CONTROLLO DI RESISTENZE ELETTRICHE DI RISCALDAMENTO NELL’INDUSTRIA

La necessità di “somministrare calore” in processi industriali è molto diffusa: basta considerare la diffusione e l’impiego dei termoregolatori nelle macchine e negli impianti industriali.

Associata ad ogni termoregolatore c’è sempre almeno una resistenza elettrica collegata come nello schema di Fig. 1.

Quando si vuole portare una massa M ad una temperatura T1 necessaria per una certa lavorazione della macchina (ad esempio la fusione di materiale plastico, di gomma, fusione per incollaggio di polietilene ecc.), sul termoregolatore si imposta il valore della temperatura T1 e mediante una sonda si controlla la temperatura della massa M; se la temperatura misurata è minore di quella impostata, il termoregolatore inserisce (direttamente o tramite il contattore esterno) la resistenza R sulla rete, e questa fornisce calore Q alla massa M. Conseguentemente la temperatura sale sino a quando il valore rilevato dalla sonda diventa uguale al valore impostato; a questo punto il termoregolatore stacca la resistenza.

A regime la resistenza dovrà cedere alla massa M tanto calore quanto è il calore che la massa cede all’esterno; in questa condizione la temperatura della massa è mediamente costante ed uguale al valore impostato dal termoregolatore.

Il termoregolatore è spesso dotato di controlli, per cui, se la sonda ha delle anomalie, queste vengono evidenziate in modo che l’operatore possa provvedere.

L’altro elemento importante del sistema è la resistenza R. Se questa fosse interrotta, la temperatura T1 non potrebbe essere raggiunta o mantenuta. Il termoregolatore non è in grado di rilevare  se la resistenza è interrotta:  la sonda indica che

T< T1 e quindi il termoregolatore inserisce R. Non essendovi apporto di calore, la temperatura T resta inferiore a T1, per cui l’operatore vede il termoregolatore inserito e può rendersi conto dell’interruzione di R in ritardo. Si pone quindi il problema di evidenziare subito l’interruzione della resistenza in modo da permettere all’operatore di prendere i necessari provvedimenti e soprattutto di evitare che il processo continui con la diminuzione di T1 con evidenti danni al ciclo produttivo. Nelle applicazioni pratiche il quadro è più complesso di quanto schematizzato. Può mancare il termoregolatore o essercene più di uno; la resistenza è poi solitamente un “gruppo” di resistenze di numero variabile e collegate secondo schemi opportuni a seconda delle tensioni a disposizione ed a seconda del tipo di resistenza.

Se si considerano i criteri costruttivi delle resistenze di riscaldamento, emerge che il tipo di guasto più ricorrente nelle resistenze di riscaldamento elettrico è l’interruzione.

In teoria è possibile, benché poco frequente, anche il corto circuito dei due terminali; da questa evenienza si deve proteggere la rete mediante fusibili o interruttori automatici; comunque il risultato finale è ancora una interruzione del flusso della corrente.

Altro inconveniente possibile è la mancanza di isolamento: il degrado dell’isolante interposto fra il filo in tensione e la superficie esterna della resistenza procura una “fuga di corrente” dal filo alla superficie della resistenza che, di solito, è metallicamente collegata alla massa della macchina; il risultato è che la macchina “va in tensione” e l’operatore che ne viene in contatto può essere soggetto a folgorazione: la mancanza di isolamento non compromette il valore di temperatura T1, ma è pericolosa per l’operatore (può essere rilevata con un relè differenziale).

Da quanto accennato, discende che il mal funzionamento della resistenza si può riconoscere controllando la corrente elettrica nelle resistenze stesse.

Le resistenze possono essere alimentate dalla tensione monofase o dalla trifase.

Nella tabella il primo dispositivo è alimentato dalla tensione monofase e la resistenza può essere SINGOLA o un GRUPPO DI RESISTENZE (2 o più resistenze).

Il quarto dispositivo della tabella è per n° 3 GRUPPI di resistenze collegati a stella o a triangolo, alimentati da rete trifase. Se l’applicazione prevedesse una resistenza per fase si può utilizzare un A3-06 (relè di mancanza fase).