Tre antichi sezionatori a lama.
È molto difficile datare gli esemplari poiché fin dai più antichi inventari di cui disponiamo vi sono descritti per sommi capi numerosi quadri elettrici muniti di varie fogge di sezionatori.
Dalle sommarie indagini svolte, ci risulta che nei vari laboratori del Montani non si superavano i 400 volt, e che i generatori non davano correnti particolarmente elevate se non a tensioni relativamente contenute.
Precisiamo comunque che l`interruttore o sezionatore, del tipo antico come questi mostrati nelle foto, che apre un circuito nel nostro caso sottoposto a diverse centinaia di volt e percorso da correnti di decine di ampere, deve dare le stesse garanzie di un comune interruttore di un circuito domestico. Dunque la sua progettazione richiede caratteristiche molto diverse poiché quando è chiuso deve condurre normalmente e quando è aperto deve assicurare un ottimo isolamento, nonostante le eventuali tensioni elevate ai suoi capi.
Il più semplice e antico interruttore è a coltello, il quale può presentare all`apertura un arco elettrico (anche di notevoli dimensioni), arco che può ustionare la mano dell`operatore e, se l`allontanamento fra i contatti non è rapido o è incompleto, può fondere i contatti stessi.
Per questi motivi, il manico in alcuni esemplari è collegato alla lama tramite una molla che apre il circuito più rapidamente.
Nel sezionatore semplice, la lama va ad incastrarsi nel contatto fisso di foggia tale che si comporta come una molla che stringe la lama, ma, col tempo, il calore sviluppato dagli archi elettrici, ne diminuisce l`elasticità.
Negli interruttori più sofisticati, i contatti che stringono la lama vengono premuti l`uno contro l`altro da molle esterne, meno soggette alle alte temperature sviluppate.
Da quanto detto sopra sembrerebbe dunque che la formazione dell`arco sia solo dannosa, invece contribuisce la buon funzionamento dell`intero circuito poiché evita le sovratensioni che si genererebbero per una interruzione troppo rapida della corrente.
Sovratensioni, dovute alla normale presenza di forti induttanze, che danneggerebbero sicuramente parti importanti del circuito.
L`arco infatti è costituito da plasma conduttore che permette per breve tempo il passaggio di corrente evitando la variazione troppo rapida del campo magnetico che induce le sovratensioni. La produzione dell`arco è fenomeno assai complesso. In estrema sintesi, quando i contatti iniziano a separarsi la superficie di contatto diventa sempre più piccola, di conseguenza la resistenza al fluire della corrente aumenta e aumenta la temperatura. Il sottile strato finale di metallo allora fonde ed evapora ionizzando le molecole d`aria circostanti. L`aria normalmente è un ottimo isolante (occorrono 32 kV/cm per renderla conduttrice in condizioni standard di umidità , pressione e temperatura), ma a 5000 K la sua conducibilità aumenta di un fattore di 1013, mantenendo la corrente durante l`apertura.
Questo avviene anche se la corrente è alternata poiché il calore all`interno dell`arco ha una sua inerzia e al riaumentare della corrente l`arco si può riaccendere. L`interruzione di correnti continue è molto più problematica che quella di correnti alternate.
Per tensioni dell`ordine di 200 – 250 V la deionizzazione della zona d`arco avviene spontaneamente con conseguente estinzione.
Sulla lama di uno dei due sezionatore vi è inciso: “20 A” che probabilmente era la massima corrente ammessa.
In serie al sezionatore spesso si trova un fusibile costituito da un filo posto tra due serrafili; il filo deve avere caratteristiche tali da fondere se la corrente nel circuito raggiunge un certo valore, normalmente 1,5 o 2 volte la corrente normale di esercizio, causandone l`interruzione automatica.
In genere esso è costituito da piombo, lega di piombo e stagno o, in taluni casi, di argento o rame.
A volte durante la sua fusione si instaura un arco elettrico che dovrebbe estinguersi a fusione avvenuta.
Bibliografia.
W. Rieder, Gli interruttori, rivista Le Scienze N° 32, aprile 1971, da cui è tratta la figura.
P. Andrenelli, Costruzioni elettromeccaniche, Vol. II, Del Bianco Editore, 1968.
Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni e testo di Fabio Panfili.
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