB, la rapida ripristinazione è possibile semplicemente azionando un interruttore.

• L'utilizzo di un MCB è più sicuro elettricamente rispetto a un fusibile.

• Gli MCB possono essere controllati a distanza, mentre i fusibili no.

A causa di questi numerosi vantaggi dell'MCB sui fusibili, nelle moderne reti elettriche a bassa tensione, l'interruttore differenziale miniaturizzato viene quasi sempre utilizzato al posto dei fusibili. L'unico svantaggio dell'MCB rispetto al fusibile è che questo sistema è più costoso di un sistema a fusibile.

Principio di funzionamento dell'Interruttore Differenziale Miniaturizzato

Ci sono due modi in cui un MCB opera: attraverso l'effetto termico della sovracorrente e l'effetto elettromagnetico della sovracorrente. Nell'operazione termica, una lamina bimetallica si riscalda e si deforma quando fluisce una sovracorrente continua attraverso l'MCB.

Questa deflessione della lamina bimetallica rilascia un bloccaggio meccanico. Poiché questo bloccaggio meccanico è collegato al meccanismo di operazione, provoca l'apertura dei contatti dell'interruttore differenziale miniaturizzato.

Durante i cortocircuiti, l'improvviso aumento di corrente fa muovere il pistone nella bobina di trip. Questo movimento colpisce la leva di trip, rilasciando immediatamente il meccanismo di bloccaggio e aprendo i contatti dell'interruttore. Questo spiega il principio di funzionamento dell'MCB.

Costruzione dell'Interruttore Differenziale Miniaturizzato

La costruzione dell'interruttore differenziale miniaturizzato è molto semplice, robusta e priva di manutenzione. Generalmente, un MCB non viene riparato o mantenuto, ma semplicemente sostituito con uno nuovo quando necessario. Un interruttore differenziale miniaturizzato ha normalmente tre parti principali di costruzione. Queste sono:

Cornice dell'Interruttore Differenziale Miniaturizzato

La cornice di un interruttore differenziale miniaturizzato è un involucro modellato. Si tratta di un contenitore rigido, resistente e isolato in cui sono montati gli altri componenti.

Meccanismo di Operazione dell'Interruttore Differenziale Miniaturizzato

Il meccanismo di operazione di un interruttore differenziale miniaturizzato fornisce i mezzi per l'apertura e chiusura manuale dell'interruttore. Ha tre posizioni: "ON", "OFF" e "TRIPPED". La leva di commutazione esterna può trovarsi nella posizione "TRIPPED" se l'MCB è saltato a causa di sovracorrente.

Quando si spegne manualmente l'MCB, la leva di commutazione sarà nella posizione "OFF". In condizioni di chiusura dell'MCB, l'interruttore è posizionato su "ON". Osservando le posizioni della leva di commutazione, si può determinare la condizione dell'MCB, se è chiuso, saltato o spento manualmente.

Unità di Trip dell'Interruttore Differenziale Miniaturizzato

L'unità di trip è la parte principale, responsabile del corretto funzionamento dell'interruttore differenziale miniaturizzato. Sono forniti due tipi principali di meccanismi di trip nell'MCB. Una lamina bimetallica fornisce protezione contro la sovracorrente di sovraccarico e un elettromagnete fornisce protezione contro la corrente di cortocircuito.

Operazione dell'Interruttore Differenziale Miniaturizzato

Sono forniti tre meccanismi in un singolo interruttore differenziale miniaturizzato per farlo spegnere. Se osserviamo attentamente l'immagine a fianco, troveremo principalmente una lamina bimetallica, una bobina di trip e una leva on-off manuale.

Il percorso di conduzione della corrente elettrica di un interruttore differenziale miniaturizzato mostrato nell'immagine è il seguente. Prima terminale di alimentazione a sinistra – poi lamina bimetallica – poi bobina di corrente o bobina di trip – poi contatto mobile – poi contatto fisso e – infine terminale di alimentazione a destra. Tutti sono disposti in serie.

Se il circuito è sovraccarico per un lungo periodo, la lamina bimetallica si surriscalda e si deforma. Questa deformazione della lamina bimetallica causa lo spostamento del punto di bloccaggio. Il contatto mobile dell'MCB è così disposto mediante pressione di molla, con questo punto di bloccaggio, che un piccolo spostamento del bloccaggio causa il rilascio della molla e fa muovere il contatto mobile per aprire l'MCB.

La bobina di corrente o bobina di trip è posizionata in modo tale che, durante un guasto di cortocircuito, il MMF di quella bobina fa colpire il pistone lo stesso punto di bloccaggio e fa spostare il bloccaggio. Quindi, l'MCB si aprirà nello stesso modo.

Di nuovo, quando la leva di operazione dell'interruttore differenziale miniaturizzato viene azionata a mano, cioè quando mettiamo manualmente l'MCB in posizione "off", lo stesso punto di bloccaggio viene spostato, risultando in una separazione del contatto mobile dal contatto fisso nello stesso modo.

Indipendentemente dal meccanismo di operazione - ad esempio, a causa della deformazione della lamina bimetallica, o a causa dell'aumento del MMF della bobina di trip, o a causa dell'operazione manuale - lo stesso punto di bloccaggio viene spostato e la stessa molla deformata viene rilasciata. Questo è alla fine responsabile del movimento del contatto mobile. Quando il contatto mobile si separa dal contatto fisso, c'è una alta probabilità di arco.

Questo arco sale poi attraverso il conduttore d'arco e entra negli splitter d'arco e viene infine spento. Quando accendiamo un MCB, in realtà resettiamo il bloccaggio di operazione spostato nella sua precedente posizione "on" e rendiamo l'MCB pronto per un'altra operazione di spegnimento o trip.