Selettività delle protezioni elettriche: come evitare fermi impianto inutili
Un guasto non dovrebbe fermare un’intera azienda
La selettività delle protezioni elettriche è uno degli elementi più importanti per garantire la continuità di servizio negli impianti industriali. Quando un cortocircuito o un sovraccarico interessa una singola macchina, dovrebbe intervenire esclusivamente il dispositivo di protezione dedicato, senza interrompere l’alimentazione del resto dell’impianto.
Nella realtà, però, capita spesso che un guasto localizzato provochi l’intervento dell’interruttore generale, causando il fermo di intere linee produttive e costosi tempi di inattività.
Una corretta progettazione delle protezioni elettriche consente invece di confinare il guasto alla sola parte interessata, mantenendo operative tutte le altre utenze e riducendo sensibilmente i tempi di ripristino.
In questo articolo scopriamo cos’è la selettività delle protezioni elettriche, come funziona e perché rappresenta un requisito fondamentale per migliorare l’affidabilità e la sicurezza degli impianti industriali.
Cos’è la selettività delle protezioni elettriche?
La selettività delle protezioni elettriche è la capacità dei dispositivi di protezione di intervenire in modo coordinato, isolando esclusivamente la parte dell’impianto interessata da un guasto.
In pratica, quando si verifica un cortocircuito o un sovraccarico, deve intervenire soltanto l’interruttore installato immediatamente a monte del circuito coinvolto, senza causare l’apertura degli interruttori che alimentano le altre utenze.
Sebbene il principio sia apparentemente semplice, ottenere una corretta selettività richiede uno studio accurato dell’intero sistema di distribuzione elettrica, delle caratteristiche dei dispositivi di protezione e delle correnti di guasto previste nell’impianto.
Ogni interruttore installato all’interno dell’impianto non ha il solo compito di interrompere una corrente anomala: deve farlo nel momento giusto e nel punto giusto.
Se questo coordinamento non esiste, un’anomalia locale può propagare i propri effetti a tutto l’impianto, trasformando un piccolo guasto in un fermo produttivo molto più esteso.
Perché la selettività è così importante negli impianti industriali?
Negli impianti industriali la continuità di servizio rappresenta un requisito fondamentale. Anche pochi minuti di fermo possono tradursi in costi elevati, ritardi nelle consegne e perdita di produttività.
Per questo motivo è importante ridurre al minimo le interruzioni indesiderate dell’alimentazione, soprattutto quando sono causate da un guasto circoscritto a una singola utenza. In questo contesto, una corretta selettività delle protezioni elettriche contribuisce a limitare gli effetti dell’anomalia e a mantenere operative le altre linee produttive.
La continuità operativa dipende però da diversi fattori. Oltre al corretto coordinamento delle protezioni, è fondamentale monitorare la qualità dell’energia elettrica e prevenire fenomeni come micro interruzioni elettriche, buchi di tensione e altre anomalie che possono compromettere il funzionamento degli impianti.
La selettività dipende dal corretto coordinamento dell’intero impianto
Uno degli errori più comuni è pensare che la selettività dipenda esclusivamente dal tipo di interruttore installato.
In realtà è il risultato di uno studio complessivo dell’impianto.
Per ottenere un corretto coordinamento occorre valutare contemporaneamente numerosi fattori, tra cui:
- caratteristiche dei dispositivi di protezione;
- correnti nominali;
- correnti di cortocircuito disponibili;
- curve tempo-corrente;
- tipologia dei carichi alimentati;
- configurazione della distribuzione elettrica.
È l’interazione tra tutti questi elementi a determinare il comportamento dell’impianto in presenza di un guasto. Anche una modifica apparentemente minima, come la sostituzione di un interruttore o l’aggiunta di una nuova utenza, può alterare il coordinamento delle protezioni e compromettere la continuità di servizio.
Per questo motivo la verifica della selettività dovrebbe essere effettuata non solo durante la progettazione iniziale, ma anche dopo ampliamenti, revamping o interventi di manutenzione straordinaria sull’impianto elettrico.
I principali tipi di selettività delle protezioni elettriche
Per garantire che un guasto venga isolato senza interrompere l’alimentazione dell’intero impianto, i progettisti possono adottare diverse modalità di coordinamento delle protezioni. La scelta dipende dalla configurazione dell’impianto, dalle correnti di cortocircuito disponibili, dal tipo di utenze alimentate e dalle caratteristiche degli interruttori installati.
Conoscere le principali tipologie di selettività aiuta a comprendere come viene progettato un impianto affidabile e quali verifiche sono necessarie durante gli interventi di ampliamento o revamping.
