Tutto ciò che c’è da sapere sugli interruttori differenziali

Cosa sono, a cosa servono e quali sono le principali caratteristiche degli interruttori differenziali e magnetotermici, componenti fra i più importanti per il funzionamento e la sicurezza di un impianto elettrico.

A prima vista gli interruttori da quadro possono sembrare più o meno simili fra loro, ma fra interruttori differenziali, magnetotermici e differenziali magnototermici esistono differenze sostanziali non solo nel funzionamento, ma anche nelle applicazioni. Tutti, però, offrono un contributo complementare, ovvero devono essere utilizzati assieme nel modo corretto, per garantire le condizioni tecniche e di sicurezza previste da leggi e normative.

Gli interruttori in sintesi

L’interruttore differenziale (di seguito ID) confronta le quantità di corrente in entrata e in uscita, per rilevare una differenza dei valori di corrente superiore alla soglia di sicurezza normalmente riconducibile a una dispersione. In questo caso l’ID scatta automaticamente – ovvero apre il circuito – togliendo la tensione all’intero impianto elettrico o al circuito interessato dalla dispersione.

L’interruttore magnetotermico (di seguito IMT) rileva le anomalie nel funzionamento dell’impianto, causate ad esempio da un corto circuito o da un guasto alla messa a terra (interruttore magnetico), oppure da un sovraccarico (interruttore termico), svolgendo perciò una doppia funzione di protezione rispetto ai rischi. Anche in questo caso l’IMT apre automaticamente il circuito per togliere la tensione.

L’interruttore differenziale magnetotermico (comunemente definito anche “salvavita”: di seguito SV) svolge in automatico entrambe le funzioni degli interruttori descritti in precedenza, perciò è sia un ID, sia un IMT. In generale, l’installazione di questo tipo di interruttori avviene all’interno del quadro principale, collegando:

• i due cavi (fase e neutro), provenienti dal contatore, alla parte superiore dell’interruttore;
• i due cavi (fase e neutro), che realizzano il circuito, alla parte inferiore dell’interruttore.

Una volta collegato ai cavi, l’interruttore dev’essere ancorato saldamente al quadro.

I DIFFERENZIALI

L’installazione di un ID è obbligatoria a norma di legge. Poiché l’ID interviene in caso di dispersione superiore a una soglia di intervento (sensibilità), il suo compito principale consiste nel proteggere le persone dal rischio di scossa elettrica, diretta e indiretta, e di folgorazione. Le dispersioni sono causate da:

• conduttori non ben isolati, ad esempio per il difetto della guaina di un cablaggio, oppure per il contatto con l’involucro conduttivo (massa) di un apparecchio;
• guasto a una presa, a un interruttore o a un altro componente dell’impianto elettrico;
• collegamento a terra non conforme.

Le dispersioni comportano uno spreco energetico e, a causa dell’effetto Joule, possono provocare surriscaldamento e innescare un incendio. Generalmente negli impianti domestici sono installati due ID:

• uno generico con sensibilità 30 mA, per l’intero impianto;
• uno con sensibilità 10 mA, per i circuiti elettrici dei servizi igienici, il locale con maggior rischio di folgorazione.

Subito dopo l’installazione bisogna verificare il funzionamento dell’ID, premendo il pulsante per il test; inoltre è opportuno ripetere il test periodicamente (almeno una volta al mese).

Come scegliere il giusto interruttore differenziale?

La scelta della corretta tipologia e delle prestazioni dell’ID è un aspetto di estrema importanza ai fini della sicurezza dell’impianto elettrico ed è oggetto della normativa tecnica. Le categorie di ID sono numerose e si distinguono sia per la tipologia di corrente, sia per le specifiche applicazioni:

• differenziali AC, per correnti alternate sinusoidali differenziali improvvise o ad aumento lento; sono molto utilizzati negli impianti civili;
• differenziali A, sensibili alle correnti alternate sinusoidali e alle correnti unidirezionali improvvise, pulsanti, o che aumentano nel tempo; sono efficaci in presenza di sovratensioni dovute ad apparecchiature elettroniche, a scariche atmosferiche, ecc.;
• differenziali F, simili ai differenziali A ma in grado di lavorare anche con correnti a frequenza multipla e di altra natura; sono utilizzati per la protezione dai contatti indiretti con apparecchi alimentati tramite inverter in circuiti monofase;
• differenziali B, per correnti continue o ad alta frequenza; sono impiegati in caso di circuiti non lineari che possono generare corrente di guasto a terra con elevata componente continua (oltre 6 mA) e/o ad alta frequenza, ad esempio in presenza di raddrizzatori, inverter a frequenza variabile, campi fotovoltaici, ecc.

