Interruttori differenziali di tipo AC – perché non sono più sufficienti?
Gli interruttori differenziali di tipo AC sono stati standardizzati in Polonia oltre 20 anni fa. Nel corso di questi anni, le soluzioni tecniche hanno subito enormi cambiamenti, così come la quantità e il tipo di dispositivi elettrici nelle nostre case. L'elettronica onnipresente utilizzata nei circuiti di alimentazione di apparecchiature RTV/AGD e nell'elettronica di consumo comporta che gli utenti affrontino nuove minacce. Queste sono legate all'uso di circuiti convertitori, che in caso di guasto generano una corrente differenziale con componente AC e componente continua DC. Eaton, anticipando le normative, risponde al cambiamento del carattere degli impianti elettrici in Polonia. Prendendo cura della sicurezza e dei più alti standard di qualità, rendiamo possibile l'acquisto di interruttori di tipo A a un prezzo nuovo e più attraente.
A cosa serve un interruttore differenziale?
L'interruttore differenziale (in inglese Residual Current Device, RCD) – comunemente chiamato “differenziale” – è un dispositivo elettrico di protezione che interrompe immediatamente il circuito elettrico non appena rileva una piccola corrente di dispersione (differenziale) che indica il passaggio di corrente a terra. Viene utilizzato negli impianti domestici come mezzo complementare di protezione contro le scosse elettriche, proteggendo gli utenti da pericolose scosse elettriche (soprattutto in caso di contatto indiretto) e riducendo il rischio di incendi causati da correnti di dispersione dovute a danni all'isolamento. È importante sottolineare che l'RCD non sostituisce i fusibili o gli interruttori automatici (MCB), ma ne integra l'azione – rileva altri tipi di minacce rispetto a questi ultimi.
Interruttore differenziale di tipo A, HNC-40/4/003-A
Come funziona un interruttore differenziale?
L'interruttore differenziale funziona sulla base della misurazione della corrente differenziale – la somma delle correnti che entrano ed escono dal circuito protetto – tramite un trasformatore di corrente Ferranti. In condizioni di normale funzionamento, la somma vettoriale delle correnti in questi conduttori è zero, secondo la prima legge di Kirchhoff, quindi nel nucleo “Ferranti” non si induce alcuna SEM (forza elettromotrice) e la bobina del relè non conduce corrente. In questa situazione, i contatti dell'interruttore differenziale rimangono chiusi.
Tuttavia, quando si verifica un guasto all'isolamento o una scossa – che provoca la dispersione di corrente a terra (attraverso il conduttore PE o il corpo umano), la corrente che esce dal circuito (ad esempio, dalla fase) smette di essere uguale alla corrente che ritorna attraverso il conduttore neutro. Quando il valore della corrente differenziale supera la soglia di intervento stabilita, ad esempio 30 mA per un tipico interruttore differenziale domestico, si attiva il meccanismo che apre immediatamente i contatti principali dell'interruttore, disconnettendo l'alimentazione del circuito protetto.
Quali tipi di interruttori differenziali offre Eaton?
| Tipo RCD | Correnti differenziali rilevate | Resistenza alla componente DC | Applicazione tipica | Note / limitazioni |
| AC | AC sinusoidale | ❌ assente | Circuiti resistivi semplici (sempre più rari) | Non raccomandato in impianti moderni; potrebbe non attivarsi con dispositivi elettronici |
| A | AC sinusoidale + DC pulsante (monofase, ≤ 6 mA DC) | ✅ parziale | Standard negli impianti domestici (prese, illuminazione) | Protezione efficace con corrente alternata e componente continua DC |
| F | Come tipo A + correnti a frequenza variabile (fino a circa 1 kHz), DC fino a ~10 mA | ✅ estesa | Circuiti con inverter monofase (lavatrici inverter, pompe di calore 1-f) | Migliore resistenza alla componente continua DC rispetto ai tipi A e reazione a frequenze miste |
| B | AC, DC pulsante, DC livellato, correnti ad alta frequenza | ✅ completa | PV, EV, inverter, impianti alimentati da convertitori | Richiesto quando è possibile la componente continua DC; il più completo |
Quali sono i rischi associati ai guasti dell'elettronica domestica? Cos'è la componente continua DC?
