Il quadro elettrico o pannello di protezione è una sorta di scatola in cui si inserisce un intero insieme di cavi elettrici, è spesso posto all’ingresso dell’edificio dove rappresenta l’organo centrale dell’intero impianto elettrico, riunisce i circuiti e ospita i dispositivi di sicurezza e protezione. Le apparecchiature e le macchine industriali richiedono funzioni definite per raggiungere i vari obiettivi di processo: i quadri elettrici svolgono queste funzioni all’interno delle apparecchiature di produzione, che utilizzano l’energia elettrica, sono poi generalmente tenuti lontano dalle principali attività domestiche e devono inoltre essere facilmente accessibili e installati in un luogo asciutto e protetto dall’umidità. Posizioni utili possono includere il garage, il seminterrato oppure il ripostiglio. Anche l’installazione di questo dispositivo deve corrispondere allo schema elettrico stabilito. È quindi essenziale controllare i collegamenti di apparecchiature come cavi, prese, pulsanti, nonché moduli e binari. Il pannello principale dell’interruttore controlla l’elettricità che raggiunge le diverse stanze della casa.
Diversi tipi di quadro elettrico in commercio
Modelli, custodie e installazioni
Esistono diversi tipi di quadro elettrico in commercio. La scelta varia in base alle esigenze e all’architettura dell’edificio. Tuttavia, è possibile trovare pannelli di protezione in dimensioni standard. I produttori offrono blocchi compartimentati facili da installare. I modelli disponibili sono, tra gli altri, i quadri pre-allestiti. In ogni caso, è meglio o addirittura consigliato scegliere un quadro elettrico di grandi dimensioni per coprire eventuali installazioni future. Elemento essenziale delle diverse installazioni, il quadro elettrico gioca un ruolo fondamentale in una casa. È una sorta di torre di controllo per l’impianto elettrico che si occuperà della distribuzione, del controllo e della protezione dei circuiti elettrici installati nella propria abitazione. La custodia del quadro elettrico è una scatola di metallo di dimensioni variabili ed è tipicamente realizzata in alluminio oppure in acciaio inossidabile. Il numero di porte necessarie (solitamente una o due) determina le sue dimensioni nella maggior parte delle applicazioni. La custodia verrà fornita con una classificazione di sicurezza, stampata su una piastra metallica e attaccata alla custodia per una facile identificazione di riferimento. Dovrà essere installato un quadro elettrico a norma: infatti anche la sua installazione deve rispondere a specifiche esigenze, secondo uno schema elettrico prestabilito.
Funzioni di un quadro elettrico
Energia e sicurezza
Un quadro elettrico distribuisce energia elettrica in casa o nell’edificio, alimenta le prese e gli apparecchi elettrici tramite l’elettricità, garantisce inoltre la sicurezza dei residenti e delle strutture: un quadro elettrico raggruppa componenti che interrompono l’alimentazione elettrica in caso di cortocircuito o addirittura di incendio. Le scatole dei fusibili sono progettate per prevenire il sovraccarico del circuito. Il fusibile andrà in corto quando c’è un eccesso di flusso di corrente. Esistono poi gli interruttori di trasferimento, questi sono adatti per circuiti in cui viene utilizzato un generatore di alimentazione di riserva: funziona trasferendo la potenza del generatore a quella elettrica attraverso il pannello. Esistono due tipi di interruttori di trasferimento: manuale e automatico.
Composizione del quadro elettrico
Controlli e prevenzione
All’interno di un quadro elettrico sono annidati i vari fili elettrici. Componente centrale di un impianto elettrico è il quadro di distribuzione, composto da diversi elementi. In condizioni normali, è sicuro toccare il pannello di servizio quando la porta esterna del pannello è chiusa. Sarebbe però un errore pensare che spegnendo l’interruttore del circuito principale del pannello e rimuovendo la copertura protettiva si sia al sicuro. L’interruttore principale interrompe l’alimentazione che va ai circuiti, tuttavia non interrompe l’alimentazione che entra nel pannello sulle linee di servizio. Ogni parte della composizione di un quadro elettrico potrebbe dunque essere pericolosa. Esistono dispositivi adatti per proteggere le apparecchiature domestiche dall’influenza delle correnti prodotte dai ricevitori elettronici o da fattori esterni come i fulmini. In questo modo si evitano sbalzi di corrente non necessari. Il quadro di distribuzione in una casa ci aiuta a distribuire e controllare l’energia elettrica, mantenendo un impianto elettrico in perfetto stato di funzionamento e senza rischi per l’utente. Al suo interno sono presenti gli elementi di controllo e protezione dei circuiti, nonché quelli per la protezione delle persone che utilizzano tali apparecchi.
Caratteristiche di un quadro elettrico
I diversi componenti
All’interno di un quadro elettrico esistono otto tipi di componenti elettrici che definiscono e organizzano le diverse funzioni svolte dal quadro. Questi componenti includono:
- Interruttore principale. Gli interruttori automatici principali gestiscono tra 120 V e 480 V nella maggior parte delle applicazioni industriali.
- PCS (Surge Protector). Questo componente impedisce che fulmini o sovratensioni di rete danneggino i componenti elettrici all’interno del pannello a causa della sovratensione.
- Trasformatori. A seconda della tensione in ingresso, i trasformatori possono ridurre la tensione nei casi in cui l’alimentazione in ingresso è alta.
- Blocchi terminali. Questi blocchi aiutano a organizzare e distribuire i fili provenienti da varie fonti a diversi dispositivi elettrici.
- Controllore logico programmabile (PLC). È essenzialmente una CPU contenuta all’interno del pannello di controllo. Questa unità è il cervello che fornisce il monitoraggio e il controllo dei vari processi meccanici; includerà vari input e output da e per le funzioni meccanizzate delle apparecchiature di produzione.
- Relè e contatori. Questi interruttori on / off controllano le funzioni meccanizzate in base ai comandi del PLC. I relè più piccoli controllano funzioni come luci e ventole. Relè più grandi controllano funzioni più avanzate come i motori.
- Switch di rete. Facilitano la comunicazione tra il PLC e i vari dispositivi compatibili in rete sulla linea di produzione.
- Interfaccia uomo macchina (HMI). Questi componenti consentono a un operatore di monitorare o controllare determinate funzioni della macchina. Gli HMI comuni includono monitor video, joystick, pulsanti, interruttori e tastiere.
