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Elettrotecnica

 

Interruttori differenziali per uso mobile

La Norma CEI 23-78 si occupa dei dispositivi differenziali mobili che vengono interposti sui circuiti terminali, come protezione addizionale contro il pericolo di elettrocuzione, fra la presa a spina e il cordone di alimentazione degli utilizzatori mobili.
Si tratta di interruttori differenziali “puri” (privi di dispositivi di protezione contro le sovracorrenti) di dimensioni contenute che possono essere inseriti direttamente sul cavo oppure in adattatori a spina, in avvolgicavi, prese multiple, ecc.. Essendo la Norma rivolta in particolare ai costruttori, di seguito si prenderanno in esame soprattutto gli aspetti di interesse più generale.

Caratteristiche costruttive e funzionali

Gli interruttori differenziali per uso mobile sono destinati ad installazioni per uso domestico o similare a protezione di circuiti monofase in corrente alternata con correnti nominali non superiori a 16 A e tensioni nominali non superiori a 250 V. Sono generalmente costituiti da un interruttore differenziale, con una spina o un punto di connessione in ingresso per il collegamento alla rete, dotato di un punto per il collegamento a conduttori oppure associato ad una o più prese di corrente (fig. 1).



Essendo destinati ad un uso mobile da parte di persone non addestrate, devono possedere buona resistenza meccanica al danneggiamento e devono poter essere utilizzati dall’utente senza la necessità di dover operare alcun collegamento e coordinamento con le protezioni fisse dell’impianto. Possono essere con funzionamento dipendente o indipendente dalla tensione di rete e non dispongono di sganciatori di sovracorrente incorporati (anche se è consentito inserire un fusibile per la protezione contro il cortocircuito del dispositivo stesso).
Devono essere di tipo A (1), garantire l’intervento sia con correnti differenziali alternate sia con correnti differenziali pulsanti unidirezionali applicate improvvisamente o lentamente crescenti e la corrente differenziale di intervento nominale non deve essere superiore a 30 mA. In un unico apparecchio sono conglobate le funzioni di rivelazione, di confronto, di intervento e di apertura dei contatti quando la corrente supera il valore della corrente differenziale. Il meccanismo di apertura dei contatti è elettromeccanico a scatto libero (2), come previsto per i differenziali di tipo fisso, ma non fornisce garanzie per quanto concerne il sezionamento che può invece essere fornito dalla spina stessa.

(1)

Caratteristica di funzionamento tipo AC Sono interruttori che funzionano correttamente entro i limiti stabiliti dalle norme solo in presenza di correnti di guasto verso terra di tipo alternato
Caratteristica di funzionamento tipo A Sono interruttori che funzionano correttamente entro i limiti stabiliti dalle norme in presenza sia di correnti di guasto verso terra di tipo alternato sia di tipo alternato con componenti pulsanti unidirezionali applicate istantaneamente o lentamente crescenti
Caratteristica di funzionamento tipo B Sono interruttori che funzionano correttamente entro i limiti stabiliti dalle norme in presenza sia di correnti di guasto verso terra di tipo alternato sia di tipo alternato con componenti unidirezionali di tipo continuo

(2)
Interruttore differenziale mobile a scatto libero - Interruttore differenziale mobile i cui contatti mobili tornano e rimangono in posizione di aperto quando l’operazione di apertura automatica è provocata dopo l’inizio dell’operazione di chiusura anche se viene mantenuto il comando di chiusura.

Campo d’impiego

Vengono impiegati per la protezione addizionale contro il pericolo della scossa elettrica in caso di contatto diretto, ma non sostituiscono la protezione fornita dai dispositivi fissi per i circuiti terminali.
Non possono essere utilizzati come parti di impianti fissi e i loro mezzi di connessione all’impianto possono essere spine, prese di corrente, morsetti o cavi flessibili dotati di tre poli (fase, neutro e PE). La loro funzione peculiare è la protezione addizionale contro i contatti diretti sia per utilizzatori di classe I, per i quali è fornita anche una ulteriore protezione contro i contatti indiretti (fig. 2), sia per utilizzatori di classe II (fig. 3).

