Interruttore Magnetoidraulico: Funzionamento e Applicazioni

La sicurezza e la salvaguardia della vita umana sono temi sempre caldi sui quali si concentra l’attenzione di progettisti ed esecutori e seppure in piccola parte, l’interruttore magnetotermico è uno dei dispostivi di sicurezza che contribuisce a ridurre i rischi connessi al passaggio dei flussi di corrente. In questo articolo analizziamo da vicino un dispositivo di sicurezza che fa parte dell’impianto elettrico: l’interruttore magnetotermico.

Che cos’è un interruttore magnetotermico?

L’interruttore magnetotermico è un dispositivo di sicurezza che interviene interrompendo, in modo tempestivo, il flusso di corrente elettrica in un circuito elettrico in caso di sovracorrente o cortocircuito. Più nello specifico gli interruttori magnetotermici vengono collocati nel quadro elettrico, tanto domestico quanto industriale, e proteggono dalle sovracorrenti la porzione dell’impianto elettrico situato a valle di un cortocircuito o di un sovraccarico. Il nome di questi dispositivi deriva dalla loro capacità di esibire un funzionamento diverso nell’interruzione da cortocircuito (protezione magnetica) rispetto all’interruzione da sovraccarico (protezione termica).

Questi dispositivi, conosciuti in Italia anche come Stotz dal nome dell’inventore Hugo Stotz, sostituiscono sia l’interruttore termico che il fusibile e vengono affiancati ad un interruttore differenziale - questo garantisce l’ottemperamento degli obblighi di legge.

I vantaggi dati dal suo utilizzo sono, oltre chiaramente alla protezione da sovracorrente o cortocircuito:

maggiore precisione d’intervento;
facilità di ripristino grazie all’azionamento di una leva o di un pulsante.

Come funziona un interruttore magnetotermico?

Come abbiamo anticipato nel paragrafo precedente, l’interruttore magnetotermico funziona proteggendo sia dal cortocircuito che dal sovraccarico e questo perché ha in sé due meccanismi:

l’interruttore magnetico: protegge dal cortocircuito intervenendo in tempi brevissimi quando la corrente supera il valore di soglia di Im;
l’interruttore termico: protegge dal sovraccarico intervenendo in tempo minore quando è maggiore la corrente.

Vediamo allora più nel dettaglio i due distinti funzionamenti:

Funzionamento contro il cortocircuito (parte magnetica)

Il cortocircuito può generarsi a causa di un guasto all’interno dell’impianto elettrico o in uno degli apparecchi elettrici. Tale fenomeno è potenzialmente molto pericoloso perché la corrente di corto circuito (Icc) può essere così elevata da danneggiare l’impianto elettrico o addirittura mettere a rischio la vita delle persone. Nel caso dell’interruttore magnetotermico, la rilevazione di un corto circuito avviene per mezzo di una bobina, un solenoide avvolto su una barra di materiale ferromagnetico appunto. L’elevato impulso di corrente di cortocircuito genera una forza magnetica che vince la resistenza della molla facendo così scattare immediatamente lo sganciatore magnetico dell’interruttore e aprire il circuito.

Funzionamento contro il sovraccarico (parte termica)

Il funzionamento della parte termica dell’interruttore si basa sul fatto che la corrente transitante produce calore al passaggio. Tale calore viene monitorato dall’interruttore che apre il circuito, isolando l’impianto, nel momento in cui rileva una temperatura che supera una soglia di anomalia. Tale rilevazione avviene tramite una lamina bimetallica che funge da resistenza elettrica quando viene surriscaldata dalle alte temperature di un sovraccarico. I due metalli che compongono la lamina hanno infatti un differente coefficiente di dilatazione termica e si allungano in modo diverso se surriscaldati. Questo differente comportamento provoca lo scatto dell’interruttore e l’apertura del circuito. L’apertura dell’interruttore non è tuttavia istantanea ma concede un po’ di tempo di tolleranza per evitare aperture da falsi sovraccarichi.

I parametri di riferimento per proteggere gli impianti dai sovraccarichi e quindi le impostazioni che devono avere gli interruttori magnetotermici, sono stabilite dalla norma CEI 64-8/4 del Comitato Elettrico Italiano.

Come si classificano gli interruttori magnetotermici?

