Una guida completa agli interruttori automatici industriali
Un interruttore automatico industriale è un interruttore elettrico automatico progettato per proteggere i circuiti elettrici dai danni causati dai sovraccarichi e dai cortocircuiti.
Una guida completa agli interruttori automatici industriali
Un interruttore automatico industriale è un interruttore elettrico automatico progettato per proteggere i circuiti elettrici dai danni causati dai sovraccarichi e dai cortocircuiti.

A differenza dei fusibili, gli interruttori automatici industriali possono essere resettati dopo l'attivazione. Questa esclusiva caratteristica li rende idonei per la verifica della sicurezza delle operazioni e la riduzione dei tempi di fermo in luoghi come fabbriche, data center e centrali elettriche.
L'obiettivo di questa guida tecnica è illustrare chiaramente le caratteristiche degli interruttori automatici industriali del settore, approfondendo tutte le fasi del funzionamento, le varie tipologie e i principali criteri di selezione.
Gli interruttori automatici industriali svolgono un ruolo cruciale nella protezione dei sistemi elettrici contro le sovracorrenti che, a loro volta, possono causare surriscaldamento, danni alle apparecchiature, incendi elettrici e lesioni. Questi dispositivi interrompono automaticamente l'alimentazione se la corrente supera i livelli di sicurezza, proteggendo i circuiti e garantendo la sicurezza operativa. Scegliere l'interruttore automatico giusto nella progettazione di un sistema previene lavori costosi e migliora la durata e le prestazioni dell'intero impianto.
Gli interruttori automatici interrompono automaticamente la corrente in un circuito sovraccarico, saltando quando i relè di protezione presentano un guasto. Tutti i meccanismi di funzionamento degli interruttori automatici includono i cinque componenti comuni illustrati di seguito.

Figura 1: parti dell'interruttore automatico (fonte)
Gli interruttori automatici sono ampiamente utilizzati nei settori residenziale, commerciale, industriale, avionico, militare e in altre impostazioni elettriche. In questo articolo ci concentreremo sulle tipologie industriali. Possono essere di diversi tipi, a seconda dei meccanismi operativi, dei livelli di tensione e dello strumento di estinzione dell'arco.
Interruttori automatici scatolati: gli MCCB sono dispositivi di sicurezza che proteggono i circuiti elettrici interrompendo automaticamente l'alimentazione in caso di sovraccarichi o cortocircuiti, prevenendo i danni al sistema. Sono in grado di rilevare la differenza tra sovraccarico e cortocircuito. Per proteggere i dispositivi elettrici da gravi danni, gli MCCB consentono il passaggio di una piccola quantità di sovracorrente per un breve periodo di tempo e, non appena il livello di corrente aumenta, un tiristore apre il circuito per evitare danni. Sono versatili per le applicazioni a bassa e alta tensione e offrono impostazioni di attivazione regolabili.
| Tipi | Applicazioni | Caratteristiche |
|---|---|---|
| Tipo B: scatta a 3-5 volte la corrente nominale (0,04-13 sec.) | Ideale per carichi a bassa sovratensione e resistivi. | Disponibili in versioni a uno, due, tre o quattro poli, con meccanismi di scatto regolabili per una maggiore sicurezza. Valore nominale per correnti comprese tra 10 e 200 A. Sono progettati per gestire esigenze di potenza elevate, il che li rende ideali per i circuiti a corrente elevata negli ambienti industriali. |
| Tipo C: scatta a 5-10 volte la corrente nominale (0,04-5 sec.) | Utilizzato comunemente per i motori di piccole dimensioni e i trasformatori negli ambienti industriali. | |
| Tipo D: gestisce 10-20 volte la corrente nominale (0,04-3 sec). | Ideale per i motori di grandi dimensioni e i carichi induttivi pesanti. | |
| Tipo K: scatta a 10-12 volte la corrente nominale (0,04-5 sec.) | Adatto per i motori con carichi induttivi. | |
| Tipo Z: il più sensibile, scatta a 2-3 volte la corrente nominale. | Progettato per i dispositivi elettronici delicati come le apparecchiature mediche. |

Figura 2: interruttore automatico scatolato EATON (EATON CUTLER HAMMER EGH3060FFG) (fonte)
Interruttori automatici miniaturizzati (MCB): interruttori automatici che disattivano l'alimentazione quando rilevano una sovratensione. Gli MCB sono muniti di due meccanismi di attivazione: quello di intervento termico ritardato per la protezione dai sovraccarichi e quello di intervento magnetico per la protezione dai cortocircuiti. In base alle capacità di attivazione, sono disponibili vari tipi di MCB per svariate applicazioni industriali.