Gli ID riportano sulla loro superficie le principali caratteristiche tecniche:

• IΔN (corrente nominale differenziale di intervento), che definisce la sensibilità;
• IN (corrente nominale), ovvero al corrente alla quale deve lavorare l’interruttore;
• UN (tensione nominale), ovvero la tensione alla quale deve lavorare l’impianto elettrico.

I MAGNETOTERMICI

Anche l’installazione degli IMT è obbligatoria per legge e avviene a valle dell’ID. Gli IMT offrono una doppia protezione (magnetica, dai corto circuiti, termica, dal surriscaldamento), finalizzata principalmente a salvaguardare la funzionalità dell’impianto elettrico e a prevenire danni all’impianto e all’edificio.

A ciascuna protezione è dedicata una sezione specifica dell’IMT:

• la sezione magnetica rileva il campo magnetico creato dallo sbalzo della corrente, che fa scattare l’interruttore;
• la sezione termica dispone di un elemento metallico che, dilatandosi con in calore, fa scattare l’interruttore.

Normalmente, il circuito elettrico di un edificio dispone di più IMT, ciascuno dedicato a un singolo carico o a un circuito con più carichi. La classificazione degli IMT è basata sulla specifica caratteristica di intervento (curva tempo-corrente), perciò la scelta dell’interruttore più adatto dipende dal carico o dai carichi da proteggere.

IMT per uso domestico e industriale

Nel caso degli IMT per uso domestico e similare si hanno:

• curva B (per carichi resistivi) con Im = 3÷5·In; è la più sensibile,
• curva C (per carichi generali) con Im = 5÷10·In; è la più impiegata negli edifici residenziali;
• curva D (per carichi altamente induttivi) con Im = 10÷20·In, utile in caso di carichi protetti che assorbono elevate correnti di spunto all’avvio.

Gli IMT per uso industriale presentano curve differenti:

• curva B (per carichi resistivi) con Im = 3,2÷4,8·In;
• curva C (per carichi generali) con Im = 6,4÷9,6·In;
• curva D (per carichi altamente induttivi) con Im = 9,6÷14,4·In;
• curva K (per cablaggi e impianti che forniscono corrente a dispositivi con elevata corrente di avviamento) con Im = 9,6÷14,4·In;
• curva Z (per la protezione dei circuiti elettronici) con Im = 2,4–3,6·In;
• curva AM (per la protezione solo magnetica dei motori) con Im = 12·In.

Interruttori differenziali: la rassegna del mese

ABB

Un livello più elevato di efficienza

Al giorno d’oggi gli inverter monofase sono largamente impiegati per ottenere un livello più elevato di efficienza migliorando le prestazioni e riducendo il consumo di energia dei motori elettrici. Gli inverter monofase sono presenti nella maggior parte degli elettrodomestici moderni dotati di elettronica. I dispositivi di protezione differenziale tradizionali (Tipo A e AC) non sono testati per rilevare componenti di guasto in alta frequenza generate da inverter. I tipi F (dove “F” sta per frequenza), introdotti nella Normativa di prodotto IEC/EN 62423, rispondono invece a questa esigenza.

I dispositivi differenziali ABB di tipo F, oltre a proteggere gli impianti in presenza di inverter monofase, garantiscono un’elevata resistenza agli interventi intempestivi. La curva caratteristica presenta infatti un breve ritardo che previene interventi indesiderati del differenziale migliorando significativamente la continuità operativa. La gamma ABB di interruttori differenziali di tipo F include differenziali puri F200, magnetotermici differenziali DS201 e blocchi differenziali DDA200.

AVE

Protezione completa dalle sovratensioni

AVE propone l’innovativo scaricatore di sovratensione 53862 per salvaguardare i sistemi e le apparecchiature elettriche contro le sovratensioni transitorie e impulsive, quali, ad esempio, quelle causate da fulmini e da manovre elettriche. Fornito completo di segnalazione ausiliaria di guasto, lo scaricatore 53862 è di tipo II con funzionamento “ad innesco con limitazione” costituito da spinterometro con varistore per la protezione contro sovratensioni di utenze BT, in occasione di scariche indirette.