Gli interruttori magnetotermici si classificano principalmente in base a due criteri:

Tipo di impiego

Questo criterio basa la classificazione su due parametri ossia la corrente nominale (In) che può circolare senza problemi a temperatura ambiente e il potere di interruzione forniti dal costruttore. Al variare di questi due valori gli interruttori magnetotermici si suddividono in:

Modulari: usati nel settore civile e terziario e caratterizzati da In <= 100 A e potere di interruzione <= 50 kA;
Scatolati: usati prevalentemente in ambito industriale, caratterizzati da In <= 2 kA e potere di interruzione <= 150 kA. La scatola di supporto di questa tipologia di interruttore è realizzata in materiale plastico e questo conferisce isolamento e dunque l’alto potere di interruzione;
Aperti: impiegati principalmente in ambito industriale e caratterizzati da grandi dimensioni, con In <= 10 kA e potere d’interruzione <= 100 kA;

Tempo di interruzione

Per tempo di interruzione si intende il tempo che impiega lo sganciatore magnetico ad interrompere la corrente di corto circuito. In base a questo valore gli interruttori magnetotermici si distinguono in:

Limitatori: l’interruzione viene anticipata di molto rispetto allo zero naturale della corrente;
Rapidi: l’interruzione avviene al primo o secondo passaggio per lo zero naturale della corrente di corto-circuito;
Selettivi o ritardati: in questo ultimo caso il tempo di intervento viene appositamente ritardato per consentire la selezione a livello temporale degli interruttori magnetotermici messi in serie.

È poi da menzionare un’ulteriore classificazione degli interruttori magnetotermici fatta in base alla corrente con cui interviene l’interruttore magnetico e quindi in base alle curve caratteristiche di intervento tempo-corrente fornite dai costruttori nel rispetto della normativa vigente.

La normativa CEI EN 60898 classifica gli interruttori magnetotermici domestici in:

Tipo A: tarati per In <= 125 A, non regolabili;
Tipo B: il range della corrente di intervento in caso di cortocircuito è l’intervallo 3-5 In. Questo significa che lo sganciatore magnetico non interviene per correnti <= 3 volte In e interviene invece per correnti >= 5 volte In;
Tipo C: il range della corrente di intervento in caso di cortocircuito è l’intervallo 5-10 In.

In aggiunta a questa classificazione però, la norma CEI EN 60947-2 prevede anche le curve K, Z e AM per gli interruttori magnetotermici industriali:

Tipo Z: lo sganciatore interviene quando la corrente è compresa nel range 2.4 - 3.6 In. Proteggono i circuiti elettronici;
Tipo K: il range della corrente di intervento in caso di cortocircuito è l’intervallo 10-20 In. Proteggono cablaggi e impianti che forniscono corrente a dispositivi con elevata corrente di avviamento;
Tipo AM: lo sganciatore interviene quando la corrente è compresa nel range 9,6 - 14,4 In. Questi magnetotermici sono indicati per la protezione dei motori.

Come scegliere il giusto interruttore magnetotermico in fase di progettazione di un impianto elettrico?

Quando si progetta un impianto elettrico, è fondamentale considerare diversi aspetti per garantire che sia sicuro, efficiente e conforme alle normative di sicurezza. Gli interruttori magnetotermici giocano un ruolo cruciale in questa fase del processo, poiché sono responsabili della protezione dell’impianto e della sicurezza degli utenti.

Durante la progettazione di un impianto elettrico bisogna:

pianificare attentamente la distribuzione della corrente elettrica per garantire che ogni circuito riceva la quantità di energia necessaria senza sovraccarichi. Gli interruttori magnetotermici vengono utilizzati per definire e limitare la corrente massima che può fluire attraverso un circuito, proteggendo così i cavi e gli apparecchi collegati da danni dovuti a sovraccarichi;
selezionare gli interruttori magnetotermici appropriati in base alle specifiche esigenze di ogni circuito. Questo può includere considerazioni come la corrente nominale, la capacità di interruzione, il tempo di intervento e il tipo di protezione (ad esempio, protezione contro sovraccarichi e cortocircuiti). Utilizzando interruttori magnetotermici di alta qualità e adeguati alle necessità del sistema, è possibile garantire una protezione efficace e affidabile dell’impianto elettrico;
garantire la sicurezza degli utenti e delle attrezzature. Gli interruttori magnetotermici svolgono un ruolo fondamentale in questo contesto, poiché interrompono automaticamente il flusso di corrente in caso di anomalie, proteggendo così gli utenti da pericoli e prevenendo danni alle attrezzature causati da sovraccarichi o cortocircuiti;
assicurare che tutte le scelte e le decisioni adottate siano conformi alle normative di sicurezza vigenti. Ciò include l’uso di interruttori magnetotermici conformi agli standard di sicurezza e il rispetto delle disposizioni normative in materia di installazione e manutenzione. Assicurarsi di seguire queste normative è fondamentale per garantire la sicurezza e la conformità dell’impianto elettrico.