| Tipi | Applicazioni |
|---|---|
| Tipo C e tipo D | 1. Quadri elettrici: gli MCB assicurano una distribuzione coerente dell'alimentazione e sono in grado di controllare le fluttuazioni. 2. Sistemi di illuminazione: questi dispositivi consentono di regolare la potenza per l'illuminazione e contribuiscono a migliorare la durata delle lampadine. Garantiscono la sicurezza residenziale se nelle varie aree della casa sono installate luci diverse. 3. Apparecchiature industriali: gli MCB gestiscono carichi pesanti (fino a 30 kA). Sono comunemente utilizzati nei supermercati, negli alberghi e nei centri commerciali, per proteggere le apparecchiature industriali di valore. 4. Protezione dai guasti di messa a terra: prevengono i sovraccarichi dovuti a guasti di messa a terra, riducendo automaticamente la potenza e riducendo il rischio di incidenti pericolosi. |

Figura 3: interruttore automatico miniaturizzato ABB (fonte), prodotto - ABB S202-C20(fonte)
Interruttori automatici idromagnetici: questi interruttori offrono una protezione efficace contro i sovraccarichi e i guasti, ricorrendo a un meccanismo a solenoide. Il meccanismo di un interruttore automatico idromagnetico include una bobina di rilevamento della corrente associata a una serie di contatti. Tutti questi contatti rimangono chiusi durante il normale funzionamento. In caso di sovraccarico (quando la corrente supera la capacità nominale), la bobina di serie genera un flusso magnetico, che sposta un nucleo all'interno di un tubo riempito di liquido, facendo scattare l'interruttore. Il nucleo, attratto dalla maggiore forza magnetica, rilascia il blocco e scollega il circuito. Questi interruttori offrono una protezione rapida e affidabile contro i picchi di corrente, senza fare affidamento su componenti sensibili alla temperatura.
| Caratteristiche | Aree di applicazione |
|---|---|
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Figura 4: SENSATA / AIRPAX IELK111-1REC5-62-100.-A-01-V (fonte)
Interruttori automatici termici: proteggono i circuiti utilizzando una striscia bimetallica che si piega quando si surriscalda, interrompendo il flusso di elettricità. Quando la corrente aumenta, la striscia si riscalda e attiva l'interruttore quando viene superato il limite impostato. Una volta raffreddata la striscia è possibile procedere con il reset manuale. Sebbene siano affidabili e vengano spesso utilizzati come interruttori di accensione/spegnimento principali, gli interruttori termici sono sensibili alla temperatura ambiente, causando fastidiose attivazioni in condizioni di caldo o ritardi dell'attivazione in condizioni di freddo. Vengono spesso montati nei cablaggi per uso automobilistico e in altri circuiti a bassa tensione. Un attuatore termico e un blocco meccanico lavorano insieme per distinguere tra brevi picchi di corrente elevata e lunghi periodi di sovraccarico. Ciò significa che il sistema è in grado di gestire un sovraccarico temporaneo senza alcun intervento. Tuttavia, se la corrente raggiunge valori eccessivi per troppo tempo, il relè si attiva per proteggere le apparecchiature da eventuali danni.
