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SICUREZZA – INTERRUTTORI DIFFERENZIALI NEL MONDO DIGITALE
01/03/2017

Gli interruttori differenziali digitali RCD sono strumenti disponibili da decenni sul mercato e proteggono in maniera affidabile sia l’uomo che la macchina.

Le correnti residue e di dispersione che si possono generare all’interno di un circuito elettrico di una macchina in caso di guasto rappresentano un rischio da non sottovalutare. Gli interruttori differenziali digitali sono disponibili da decenni sul mercato e proteggono sia l’uomo che la macchina: gli RCD digitali EATON, tuttavia, costituiscono una vera e propria svolta nell’ambito della manutenzione preventiva.

di Peter-Lukas Genowitz (*)

Aumentare il tempo di funzionamento delle macchine è fondamentale per le aziende che vogliono rimanere competitive sul mercato di oggi. Ad esempio, il costo del tempo di inattività di una macchina può facilmente raggiungere le decine di migliaia di euro. Molte aziende operano con livelli di scorte minimi, mentre i processi in genere si eseguono con un tempo di attività superiore al 95% per soddisfare la domanda. Per questi motivi, il tempo di inattività può portare rapidamente alla mancata consegna dei prodotti richiesti, con conseguenze negative sul fatturato e sulla fiducia dei clienti.

La protezione dei circuiti, in particolare con gli interruttori differenziali digitali (RCD, Residual Current Device), può aiutare i costruttori di macchine a offrire ai loro clienti del settore manifatturiero un tempo di attività superiore, grazie al monitoraggio locale e remoto e alle funzionalità che avvisano l’utente ancor prima che un problema si verifichi. Questa tecnologia mette a disposizione del personale incaricato della manutenzione le informazioni sullo stato della macchina, facilitando la manutenzione preventiva e permettendo di ridurre i tempi di inattività della macchina.

Un ulteriore incremento dell’affidabilità della macchina può essere ottenuto installando le soluzioni tecnologiche più appropriate, nel rispetto delle norme e dei requisiti di sicurezza. Per i costruttori di macchine, in particolare quelli che esportano in tutto il mondo, è pertanto fondamentale collaborare con partner che conoscano i requisiti internazionali e che permettano loro di risparmiare tempo e denaro.

La dotazione elettrica di una macchina deve soddisfare i requisiti di sicurezza individuati durante la valutazione del rischio: gli RCD riducono il potenziale pericolo.

LA FUNZIONE DEGLI INTERRUTTORI DIFFERENZIALI

Gli RCD proteggono i sistemi se una condizione di guasto all’interno di un circuito elettrico genera correnti residue e di dispersione. Queste correnti hanno effetti devastanti sul corpo umano (possono causare l’arresto cardiaco o provocare danni addirittura peggiori) e comportano anomalie delle macchine che incidono sui risultati. Possono addirittura provocare incendi.

Gli RCD sono strumenti disponibili da decenni sul mercato e proteggono in maniera affidabile sia l’uomo che la macchina. I primi brevetti sono stati ottenuti dal professor dr. Biegelmeier nel 1957; ulteriori sviluppi sono stati realizzati nel 1965 con la prima unità di intervento a magnete permanente, ancora oggi al cuore dei moderni RCD. La prima tecnologia per RCD digitali di tipo B e B+ è stata commercializzata nel 2014. I vantaggi degli interruttori differenziali sono ampiamente noti, ma gli RCD digitali costituiscono una vera e propria svolta nell’ambito della manutenzione preventiva.

La IEC 60364 e le corrispondenti norme nazionali, nonché le norme NEC (National Electrical Standard) per il Nord America, stabiliscono le regole per l’installazione in tutto il mondo di impianti elettrici a bassa tensione. Anche le norme della serie IEC 60204 hanno un’importanza fondamentale per gli impianti industriali, in quanto affrontano la sicurezza elettrica delle macchine. Secondo queste norme, la dotazione elettrica di una macchina deve soddisfare i requisiti di sicurezza individuati durante la valutazione del rischio delle macchine. L’esperienza pratica dimostra che gli RCD contribuiscono a ridurre il potenziale di pericolo. Un altro aspetto consigliato dalla serie IEC 60204 è la manutenzione preventiva: i costruttori di macchine possono applicare queste misure avvalendosi della più recente tecnologia degli RCD digitali.

RCD DIGITALI: SCELTA IDERALE PER I COSTRUTTORI DI MACCHINE

Gli RCD digitali abbinano le caratteristiche di protezione alle funzioni digitali (un’esclusiva all’interno del mercato della protezione dei circuiti) che agiscono sinergicamente per fornire informazioni complete sullo stato dei circuiti, aumentando la sicurezza del sistema e la disponibilità della macchina.

Questi dispositivi misurano continuamente il valore della corrente residua, utilizzando i risultati in tempo reale per gestire i LED di segnalazione preallarme locale e i contatti ausiliari di preallarme per la segnalazione remota. Le segnalazioni di preallarme consentono ai manutentori di risolvere i problemi in evoluzione prima che questi causino interruzioni o guasti. Lo stato del sistema è sempre disponibile a colpo d’occhio, mentre la diminuzione del numero di richieste di assistenza non programmate contribuisce a ridurre i costi. Un ulteriore risparmio è assicurato dalla possibilità di eseguire i test a scadenze annuali.