Selettività amperometrica
La selettività amperometrica si ottiene scegliendo dispositivi con soglie di intervento differenti.
L’interruttore installato più vicino al carico viene dimensionato affinché intervenga per primo quando la corrente supera un determinato valore, mentre quello posto a monte entra in funzione solo nel caso in cui il dispositivo a valle non riesca a eliminare il guasto.
È una soluzione relativamente semplice da realizzare e trova applicazione soprattutto negli impianti con correnti di cortocircuito contenute.
Tuttavia, quando i livelli di corrente aumentano, questa modalità può non essere sufficiente a garantire il corretto coordinamento delle protezioni.
Selettività temporale
Nella selettività temporale il coordinamento viene ottenuto impostando tempi di intervento differenti tra gli interruttori.
Il dispositivo più vicino al punto di guasto interviene immediatamente, mentre quello a monte attende un intervallo di tempo prestabilito prima di aprire il circuito.
Se il guasto viene eliminato correttamente dal primo interruttore, quello generale non interviene.
Questa soluzione è particolarmente diffusa negli impianti industriali di media e grande potenza, dove è fondamentale evitare l’interruzione dell’alimentazione di interi reparti produttivi.
Selettività energetica
La selettività energetica sfrutta le caratteristiche costruttive degli interruttori limitatori.
Questi dispositivi sono progettati per ridurre l’energia che attraversa il circuito durante il cortocircuito, consentendo al dispositivo installato a valle di interrompere il guasto prima che l’interruttore a monte raggiunga la propria soglia di intervento.
Questa tecnica permette di ottenere un elevato livello di selettività anche in presenza di correnti di cortocircuito molto elevate ed è ampiamente utilizzata negli impianti industriali moderni.
Selettività logica
Negli impianti più complessi è possibile utilizzare sistemi di comunicazione tra gli interruttori elettronici.
Quando un dispositivo rileva un guasto, invia un segnale agli interruttori installati a monte, informandoli che sta già intervenendo.
Se il dispositivo elimina correttamente il guasto, gli altri interruttori rimangono chiusi.
Questa soluzione consente di ottenere tempi di intervento molto ridotti e un’elevata continuità di servizio, risultando particolarmente indicata negli impianti industriali con distribuzioni elettriche articolate.
Lo sapevi che…?
Due impianti possono utilizzare gli stessi interruttori ma avere comportamenti completamente diversi in caso di guasto. La differenza non dipende solo dai dispositivi installati, ma soprattutto da come sono stati coordinati durante la progettazione.
Gli errori più comuni che compromettono la selettività
Nella pratica, una mancata selettività non è quasi mai dovuta a un errore del singolo componente. Più spesso è la conseguenza delle modifiche che l’impianto subisce nel corso degli anni.
Tra le situazioni che AFM riscontra più frequentemente durante gli interventi di manutenzione e adeguamento troviamo:
- sostituzione di interruttori con modelli aventi caratteristiche differenti rispetto a quelli previsti nel progetto originario;
- ampliamenti dell’impianto senza aggiornare lo studio delle protezioni;
- aggiunta di nuove linee produttive che modificano le correnti di cortocircuito;
- documentazione tecnica non aggiornata;
- regolazioni degli interruttori effettuate senza una verifica del coordinamento complessivo.
Queste modifiche, spesso eseguite in momenti diversi e da operatori differenti, possono alterare il comportamento dell’intero sistema di protezione.
Per questo motivo, ogni intervento significativo sull’impianto dovrebbe essere accompagnato da una verifica del coordinamento delle protezioni e della selettività complessiva.
Come verificare la selettività delle protezioni elettriche
Verificare la selettività delle protezioni elettriche significa analizzare il comportamento dell’impianto nel suo complesso e non soltanto dei singoli interruttori.
La verifica parte dallo studio dello schema unifilare e delle correnti di cortocircuito, prosegue con il confronto delle curve tempo-corrente e con l’analisi delle regolazioni dei dispositivi di protezione, fino ad arrivare alle simulazioni del comportamento dell’impianto in condizioni di guasto.
Questa attività è particolarmente consigliata dopo ampliamenti, revamping o installazione di nuove linee produttive, ma anche nell’ambito della manutenzione programmata. Affiancare queste verifiche ad attività diagnostiche come la termografia elettrica industriale consente di individuare tempestivamente criticità che potrebbero compromettere affidabilità, sicurezza e continuità di servizio.
Quando è consigliabile verificare la selettività?
Molti impianti industriali vengono modificati nel corso degli anni per adeguarsi alle esigenze produttive. Nuovi macchinari, ampliamenti delle linee o sostituzioni di componenti possono alterare il coordinamento originario delle protezioni.