Lo scaricatore consente di evitare che le intense scariche provocate dai fulmini possano danneggiare irrimediabilmente le apparecchiature domestiche o creare danni all’impianto elettrico e alle persone presenti nell’edificio. Lo spinterometro permette di avere un isolamento galvanico verso terra e quindi l’assenza di corrente di dispersione, mentre il varistore prevede che la tensione massima continuativa di esercizio sia calibrata per una totale insensibilità alle TOV (sovratensioni temporanee). Grazie alle dimensioni contenute che ne assicurano un ingombro ridotto, lo scaricatore di AVE è soprattutto impiegato nei centralini di alimentazione di utenze monofase, dove garantisce una protezione completa del circuito, sia conduttore di fase che di neutro in un unico modulo.

BTICINO

Interruttori e moduli differenziali salvavita

I differenziali di tipo F introdotti dalla recente normativa di prodotto CEI EN 62423 garantiscono un’efficace protezione contro i contatti indiretti in presenza di carichi dotati di convertitori di frequenza monofase. La gamma Salvavita F-Plus Bticino si compone di interruttori differenziali, interruttori magnetotermici differenziali e moduli differenziali da abbinare a interruttori magnetotermici BTDIN.

Gli interruttori differenziali di Tipo F BTicino sono pensati per essere installati sia in ambito industriale sia residenziale dove l’utilizzo di elettrodomestici con convertitore di frequenza monofase rende necessario l’uso di questo tipo di apparecchio per la protezione contro i contatti indiretti. I dispositivi di protezione differenziali Tipo F sono inoltre in grado di offrire un’elevata resistenza agli scatti intempestivi, evitando fastidiosi blackout. L’installazione di questi nuovi interruttori differenziali consente ai progettisti di aumentare l’affidabilità dell’impianto, garantendo livelli di sicurezza e comfort elevati per l’utente finale.

CHINT

Massima robustezza e affidabilità

Gli interruttori differenziali puri NL1 di Tipo F di CHINT sono particolarmente idonei per la protezione dei convertitori di frequenza monofase, secondo quanto stabilito dalla norma CEI EN 62423 e richiamato nel Capitolo 37 della Norma CEI 64-8. Gli interruttori differenziali puri NL1 di Tipo F sono disponibili in versione bipolare e quadripolare con corrente nominale 25-40-63 A e sensibilità 30 mA e presentano caratteristiche di massima robustezza e affidabilità.

Tali dispositivi sono in grado di intervenire in caso di guasto con correnti ad alta frequenza generata da inverter di tipo monofase (caratteristica distintiva rispetto ai differenziali puri di Tipo A e di tipo AC), inoltre rilevano le tipologie di corrente di dispersione individuabili dal Tipo A, garantendo una protezione efficace anche in presenza di correnti di guasto con valori di frequenza fino a 1 kHz, e rappresentano in alcuni ambiti applicativi una valida e più economica alternativa rispetto ai differenziali di Tipo B.

GEWISS

La nuova idea di sicurezza

Gewiss presenta la nuova famiglia ReStart, una gamma di dispositivi differenziali evoluti in grado di garantire totale sicurezza in ogni contesto con le soluzioni ReStart e con le soluzioni ReStart Autotest PRO. I dispositivi ReStart sono disponibili nelle versioni PRO e nelle versioni TOP. Le versioni di ReStart PRO controllano lo stato di isolamento dell’impianto senza limiti di tempo, fino all’avvenuta estinzione del guasto, per poi riarmare in totale sicurezza. Le versioni TOP, invece, consentono di regolare tempi e modalità del riarmo automatico dell’interruttore, impostando il numero di tentativi e il tempo di ritardo del riarmo automatico.

ReStart Autotest PRO è un dispositivo grado di effettuare ogni 28 giorni il test periodico di sicurezza del differenziale senza togliere tensione all’impianto. I ReStart Autotest PRO, come i ReStart PRO, controllano lo stato di isolamento dell’impianto senza limiti di tempo. Per garantire un elevato grado di sicurezza in ogni ambito applicativo, infine, ReStart Autotest PRO è disponibile nelle versioni 2P e 4P per impianti di distribuzione monofase e trifase.