Anche la disponibilità del sistema risulta rafforzata, in quanto i dispositivi di protezione digitali presentano ritardi brevi e soglie di intervento ottimizzate per garantire che i malfunzionamenti di breve durata non provochino interventi indesiderati e la perdita di disponibilità del sistema.

Un aspetto rilevato dalle norme IEC 60204 è la manutenzione preventiva: i costruttori di macchine possono applicare queste misure avvalendosi degli RCD digitali.

TIPOLOGIE DI INTERRUTTORI DIFFERENZIALI RCD

In generale, Eaton consiglia l’uso di almeno un interruttore differenziale di tipo A per garantire il livello di protezione necessario nelle applicazioni industriali.

I differenziali di tipo B sono consigliati per ridurre il rischio di incendi e garantire una protezione supplementare nelle macchine a velocità controllata o comunque nelle applicazioni basate su inverter o convertitori di frequenza. La corrente continua regolare influisce negativamente o rende impossibile il rilevamento degli RCD di tipo AC o A, la cui protezione, nel peggiore dei casi, risulta disabilitata.

Gli interruttori differenziali di tipo B sono in grado di rilevare la corrente alternata sinusoidale e la corrente continua pulsante, così come le correnti continue livellate: sono perciò adatti per tutti i tipi di applicazioni e forme d’onda nel rispetto della norma IEC/EN 62423. Le condizioni di intervento per le correnti di guasto con frequenze differenti fino a 1 kHz sono definite per gli interruttori differenziali di tipo B.

Gli interruttori differenziali di tipo Bfq soddisfano i requisiti del tipo B (IEC/EN 62423), ma sono studiati per l’uso in circuiti comprensivi di convertitori di frequenza per azionamenti a velocità controllata. Presentano curve di intervento adattate in maniera specifica, definite fino a 50 kHz, e sono progettati per evitare interventi indesiderati.

Gli RCD di tipo B+ sono conformi ai requisiti della norma VDE 0664-400 e presentano una risposta di intervento in frequenza definita fino a 20 kHz. La loro corrente di intervento massima a frequenze più alte è limitata a 420 mA. Questa soluzione assicura una protezione superiore dal rischio di incendi provocati da correnti di guasto a terra nelle applicazioni con azionamenti elettronici. È particolarmente richiesta nelle applicazioni agricole per evitare incendi causati dalle elevate e frequenti correnti di dispersione a terra.

GLI RCD NELLE SOLUZIONI DI CABLAGGIO INTELLIGENTI

Gli RCD sono importanti per ridurre i tempi di inattività, ma i costruttori di macchine e gli installatori possono aumentare ulteriormente il tempo di funzionamento e ridurre i costi integrandoli all’interno di un ambiente di cablaggio intelligente.

Ad esempio, i dispositivi come MCB, RCCB e RCBO possono essere collegati in maniera facile e veloce a tecnologie di comunicazione e cablaggio intelligente utilizzando il modulo SmartWire-DT di Eaton idoneo. Con questa soluzione il cablaggio e il livello di I/O diventano ridondanti, permettendo ai costruttori di macchine di ridurre tempi e costi di installazione o modifica.

Utilizzando questo sistema, lo stato (ON, OFF, scattato) dei dispositivi di protezione viene messo a disposizione all’interno del sistema di controllo e monitoraggio della macchina o nella rete di distribuzione elettrica. Le informazioni sul sistema vengono così fornite in maniera continua ai team incaricati dell’assistenza e della manutenzione, i quali possono reagire immediatamente ai problemi e ridurre al minimo i tempi di inattività del sistema.

CONCLUSIONI

I costruttori di macchine che utilizzano dispositivi di protezione dei circuiti (in particolare gli interruttori differenziali) e che intendono ridurre i costi pur mantenendo un’offerta di macchine affidabili e performanti, hanno a disposizione diverse strategie, legate alle caratteristiche tecniche delle apparecchiature e a un’ampia varietà di fattori altrettanto importanti. La possibilità di specificare e ricevere, in ogni parte del mondo, esattamente gli stessi prodotti (seppur con modifiche controllate a livello locale) semplifica l’esportazione, la manutenzione e la pianificazione delle procedure operative.

Oltre ad aumentare l’efficienza operativa e la produttività grazie alla diagnostica migliorata presente nella tecnologia digitale di oggi, le giuste tecnologie di protezione dei circuiti migliorano anche la sicurezza e la protezione sia dell’uomo che della macchina. Per ulteriori informazioni sull’argomento è possibile consultare il whitepaper di Eaton all’indirizzo www.eaton.it. ©TECNELAB

I costruttori di macchine e gli installatori possono aumentare il tempo di funzionamento e ridurre i costi grazie a un sistema di cablaggio intelligente.

 



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