Per questo motivo è consigliabile verificare la selettività quando:
- viene installato un nuovo quadro elettrico;
- si amplia un reparto produttivo;
- vengono aggiunte nuove utenze ad alta potenza;
- si sostituiscono interruttori magnetotermici o scatolati;
- si modificano le regolazioni delle protezioni elettroniche;
- si verificano sganci intempestivi senza una causa apparente;
- un guasto localizzato provoca il fermo di più reparti.
Intervenire prima che si manifesti un problema consente di evitare costosi fermi impianto e di mantenere elevata l’affidabilità del sistema elettrico.
L’esperienza sul campo di AFM
Durante un intervento presso un’azienda manifatturiera, il personale di manutenzione segnalava continui fermi di produzione dovuti all’intervento dell’interruttore generale di reparto. Anche un semplice cortocircuito su una singola macchina provocava infatti il distacco dell’alimentazione di più linee produttive, con conseguenti tempi di ripristino elevati e rallentamenti dell’intero processo produttivo.
L’analisi eseguita dai tecnici AFM ha evidenziato che il problema non era il guasto, bensì il mancato coordinamento tra le protezioni installate. Le curve di intervento degli interruttori risultavano infatti sovrapposte e non garantivano una corretta selettività.
Dopo aver verificato lo schema elettrico, analizzato le correnti di cortocircuito e ridefinito il coordinamento delle protezioni, l’impianto è tornato a isolare correttamente il solo circuito interessato dall’anomalia.
Il risultato è stato immediato: riduzione dei fermi impianto, tempi di ricerca guasto più rapidi e maggiore continuità operativa per l’intero reparto produttivo.
Checklist: il tuo impianto è realmente selettivo?
Rispondi a queste domande:
- Gli schemi elettrici sono aggiornati?
- Le curve di intervento degli interruttori sono state verificate?
- Dopo gli ultimi ampliamenti è stato eseguito un nuovo studio della selettività?
- Le regolazioni delle protezioni elettroniche sono coerenti con il progetto?
- Gli interruttori sostituiti sono compatibili con quelli originariamente previsti?
- In caso di guasto interviene solo il circuito interessato?
Se hai risposto “no” anche a una sola di queste domande, è consigliabile programmare una verifica tecnica dell’impianto.
Domande frequenti
La selettività delle protezioni è obbligatoria?
Le norme tecniche richiedono che le protezioni garantiscano la sicurezza delle persone e dell’impianto. Una corretta selettività rappresenta una buona pratica progettuale che migliora affidabilità, continuità di servizio e gestione dei guasti.
Un impianto esistente può perdere la selettività?
Sì. L’aggiunta di nuove utenze, la sostituzione di interruttori o la modifica delle regolazioni possono alterare il coordinamento originario delle protezioni.
Tutti gli interruttori consentono di ottenere la selettività?
No. La selettività dipende dalla compatibilità tra i dispositivi installati, dalle loro caratteristiche tecniche e dal corretto coordinamento progettuale.
Ogni quanto è consigliabile verificare la selettività?
Non esiste una scadenza fissa. È buona norma effettuare una verifica ogni volta che vengono apportate modifiche significative all’impianto o quando si verificano sganci anomali.
Quali vantaggi offre una corretta selettività?
I principali benefici sono:
- riduzione dei fermi impianto;
- maggiore continuità operativa;
- individuazione più rapida dei guasti;
- maggiore sicurezza;
- minori costi di manutenzione;
- migliore affidabilità dell’impianto.
Conclusioni
La selettività delle protezioni elettriche rappresenta uno degli elementi fondamentali per garantire affidabilità, sicurezza e continuità di servizio negli impianti industriali. Un corretto coordinamento tra i dispositivi di protezione permette infatti di confinare il guasto al solo circuito interessato, evitando inutili fermi produttivi e riducendo i tempi di ripristino.
In impianti che vengono ampliati o modificati nel tempo, è importante verificare periodicamente il comportamento delle protezioni e il loro coordinamento, così da mantenere elevati gli standard di sicurezza e assicurare la continuità operativa dell’azienda.
La selettività non è quindi solo un requisito tecnico, ma un investimento che contribuisce a migliorare l’affidabilità dell’impianto, ridurre i costi legati ai fermi macchina e proteggere la produttività dell’intero processo industriale.
📞Hai dubbi sulla selettività del tuo impianto?
Se durante un guasto si interrompe l’alimentazione di intere linee produttive o sospetti che le protezioni non siano correttamente coordinate, il team di AFM Impianti Elettrici può aiutarti a valutare il comportamento del tuo impianto.