Diagramma delle funzioni di base del circuito di controllo degli interruttori termomagnetici

Descrizione del Diagramma delle Funzioni del Circuito di Controllo degli Interruttori

• Contatti Principali dell'Interruttore: Questi non fanno parte del circuito di controllo. Svolgono il ruolo di elementi principali di conduzione che si aprono e chiudono per interrompere o stabilire il circuito elettrico principale.

• Meccanismo di Azionamento Meccanico: Questo meccanismo rilascia l'energia necessaria per spostare i contatti principali tra la posizione aperta e chiusa. Anche questo è escluso dal circuito di controllo vero e proprio. Il suo ruolo è cruciale nell'attivazione fisica dei contatti principali, che è essenziale per la funzione dell'interruttore di interrompere o permettere il flusso di corrente elettrica.

• Sistema di Carica Energetica: Il sistema di carica energetica fornisce energia al meccanismo di azionamento. Nei sistemi con accumulo idraulico, a molla o pneumatico, solitamente consiste in un motore elettrico, una pompa azionata da motore o un compressore. Questo sistema assicura che il meccanismo di azionamento abbia la potenza necessaria per svolgere i suoi compiti, come aprire e chiudere i contatti principali, consentendo all'interruttore di funzionare efficacemente.

Monitor di Densità e Contatti del Monitor di Densità: Questi dispositivi svolgono un ruolo vitale nel monitoraggio dell'isolante e/o del mezzo estintore d'arco, che sono tipicamente SF6 o un gas misto negli interruttori moderni. Comunemente, vengono utilizzati interruttori di pressione compensati termicamente. Essi attivano relè ausiliari per impedire all'interruttore di scattare o chiudersi se la densità del gas SF6 all'interno della cassa scende al di sotto dei livelli critici. Questi interruttori e contatti svolgono due funzioni importanti:

• Funzione di Avviso/Allarme: Forniscono un avviso o allarme quando la densità del gas SF6 all'interno della cassa diminuisce ma rimane sopra il livello di blocco. Questo avviso precoce fornisce all'operatore sufficiente tempo per risolvere il problema prima che l'interruttore si blocchi e perda le sue capacità operative.

• Funzione di Interblocco/Proibizione: Quando la densità del gas SF6 raggiunge il "livello di blocco", dove l'operazione sicura non è più possibile, questi componenti interbloccano o proibiscono l'operazione dell'interruttore. L'operatore ha solitamente l'opzione di configurare l'interruttore per scattare automaticamente e bloccarsi quando viene raggiunto questo livello (l'opzione "scatto forzato", che comporta alcuni rischi di sicurezza) o per bloccarsi nella sua posizione corrente.

Bobina di Chiusura: La bobina di chiusura è un dispositivo a solenoide. Quando l'interruttore riceve un segnale di chiusura valido, la bobina di chiusura viene alimentata. Questa alimentazione rilascia il meccanismo, causando la chiusura dei contatti principali dell'interruttore. Una volta che l'interruttore raggiunge la posizione chiusa, i contatti ausiliari nel circuito di chiusura si aprono, disalimentando le bobine di chiusura. Solitamente, c'è solo una bobina di chiusura nel circuito di controllo per garantire un'operazione di chiusura coordinata e singola.

Bobine di Apertura: Le bobine di apertura sono anch'esse dispositivi a solenoide. Ricevuto un segnale di apertura valido dall'interruttore, vengono alimentate. L'alimentazione delle bobine di apertura rilascia il meccanismo, causando l'apertura dei contatti principali dell'interruttore. Una volta che l'interruttore raggiunge la posizione aperta, i contatti ausiliari nei circuiti delle bobine di scatto si aprono, disalimentando le bobine di scatto. Di solito, ci sono due bobine di scatto che operano da fonti di alimentazione indipendenti. L'operazione di una sola bobina di scatto è sufficiente per aprire l'interruttore. La presenza di due bobine aiuta a minimizzare il rischio di un fallimento dello scatto, migliorando l'affidabilità del processo di interruzione del circuito.

• Interruttore Ausiliario di Posizione: Pilotati dall'operazione dell'interruttore, questi contatti svolgono più scopi. Interrompono la corrente delle bobine di chiusura e di scatto per disalimentarle una volta completata l'operazione (chiusura o apertura). Inoltre, vengono utilizzati per indicare e monitorare la posizione dell'interruttore. Svolgono anche un ruolo in operazioni di interblocco di controllo e protezione a livello di baia o stazione, prevenendo operazioni di commutazione errate. Questi interruttori possono essere utilizzati in qualsiasi funzione in cui la posizione dell'interruttore sia un parametro critico.

• Anti-Pumping: La funzione anti-pumping è progettata per prevenire un'operazione di ricomposizione quando un comando di chiusura precedente è ancora attivo mentre l'interruttore è stato aperto. Questo meccanismo impedisce all'interruttore di chiudersi e aprirsi ripetutamente, il che potrebbe portare a danni e rischi di sicurezza. Tipicamente, il comando di chiusura alimenta un relè anti-pumping tramite un contatto ausiliario (un contatto Normalmente Aperto (NA)). Un contatto del relè anti-pumping interrompe il circuito alla bobina di chiusura, mentre un secondo contatto mantiene o "sigilla" il relè anti-pumping fino a quando il comando di chiusura non viene rimosso dal circuito.