Per essere sicuro di progettare impianti elettrici di qualità e che rispettino le norme vigenti ti consiglio di utilizzare un software per la progettazione di impianti elettrici con cui:

disegnare l’impianto elettrico direttamente sull’architettonico del progetto facendo affidamento ad un archivio completo di simboli (norme CEI-IEC) o accedendo ad una ricca libreria di simboli elettrici da cui puoi scaricare anche l’interruttore magnetotermico (Linea quadri), l’interruttore magnetotermico differenziale (Linea civile), l’interruttore magnetotermico differenziale (Linea quadri) e tanti altri elementi simili;
sfruttare una diagnostica che ti segnala rapidamente eventuali anomalie di disegno (oggetti non raggiunti da percorsi, elementi elettricamente non collegati, ecc.);
ottenere automaticamente dal disegno il dimensionamento della sezione dei cavi secondo le norme CEI 64-8, le verifiche dell’impianto elettrico e i calcoli;
produrre automaticamente la relazione tecnica, gli schemi unifilari, gli esecutivi, il livello prestazionale.

Interruttore Magnetotermico Differenziale (IMD)

Un interruttore magnetotermico differenziale (IMD) è un dispositivo di protezione elettrica che agisce come un fusibile e un interruttore automatico allo stesso tempo. L'IMD è progettato per interrompere l'alimentazione elettrica in caso di sovraccarico o di un guasto a terra, in modo da prevenire cortocircuiti, incendi e altri rischi elettrici. Il funzionamento dell'IMD si basa su due protezioni: una magnetica, che interviene in caso di sovracorrenti, e una termica, che si attiva al raggiungimento di temperature critiche. Quando un circuito è sovraccarico, l'IMD interrompe l'energia per prevenire surriscaldamenti.

In particolare, un sovraccarico si verifica quando la corrente supera la capacità del circuito, spesso causato dall'uso eccessivo di dispositivi su un'unica presa. Inoltre, grazie al differenziale, l'interruttore è in grado di rilevare anche eventuali guasti di messa a terra. Se il guasto si verifica, cioè se una parte dell'energia si scarica sulla terra anziché passare attraverso il circuito, il differenziale rileva un'alterazione del flusso di corrente e interrompe immediatamente l'alimentazione.

Per prevenire questi pericoli, l'IMD è dotato di due tipi di protezione: un dispositivo magnetico e un dispositivo termico. Se la corrente che scorre attraverso l'IMD supera un determinato valore, il dispositivo magnetico rileva il sovraccarico e interrompe immediatamente l'erogazione dell'alimentazione elettrica. Inoltre, esistono diverse correnti nominali per gli IMD, ovvero la quantità di corrente che l'IMD può gestire in condizioni di funzionamento normale.

Gli IMD possono essere monofase, per abitazioni, o trifase, per grandi impianti industriali. Inoltre, è cruciale selezionare l'IMD con la corrente nominale adatta al proprio impianto per garantire una protezione efficace. Per essere conformi al Decreto n. 37 del 2008, è obbligatorio installare un IMD negli impianti elettrici. Dovrebbe essere posizionato all'origine del circuito, preferibilmente a monte del quadro di distribuzione. Questo, insieme a programmi di manutenzione regolare, assicura il suo corretto funzionamento.

Gli IMD offrono, quindi, una protezione essenziale contro le sovracorrenti e i guasti a terra, essendo fondamentali per la sicurezza degli impianti elettrici. Test periodici tramite tasti di prova sull'IMD possono confermare la sua operabilità. Considerazioni sull'installazione dell'IMD negli ambienti umidi o esterni richiedono una valutazione delle specifiche resistenze agli agenti atmosferici. La manutenzione gioca un ruolo cruciale nella longevità del dispositivo, contribuendo a prevenire il degrado dei suoi componenti e prolungandone l'efficacia.

Inoltre, è necessario installarne uno per ogni circuito dell'impianto, ad esempio uno dedicato alle prese e uno per le luci. Grazie alla sua doppia funzionalità, è in grado di prevenire e ridurre notevolmente i rischi legati all'utilizzo dell'energia elettrica e di garantire la sicurezza delle persone e delle abitazioni.

L'uso di un interruttore magnetotermico differenziale è fondamentale per la sicurezza dei nostri impianti elettrici domestici. Ricorda sempre di installare un interruttore magnetotermico differenziale di qualità, seguendo le normative di sicurezza, e di effettuare controlli periodici per garantirne il corretto funzionamento.

Interruttore Magnetoidraulico MZ Electronic

L'interruttore magneto idraulico MZ Electronic è un dispositivo fondamentale per la protezione dei motori nautici, progettato per gestire sovraccarichi e cortocircuiti. La sua funzionalità è specificamente studiata per applicazioni in corrente continua (DC), rendendolo particolarmente adatto per l'uso su imbarcazioni. Questo interruttore è alimentabile a 12/24Vdc, offrendo una versatilità operativa che si adatta a diverse configurazioni di motori nautici.

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