| Tipi | Caratteristiche | Meccanismo di reset | Applicazioni |
|---|---|---|---|
| Reset automatico | Procede ciclicamente o si resetta costantemente fino a quando non viene risolto il guasto. Utilizzato nei circuiti con sovraccarichi momentanei, come il motorino del tergicristallo o i circuiti dei fari. | Automatico | Motorini dei tergicristalli, fari |
| Reset modificato | Non ciclico. Il circuito resta aperto dopo l'attivazione. Si resetta quando viene disattivata l'alimentazione. Utilizzato comunemente nelle applicazioni come i circuiti degli alzacristalli elettrici e del tettuccio apribile. | Reset modificato (spegnimento) | Alzacristalli elettrici, sedili, tettucci apribili |
| Reset manuale | Non ciclico. Rimane aperto fino al reset manuale con un pulsante o una leva. Normalmente utilizzato nei casi in cui è necessaria una diagnosi sicura. | Manuale | Circuiti che richiedono la diagnosi manuale dei guasti |
| Reset manuale e pressione di un pulsante per l'attivazione | L'utente può premere manualmente un pulsante per aprire il circuito dopo il reset. Offre la funzionalità di attivazione manuale. | Manuale con pulsante di attivazione | Sistemi che richiedono l'opzione di attivazione manuale |
| Reset manuale con leva di attivazione | Consente all'utente di attivare o disattivare il circuito utilizzando una leva esterna. Funziona come un interruttore. | Manuale con interruttore a leva | Funzionalità simile a quella di un interruttore nei circuiti |

Figura 5: interruttore automatico termico ETA 3120-N521-H7T1-W01D-20A, ON-OFF, serie 3120-N, 20 A, 2 poli, 50 V, 240 V, Snap In (fonte)
Interruttori automatici elettronici: gli interruttori automatici elettronici utilizzano componenti specializzati per monitorare la corrente e la tensione in un circuito. Durante una condizione di sovracorrente, gli interruttori inviano istantaneamente un segnale a un gate su un dispositivo a stato solido (ad es. un tiristore), che apre rapidamente il circuito. Questi interruttori possono essere personalizzati in base alle diverse impostazioni. Interruttori automatici elettronici. Gli ECBS vengono spesso utilizzati nei sistemi complessi, offrendo un'elevata capacità di accensione e collaborando con un relè elettronico per una maggiore efficacia.
| Caratteristiche principali | Vantaggi principali |
|---|---|
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Figura 6: interruttore automatico elettronico (fonte)
Interruttori automatici ad aria (ACB): componenti essenziali nei sistemi elettrici a bassa tensione. Sono stati progettati per proteggere i circuiti dalla sovracorrente e dai cortocircuiti. Utilizzando l'aria come mezzo di estinzione degli archi, gli ACB possono gestire correnti da 800 a 10.000 A nei sistemi al di sotto di 450 V. Funzionano con l'energia immagazzinata, utilizzando delle molle per aprire e chiudere rapidamente i contatti all'occorrenza. Gli ACB vengono ampiamente utilizzati per l'interruzione sicura dei circuiti nei pannelli di distribuzione, con le camere spegniarco metalliche che contribuiscono a raffreddare e dividere l'arco per una protezione efficace.
| Tipi | Vantaggi | Applicazioni |
|---|---|---|
| ACB tipo Plain Break (ACB Cross-Blast) | Design semplice, adatto per applicazioni a bassa tensione, raffreddamento con camera spegniarco. | Adatto per le applicazioni a bassa tensione. |
| ACB tipo Magnetic Blowout | Controllo magnetico per l'estinzione dell'arco, utilizzato fino a 11 KV | Utilizzato fino a 11 kV, idoneo per i sistemi a media tensione |
| Interruttore automatico Air Chute Air Break | Bassa resistenza dei contatti, contatti ad arco termoresistenti, lunga durata. | Utilizzati per proteggere i contatti principali nei sistemi, idonei per le applicazioni a media tensione. |
| Interruttore automatico Air Blast | Funzionamento ad alta velocità, rapida estinzione dell'arco, minori esigenze di manutenzione, nessun rischio di incendio. | Per sistemi superiori a 245 KV, ideale per operazioni di disattivazione rapide in impianti di grandi dimensioni. |
Figura 7: interruttore automatico ad aria (fonte)
Gli obiettivi della sicurezza elettrica e dell'efficienza del sistema si raggiungono tenendo conto delle esigenze specifiche di ogni applicazione e solo una selezione accurata consente di proteggere i circuiti in modo ottimale. Ecco i principali aspetti da considerare.