HAGER BOCCHIOTTI

Semplicità di installazione e sicurezza

La linea di interruttori magnetotermici differenziali 4 poli in 4 moduli da 6 kA e da 10 kA di Hager Bocchiotti si distingue per l’estrema semplicità di installazione, la compattezza che li rende installabili in qualsiasi quadro, anche di dimensioni ridotte, differenti sensibilità e classi di intervento per soddisfare le esigenze di protezione di ogni impianto da dispersioni, sovraccarichi e cortocircuiti. Conforme alla norma CEI EN 61009-1, la gamma è compatibile con gli accessori Hager come il contatto ausiliario, il contatto di allarme, le bobine di apertura a lancio di corrente e di minima tensione.

Tutti e quattro i poli degli interruttori sono dotati sia di protezione termica sia magnetica, garantendo così la protezione del neutro anche in presenza di armoniche (IT, PC, server, reattori). La sicurezza di utilizzo degli interruttori è assicurata dalla chiara visualizzazione sulla leva della posizione di aperto/chiuso. Anche l’intervento per guasto a terra è ben segnalato mediante un indicatore giallo al centro dell’interruttore. Il design comune alle altre gamme prevede, infine, un porta-etichette integrato con coperchio di protezione trasparente per una chiara identificazione della funzione dell’interruttore.

ITALCLEM

L’importanza della compattezza

La richiesta da parte del mercato di interruttori differenziali tipo B è sempre più consistente: dalle colonnine di ricarica per l’e-mobility ai quadri per ascensori, sono sempre più diffuse le applicazioni in cui è necessario installare differenziali in classe B.

Il crescente impiego di tecnologie elettroniche di potenza negli apparecchi utilizzatori con collegamento a terra può generare correnti di dispersione con forme d’onda con un’elevata componente continua e/o ad alta frequenza. Queste, non essendo rilevabili dagli interruttori differenziali di tipo AC ed A, potrebbero pregiudicarne il corretto funzionamento. In tutti questi casi è opportuno installare interruttori differenziali tipo B.

L’elemento di novità della nuova gamma CLEM di differenziali magnetotermici tipo B è la loro compattezza: il differenziale 1P+N occupa infatti uno spazio pari a soli 2,5 moduli DIN e il quadripolare misura solo 4,5 moduli. Le soluzioni equivalenti attualmente presenti sul mercato prevedono ingombri doppi.

SCHNEIDER ELECTRIC

Sicurezza e sostenibilità

La gamma di interruttori modulari magnetotermici differenziali Acti9 iCV40 di Schneider Electric è la soluzione ideale per garantire protezione alle persone e alle apparecchiature, in tutte le applicazioni per gli edifici del settore terziario. Le funzioni offerte da questi interruttori sono: la protezione delle persone contro shock a contatti diretti (30 mA) o indiretti (300 mA); la protezione delle installazioni contro rischi di incendio (300 mA); la protezione da cortocircuiti e sovracorrenti; il sezionamento.

I prodotti hanno anche funzionalità quali Visitrip – che aiuta a identificare a colpo d’occhio l’interruttore aperto su guasto per ridurre al minimo i tempi di intervento – e VisiSafe, che garantisce il sezionamento del circuito a valle per la massima sicurezza durante le fasi di manutenzione. La gamma è disponibile in versione iCV40a e iCV40N, per corrente nominale da 6 a 40 A, protezione 1P+N o 3P+N, curva C; la sensibilità è pari a 30 mA, sono conformi a CEI EN 61009-2-1. Infine, per una maggiore sostenibilità, i prodotti sono forniti in imballaggio 100% di materiale riciclabile.

SIEMENS

Una più efficace suddivisione dei circuiti

L’interruttore magnetotermico differenziale 5SV1 di Siemens è estremamente compatto e in grado – in una sola unità modulare – di racchiudere entrambe le funzionalità del magnetotermico (ovvero quella di proteggere l’impianto da eccessivi assorbimenti di corrente e da eventuali cortocircuiti) e del differenziale elettromeccanico.

Il minor spazio occupato e le due funzionalità raggruppate in un unico dispositivo, aiutano gli installatori a sezionare in modo più semplice e sicuro l’impianto elettrico, offrendo una più efficace suddivisione dei circuiti, a garanzia di una maggiore continuità di servizio. Il Tipo F, sensibile alle correnti di dispersione a frequenza variabile, rappresenta la miglior soluzione tecnica per la protezione dei piccoli inverter monofase presenti nei moderni climatizzatori ed elettrodomestici, così come raccomandato dal nuovo capitolo 37 dell’ottava edizione della Norma CEI 64-8.