La componente continua DC nella corrente differenziale è una componente di dispersione costante nel tempo. Essa si presenta tipicamente in caso di guasti di dispositivi elettronici (contenenti raddrizzatori o inverter), ad esempio alimentatori switching, apparecchiature RTV/AGD, inverter PV o caricabatterie EV. Tale corrente continua provoca la magnetizzazione del nucleo (trasformatore Ferranti) nell'interruttore RCD, spostando il suo punto di lavoro. Di conseguenza, anche una significativa dispersione AC potrebbe non raggiungere la soglia di intervento, a causa della “cecità” del sensore RCD – l'interruttore potrebbe non disattivare l'alimentazione con la corrente e il tempo previsti. Per questo motivo, il tipo AC (che funziona solo su una pura sinusoide AC) è attualmente considerato insufficiente per la maggior parte delle applicazioni domestiche e industriali. Negli impianti moderni si raccomanda almeno il tipo A, sensibile anche alle correnti pulsanti DC (fino a ~6 mA). Con maggiori percentuali di corrente continua (superiori a 6 mA), sono però necessarie soluzioni dedicate – oppure RCD di tipo B.
Quali sono le conseguenze di una cattiva scelta dell'interruttore differenziale?
L'uso di un tipo di RCD inadeguato (ad esempio AC invece di A/B) comporta il rischio di non disattivare l'alimentazione in caso di guasto (perdita di protezione contro le scosse e gli incendi). L'uso di un RCD di tipo troppo basilare come l'AC in circuiti con ricca elettronica di potenza (ad esempio inverter, alimentatori) può comportare numerosi interventi indesiderati delle protezioni durante il normale funzionamento dei dispositivi (i differenziali reagiscono alle pulsazioni e armoniche superiori come se fossero guasti). Gli interruttori di tipo F e B hanno circuiti che limitano questi fenomeni, garantendo sia una maggiore certezza di intervento in caso di reale pericolo, sia una minore sensibilità a disturbi temporanei (filtri anti-disturbo, ritardi dell'ordine di 10–40 ms, ecc.).
Cosa dicono le normative e gli standard?
Sempre più organizzazioni di normazione e aziende di energia elettrica raccomandano o addirittura richiedono l'uso di interruttori di tipo A negli impianti domestici e industriali. Ad esempio:
- La norma IEC 60755 indica che il tipo AC potrebbe non essere sufficiente per molti dispositivi con alimentazione non lineare.
- In Germania e Austria, da alcuni anni è vietato l'uso del tipo AC in nuovi impianti domestici.
- Nel Regno Unito, l'IET (Institution of Engineering and Technology) raccomanda l'uso del tipo A nella maggior parte dei circuiti in cui sono presenti dispositivi elettronici.
Gli interruttori differenziali più popolari[BJ1] di EATON
| Tipo AC | Tipo A | |||
| Esecuzione | Nr cat | Tipo | Nr cat | Tipo |
| 25A 1+N 30mA | 194690 | HNC-25/2/003 | 194684 | HNC-25/2/003-A |
| 40A 1+N 30mA | 194691 | HNC-40/2/003 | 194685 | HNC-40/2/003-A |
| 63A 1+N 30mA | 194692 | HNC-63/2/003 | 194686 | HNC-63/2/003-A |
| 25A 3+N 30mA | 194693 | HNC-25/4/003 | 194687 | HNC-25/4/003-A |
| 40A 3+N 30mA | 194694 | HNC-40/4/003 | 194688 | HNC-40/4/003-A |
| 63A 3+N 30mA | 194695 | HNC-63/4/003 | 194689 | HNC-63/4/003-A |
Riepilogo
Gli interruttori differenziali di tipo AC, sebbene siano stati ampiamente utilizzati negli impianti domestici per anni, non soddisfano più pienamente le esigenze dei moderni sistemi elettrici. L'aumento del numero di dispositivi elettronici, alimentatori switching, inverter, impianti PV e caricabatterie EV comporta che in caso di guasto possano verificarsi correnti differenziali con componente continua DC, che il tipo AC non rileva in modo sufficientemente affidabile.
Per questo motivo, nei nuovi impianti e in quelli ristrutturati si raccomanda di utilizzare almeno interruttori di tipo A, che garantiscono una protezione più efficace con i moderni carichi elettrici. In applicazioni più esigenti, come la fotovoltaica, la ricarica di veicoli elettrici o circuiti con inverter, le scelte appropriate possono essere i tipi F o B. Eaton, rispondendo a questi cambiamenti tecnologici e alle crescenti esigenze di sicurezza, promuove un uso più ampio degli interruttori di tipo A, offrendoli a un prezzo più attraente come nuovo standard di protezione negli impianti elettrici.
Autore: Bartłomiej Jaworski, Field Product Marketing Manager in Eaton.
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