Tensione nominale: durante la selezione di un interruttore automatico, è importante assicurarsi che la tensione nominale corrisponda ai requisiti del sistema. La tensione nominale si riferisce al livello massimo di tensione che l'interruttore è in grado di gestire in modo sicuro su tutte le estremità e le porte. Questo valore nominale è influenzato dal tipo di distribuzione del sistema e da come viene integrato l'interruttore. Se la capacità di tensione dell'interruttore automatico e i livelli di tensione del sistema non corrispondono, potrebbero sorgere dei rischi per la sicurezza. Ecco perché è essenziale scegliere un interruttore con una capacità di tensione adeguata per l'applicazione specifica.
| Gamma di tensione | Tipo di interruttore automatico | Aree di utilizzo |
|---|---|---|
| Massimo 1 KV | MCB e MCCB | Settori industriali e commerciali in generale |
| 1 KV - 72 KV | Aria, vuoto ed esafluoruro di zolfo (SF6) | Generazione e distribuzione di energia, fabbriche, edifici di uffici e data center. |
| Oltre 72 KV | Interruttori idromagnetici, Air Blast, idraulici | Reti e circuiti di trasmissione di potenza |
Corrente nominale continua: corrente massima che l'interruttore può gestire costantemente in modo sicuro alla temperatura ambiente calibrata (la temperatura ambiente di produzione standard è 104 °F). È essenziale scegliere un interruttore con una corrente nominale corrispondente al carico del sistema. L'amperaggio nominale dell'interruttore deve corrispondere al carico massimo del circuito. Se il valore nominale è troppo alto, l'interruttore potrebbe non scattare in caso di sovraccarico, con rischi di surriscaldamenti e danni alle attrezzature. Allo stesso modo, l'interruttore potrebbe attivarsi a causa di un valore nominale troppo basso, con conseguenti interruzioni indesiderate. Una protezione ottimale contribuisce alla creazione di un sistema affidabile.
Massima capacità di rottura: la capacità di rottura è un aspetto essenziale durante la scelta di un interruttore automatico, specialmente nei sistemi in cui le correnti di guasto elevate sono altamente possibili. Rappresenta la corrente di guasto massima che l'interruttore può interrompere in modo sicuro senza subire danni. Per motivi di sicurezza e affidabilità, la capacità di rottura dell'interruttore deve essere pari o superiore alla corrente di guasto potenziale nel punto di applicazione. Poiché le apparecchiature e i sistemi industriali di grandi dimensioni richiedono una maggiore protezione contro la corrente di guasto, la scelta di un interruttore con una capacità di rottura sufficiente garantisce che il sistema possa gestire le condizioni di guasto senza il rischio di incorrere in attivazioni ripetute o guasti alle apparecchiature. La seguente tabella mostra i valori nominali tipici per MCCB, ICCB e LVPCB con telaio da 800 e 1.600 A.
| Tipo di dispositivo | MCCB | ICCB | LVPCB | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IC basso | IC elevato | IC basso | IC elevato | CL | IC basso (attivazione istantanea interna) | IC alto (attivazione istantanea interna) | CL (attivazione istantanea interna) | IC basso (senza attivazione interna) | IC alto (senza attivazione interna) | |
| Capacità di rottura (kA a 480 V) | 50 | 100 | 50 | 150 | 150 | 30 | 100 | 200 | 30 | 85 |
| Override istantaneo o corrente nominale massima a breve termine (kA) | 6-9 | 6-9 | 25 | 25 | 30 | 30 | 85 | 30 | 30 | 85 |
| Ritardo breve | 18 | 18 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
Frequenza: nella scelta di un interruttore automatico, importante abbinare la frequenza nominale a quella dell'impianto elettrico, per evitare inefficienze o danni potenziali. Anche se gli interruttori automatici con valore nominale di 50-120 Hz sono in grado di gestire la maggior parte delle applicazioni, le frequenze più elevate (superiori a 120 Hz) richiedono un derating per tenere conto dell'aumento del riscaldamento provocato dalle correnti parassite e dalle perdite di ferro. Per valori nominali di amperaggio più elevati, in particolare superiori a 600 A, è essenziale eseguire una calibrazione corretta per garantire un funzionamento sicuro, in particolare nei progetti che utilizzano sistemi a 50 Hz o 60 Hz come i generatori diesel. È necessario verificare la compatibilità di frequenza dell'interruttore per garantire prestazioni e durata ottimali.