  

Grandezze nominali e dati di targa

Tensione nominale (Vn)- Non deve essere superiore a 250 V, valore preferenziale 230 V;

Corrente nominale (In) - E' il valore di corrente che l'apparecchio è in grado di portare ininterrottamente. Non deve essere superiore a 16 A, valori preferenziali 6,10,13,16 A;

Corrente nominale differenziale di intervento (I
∆n)– Valore di corrente differenziale che provoca il sicuro intervento del dispositivo, non deve essere superiore a 30 mA, valori preferenziali 10 e 30 mA;

Corrente nominale differenziale di non intervento (I∆no)– Valore di corrente differenziale che non provoca l’intervento del dispositivo, per correnti alternate sinusoidali il 50% della corrente differenziale nominale di intervento;

Frequenza nominale – Valore preferenziale 50 Hz;

Potere di chiusura e di interruzione differenziale nominale (I∆m) - E' il valore della corrente di guasto verso terra che l'interruttore , il valore minimo non deve essere inferiore a 250 A; Potere di chiusura e di interruzione nominale (Im) - E' il massimo valore di sovracorrente che il dispositivo può sopportare durante un cortocircuito, il valore minimo previsto è 250 A;

Corrente di corto circuito nominale condizionale ( Inc ) - E' il valore di corrente di cortocircuito che un interruttore differenziale può sopportare senza che degradino le prestazioni o venga pregiudicata la sua funzionalità quando è coordinato con un interruttore o fusibile (SCPD - Short Circuit Protective Device) in grado di garantire la protezione aggiuntiva dalle sovracorrenti, il valore nominale è 1500A;

Durata massima di interruzione - i tempi di interruzione massimi in presenza di una corrente differenziale sono: 1I∆n- 03s, 2I∆n- 0,15 s, 5I∆n- 0,04 s,I∆n =250 A – 0,04 s

Ogni apparecchio deve essere dotato di apposita targa come raffigurato in fig. 4. Se non sono forniti in targa i dati relativi alla protezione da cortocircuito si devono considerare validi i valori minimi sopra indicati.


Coordinamento con i dispositivi di protezione dell’impianto fisso

Gli interruttori differenziali mobili offrono una protezione addizionale contro i contatti diretti ed indiretti e non possono quindi sostituire la protezione richiesta dalla Norma agli interruttori fissi. Essendo “puri”, mancando cioè degli sganciatori di sovracorrente, devono essere protetti dal cortocircuito dagli interruttori magnetotermici o dai fusibili installati nell’impianto fisso.
Il potere di chiusura e di interruzione differenziale nominale ( ) e il potere di chiusura e di interruzione nominale (Im) sono provati con una corrente che deve essere almeno pari a 250 A.

La prova di interruzione viene eseguita per intervento differenziale con tempi di intervento non superiori a 40 ms. Sulla base di queste considerazioni si può concludere che il coordinamento con i dispositivi magnetotermici fissi può essere assicurato per correnti fino a 250 A, interrotte in tempi non superiori a 40 ms, da un interruttore automatico magnetotermico di tipo B o C avente corrente nominale non superiore a 16 A (a queste condizioni il coordinamento sui circuiti terminali è quasi sempre possibile salvo alcuni casi di estrema vicinanza alle cabine). Per correnti condizionali di corto non superiori a 1500 A è possibile anche operare il coordinamento sulla base delle indicazioni fornite dal costruttore che deve indicare il dispositivo fisso da installare a monte a protezione dell’interruttore differenziale mobile. Per quanto concerne la protezione contro il sovraccarico è sufficiente che la corrente nominale dell’interruttore differenziale mobile non sia superiore a quella del dispositivo di protezione magnetotermico fisso (fig. 5).