• Contatto Limite di Energia: I contatti limite di energia sono impostati per attivarsi quando l'energia immagazzinata nel meccanismo è esaurita, sia a causa dell'operazione che a causa delle perdite. Solitamente, attivano un motore per farlo partire, mirando a ripristinare l'energia del meccanismo al suo livello normale di funzionamento, come la ricompressione di una molla o il riempimento della pressione idraulica/pneumatica. Per i meccanismi a molla, il ricarico avviene tipicamente dopo ogni operazione di chiusura, mentre altri tipi di meccanismi possono effettuare diverse operazioni prima che sia necessario il ricarico. I sistemi pneumatici e idraulici hanno un interruttore che monitora la pressione e alimenta un compressore quando la pressione scende al di sotto di un livello critico. Una volta ripristinato il livello di energia, un interruttore si apre, fermando il motore. Il motore è generalmente dotato di protezione contro il sovraccarico termico e un relè a tempo, che ferma il motore (o una pompa o un compressore azionati da motore) in caso di malfunzionamento. Gli interruttori o i contatti che monitorano l'energia immagazzinata svolgono le seguenti funzioni:

• Blocco di Chiusura: Bloccano l'operazione di chiusura se l'interruttore non ha energia sufficiente per chiudere e riaprirsi in sicurezza.

• Blocco di Apertura: Bloccano l'operazione di apertura se l'interruttore non ha energia sufficiente per aprire in sicurezza. Questo è particolarmente rilevante per gli interruttori idraulici o pneumatici, sebbene possa non applicarsi nello stesso modo agli interruttori a molla, dove una chiusura riuscita carica la molla di apertura.

• Controllo di Ricarica: Controllano (avvio e arresto) il circuito di ricarica del dispositivo di accumulo di energia (ad esempio, una molla).

• Interruttore Locale/Remoto: Si tratta di un interruttore selettore che consente all'operatore di disabilitare il controllo remoto e operare l'interruttore solo localmente. Serve come funzione di sicurezza per impedire l'operazione remota dell'interruttore durante la manutenzione, assicurando la sicurezza del personale di manutenzione.

• Disconnettore/Elemento Fusibile: Questi dispositivi vengono utilizzati per interrompere l'alimentazione al sistema di controllo durante i lavori di manutenzione o in caso di guasto nel circuito di controllo. La disconnessione è solitamente ottenuta tramite interruttori a coltello o fusibili/removibili, che forniscono una conferma visiva che il circuito di controllo è aperto. Possono anche essere bloccati nella posizione aperta per prevenire la riconnessione non autorizzata. In casi in cui sia richiesta la protezione contro cortocircuiti, possono essere utilizzati Mini Circuit Breakers (MCB) come alternativa ai semplici fusibili.

• Controllo e Indicazione Locale: Questa funzione fornisce un'indicazione della posizione dell'interruttore e dello stato della funzione di controllo locale/remoto. Questi indicatori sono principalmente per scopi di manutenzione o operazioni di emergenza, a seconda delle normative di sicurezza locali, consentendo al personale di valutare rapidamente la condizione dell'interruttore.

• Circuito di Discrepanza di Fase/Discrepanza di Poli: Per gli interruttori con Operazione Indipendente dei Poli (IPO), dove ogni fase ha il proprio meccanismo di operazione, è possibile che una fase dell'interruttore si trovi in una posizione diversa (aperta o chiusa) rispetto alle altre fasi. Questa situazione, nota come discrepanza di poli, può portare a una corrente primaria asimmetrica. Quando si verifica una discrepanza di poli, i contatti ausiliari in ogni fase vengono utilizzati per alimentare un relè a ritardo. Se la discrepanza persiste dopo il ritardo preimpostato (solitamente tra 1,5 e 5 secondi, a seconda delle specifiche condizioni della rete e della durata consentita dell'operazione asimmetrica del circuito primario, che dovrebbe essere più lunga del tempo di ricomposizione monofase e più breve della protezione sequenza di fase negativa della generazione), si tenterà di scattare tutte le fasi dell'interruttore. Se la discrepanza di poli era dovuta a un fallimento di chiusura di una fase, lo scatto è probabile che abbia successo. Tuttavia, se la discrepanza iniziale era dovuta a un fallimento di apertura, la fase fallita potrebbe non rispondere ai successivi comandi di apertura, e potrebbe essere necessario aprire altri interruttori.

• Riscaldamento: I riscaldatori spaziali sono comunemente installati in ciascuna delle casse del meccanismo di operazione e del controllo. Il loro scopo è ridurre la condensa, che può causare corrosione e malfunzionamenti nell'equipaggiamento, assicurando così il funzionamento affidabile dei componenti dell'interruttore.