Numero di poli: il numero di poli all'interno di un interruttore automatico determina il numero di circuiti separati che è in grado di proteggere. Gli interruttori a polo singolo sono comuni negli ambienti residenziali, mentre le applicazioni industriali utilizzano in genere interruttori multipolari per sistemi trifase. Un interruttore a tre poli viene utilizzato per proteggere tutte e tre le fasi in tali sistemi, mentre un interruttore a quattro poli aggiunge un ulteriore livello di protezione, scollegando anche il filo neutro, aspetto essenziali nei sistemi con carichi sbilanciati o correnti armoniche. La scelta del numero corretto di poli garantisce una protezione adeguata in base alla complessità e alle esigenze dell'impianto elettrico. Ad esempio, se disponi di un interruttore a tre poli da 600 A e un polo ha 800 A, mentre gli altri due non hanno carico, l'interruttore scatta perché un polo ha superato il proprio limite.
Se, invece, tutti e tre i poli hanno 500 A ciascuno, l'interruttore resta acceso anche se il totale è 1500 A. Ciò è dovuto al fatto che nessuno dei singoli poli ha superato la propria potenza nominale di 600 A.
Condizioni operative specifiche: per garantire prestazioni affidabili, è necessario considerare determinate condizioni operative e la resistenza ambientale. Le funzionalità dell'interruttore possono essere influenzate da temperature elevate, corrosione, urti, altitudine e polvere. Ad esempio, un interruttore comune può funzionare fino a 122 °F, mentre potrebbero essere necessarie una riduzione di potenza o una ricalibrazione in caso di temperature più alte. Negli ambienti umidi o corrosivi, è necessario disporre di interruttori sottoposti a trattamento anti-umidità o resistenti agli agenti chimici per evitare danni. Gli interruttori utilizzati nelle aree ad alto impatto come le applicazioni marine devono disporre di dispositivi antiurto, mentre quelli utilizzati al di sopra di 1.800 metri richiedono un derating a causa della minore dissipazione di calore dell'aria. Considerando tutti questi aspetti, potrai scegliere un interruttore in grado di resistere a condizioni estreme e garantire la sicurezza e l'efficienza.
Conformità e standard: per scegliere gli interruttori automatici giusti, è fondamentale assicurarsi che siano conformi agli standard e alle normative del settore come IEC, ANSI o UL. Il rispetto di questi standard garantisce la qualità e l'efficacia degli interruttori automatici selezionati. Nella tabella 2 vengono illustrati alcuni dei principali standard in tale ambito.
| Standard | Copertura |
|---|---|
| UL 489 | Interruttori automatici scatolati, interruttori scatolati e contenitori per interruttori automatici |
| UL 1077 | Protezioni supplementari per l'uso nelle apparecchiature elettriche |
| UL 60950-1 | Dispositivi informatici: requisiti generali |
| NFPA 70 | Codice elettrico nazionale (USA) |
| CSA22.2 | Codice elettrico nazionale (Canada) |
| BS7671 | Codice elettrico nazionale (Regno Unito) |
| IEC 60364 | Installazioni elettriche per edifici (UE) |
| IEC 60947-2 | Interruttori automatici per applicazioni industriali |
| IEC 60898-1 | Interruttori automatici a bassa tensione AC |
| IEC 60934 | Interruttori automatici per applicazioni domestiche, inclusi gli elettrodomestici |
| SAE J553 | Condizioni di test, procedure e requisiti in termini di prestazioni per gli interruttori automatici nelle applicazioni di trasporto |
Tabella 2: alcuni standard normativi relativi agli interruttori automatici (fonte)
Gli interruttori automatici offrono soluzioni precise, affidabili ed economiche per la maggior parte delle sfide di progettazione. Si tratta di dispositivi in alla temperatura e dotati di un meccanismo di rilevamento della sovracorrente che reagisce solo alle variazioni di corrente nel circuito protetto. Sono disponibili con diverse opzioni di configurazione, in molti casi con funzionalità avanzate e design all'avanguardia per adattarsi ai requisiti delle applicazioni più richieste. Nelle vesti di distributore globale, Farnell offre un'ampia gamma di interruttori automatici, in grado di soddisfare svariati requisiti e garantire prestazioni elevate in numerosi settori.