
I.Background e Problemi Attuali
Questa soluzione mira a fornire una base scientifica per la progettazione, la selezione e l'acquisto di dispositivi di protezione elettrica, confrontando in modo oggettivo le caratteristiche tecniche dei fusibili e degli interruttori differenziali. Evidenzia i vantaggi insostituibili e gli scenari di applicazione dei fusibili nei moderni sistemi di distribuzione, consentendo una configurazione ottimale che garantisce sicurezza, affidabilità ed economicità.
II. Analisi dei Vantaggi Principali dei Fusibili (in Confronto agli Interruttori Differenziali)
I fusibili non sono prodotti obsoleti; offrono vantaggi distinti rispetto agli interruttori differenziali in specifiche applicazioni:
- Eccellente Selettività: È semplice ottenere una protezione selettiva completa tra i fusibili a monte e a valle, richiedendo solo il rispetto del rapporto di selettività 1,6:1 specificato dalle norme nazionali/IEC (cioè, la corrente nominale del fusibile a monte ≥ 1,6 volte quella del fusibile a valle). Questa caratteristica rende i fusibili molto vantaggiosi per la protezione dei rami intermedi di distribuzione, consentendo un isolamento preciso delle avarie e minimizzando l'ambito dei black-out.
- Elevata Capacità di Limitazione della Corrente e di Spegnimento: I fusibili agiscono estremamente rapidamente durante le avarie a corto circuito, limitando efficacemente la corrente e l'energia del cortocircuito. La loro capacità di spegnimento è generalmente elevata (spesso superiore a 100 kA), garantendo un'interruzione affidabile di varie avarie a corto circuito e proteggendo i circuiti e l'attrezzatura.
- Economicità e Compacità: A parità di correnti nominali e capacità di spegnimento, i fusibili sono significativamente più economici degli interruttori differenziali (soprattutto quelli selettivi). La loro dimensione compatta aiuta anche a ottimizzare la disposizione spaziale dei quadri di distribuzione.
- Alta Affidabilità e Funzionamento Senza Manutenzione: Come dispositivi di protezione monouso, i fusibili hanno un meccanismo di funzionamento semplice e diretto, senza componenti meccanici complessi. Offrono un'elevata affidabilità e evitano rischi come blocchi meccanici o guasti di componenti elettronici che possono verificarsi negli interruttori differenziali.
III. Scenari di Applicazione Tipici e Soluzioni per i Fusibili
In base alle loro caratteristiche tecniche, i fusibili sono soluzioni ideali per i seguenti scenari:
- Protezione dei Rami Intermedi:
- Scenario: Rami di distribuzione situati tra l'interruttore principale e i circuiti finali in un sistema di distribuzione.
- Soluzione: L'uso di fusibili in queste posizioni sfrutta la loro perfetta selettività per coordinarsi con gli interruttori differenziali selettivi a monte o altri fusibili, assicurando un isolamento localizzato delle avarie e prevenendo scatti indesiderati. Ciò mantiene la continuità dell'energia per altre parti del sistema, riducendo significativamente i costi complessivi grazie ai vantaggi economici dei fusibili nelle applicazioni su larga scala.
- Protezione dei Tronchi Principali o Linee Radiali di Piccola o Media Capacità:
- Scenario: Linee radiali o tronchi principali con capacità di corrente minori (ad esempio, inferiori a 300 A) che si estendono da pannelli di distribuzione a bassa tensione.
- Soluzione: L'utilizzo di fusibili gG ad alta capacità di spegnimento fornisce una protezione affidabile contro sovraccarichi e cortocircuiti. La loro elevata capacità di spegnimento garantisce un'interruzione sicura delle avarie anche quando installati vicino a trasformatori.
- Protezione dei Circuiti dei Motori:
- Scenario: Circuiti finali che alimentano motori, come quelli per ventilatori e pompe.
- Soluzione: Si consiglia vivamente di utilizzare fusibili aM (per la protezione dei motori) invece di fusibili gG. I fusibili aM sono specificamente progettati per gestire le correnti di avviamento dei motori e le correnti di cortocircuito. La loro corrente nominale può essere selezionata a un valore inferiore, migliorando significativamente la sensibilità della protezione contro le avarie a corto circuito e assicurando una migliore coordinazione con le caratteristiche di protezione contro i sovraccarichi dei relè termici.
- Protezione di Backup:
- Scenario: Utilizzati in combinazione con interruttori differenziali non selettivi o interruttori di carico.
- Soluzione: Sfruttare la elevata capacità di spegnimento dei fusibili compensa la capacità di spegnimento limitata di certi interruttori differenziali (tecnologia a cascata) o fornisce funzionalità di protezione per gli interruttori di carico, formando una combinazione di protezione economica e pratica.
IV. Raccomandazioni e Considerazioni per l'Implementazione
- Selezione Corretta:
- Utilizzare fusibili gG per la protezione generale dei linee.
- Utilizzare esclusivamente fusibili aM per la protezione dei motori.
- Rispettare rigorosamente il rapporto di selettività (1,6:1) per la coordinazione dei dispositivi a monte e a valle per garantire la protezione selettiva.
- Affrontare le Limitazioni Intrinseche:
- Fusibili Monofase: Per attrezzature trifase critiche, utilizzare basi di fusibili dotate di perni di scatto e microinterruttori d'allarme. Questi dispositivi segnalano quando un fusibile di una fase si fonde, attivando un relè per interrompere l'alimentazione trifase a monte e prevenire l'operazione in mancanza di fase dei motori.
- Inconvenienti nel Sostituzione: Installare i fusibili in posizioni facilmente accessibili e tenere a portata di mano fusibili di ricambio. La necessità di sostituzione dopo un'avaria fornisce anche un chiaro indicatore di avaria.
- Sviluppo del Prodotto:
- Aggiornamenti Standard: Rivisitare tempestivamente gli standard nazionali sui fusibili per allinearsi agli ultimi standard IEC, promuovendo aggiornamenti tecnologici.
- Diversificazione del Prodotto: Sviluppare nuovi tipi di fusibili per offrire una gamma più ampia di scelte.
- Soluzioni Integrate: Fornire soluzioni standardizzate per armadi/quadranti di distribuzione che incorporano fusibili, offrendo ai progettisti e agli utenti una scelta.
V. Conclusione
I fusibili occupano una posizione significativa nei moderni sistemi di distribuzione a bassa tensione grazie ai loro vantaggi unici, inclusa l'eccellente selettività, l'elevata capacità di spegnimento, l'economicità e l'elevata affidabilità. Non sono destinati a "sostituire" gli interruttori differenziali, ma piuttosto a "complementarli".
La soluzione scientifica consiste nell'utilizzare potenti interruttori differenziali selettivi nella parte anteriore del sistema e nei circuiti critici, mentre si impiegano attivamente fusibili ad alte prestazioni per numerosi rami intermedi e circuiti finali specifici (ad esempio, motori). Questa configurazione ibrida e gerarchica dei dispositivi di protezione garantisce la costruzione di un sistema di distribuzione a bassa tensione ottimale, sia in termini di sicurezza e affidabilità che di efficienza economica.