Gli interruttori automatici a corrente residua (RCD) sono dispositivi di protezione contro i guasti elettrici che rispondono alle correnti di dispersione (correnti differenziali). Le correnti di dispersione sono definite come correnti di guasto che scorrono tra i conduttori di rete e la "terra". A seconda della grandezza della corrente differenziale, un circuito con un RCD può evitare che una persona sia colpita dall'elettricità o che si verifichi un incendio a causa di un guasto nel cablaggio.
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Schemi di cablaggio per RCD in reti monofase
L'industria produce RCD progettati per funzionare su una rete monofase o trifase. I dispositivi monofase hanno 2 poli, quelli trifase hanno 4 poli. A differenza degli interruttori, i conduttori di neutro devono essere collegati ai dispositivi di sezionamento oltre ai conduttori di fase. I terminali a cui sono collegati i conduttori neutri sono designati dalla lettera latina N.
Per proteggere le persone dalle scosse elettriche, gli RCD con una corrente di dispersione di 30 mA sono più comunemente usati. In stanze umide, scantinati, stanze per bambini, si usano apparecchi impostati a 10 mA. I dispositivi di commutazione progettati per prevenire gli incendi hanno una soglia di scatto di 100 mA e oltre.
Oltre alla soglia di intervento, il dispositivo di protezione è caratterizzato dal suo potere di commutazione nominale. Questo termine si riferisce alla corrente massima che il dispositivo di scatto può sopportare per un periodo di tempo illimitato.
Un prerequisito importante per un funzionamento affidabile della protezione di corrente residua è la messa a terra degli involucri metallici degli apparecchi elettrici. La messa a terra del TN può essere effettuata con un cavo separato o attraverso il contatto di terra della presa di corrente.
In pratica, ci sono due modi di incorporare gli RCD in un circuito elettrico:
- Schema di collegamento RCD con protezione individuale;
- Un circuito di protezione di gruppo per i consumatori.
Il primo metodo è più spesso usato per proteggere i consumatori ad alta potenza. Può essere applicato a cucine elettriche, lavatrici, condizionatori d'aria, caldaie elettriche di riscaldamento o scaldabagni.
La protezione individuale comporta il collegamento simultaneo di un RCD e di un interruttore, il circuito è un collegamento in serie di due dispositivi di protezione. Possono essere messi in una scatola separata nelle immediate vicinanze dell'apparecchio elettrico. La selezione del dispositivo di scatto si basa sulla corrente nominale e differenziale. È meglio che il potere di interruzione nominale del dispositivo di protezione sia un gradino più alto di quello dell'interruttore.
Nella protezione di gruppo, un gruppo di interruttori automatici che alimenta diversi carichi è collegato all'RCD. In questo caso, gli interruttori sono collegati all'uscita dell'interruttore differenziale. Il circuito di gruppo RCD riduce i costi e risparmia spazio nei quadri di distribuzione.
In una rete monofase, il collegamento di un RCD per diverse utenze richiede il calcolo della corrente nominale del dispositivo di protezione. La sua capacità di trasporto di corrente deve essere uguale o superiore alla somma delle portate degli interruttori collegati. La scelta della soglia di scatto della protezione differenziale è determinata dall'applicazione e dalla categoria di pericolo dei locali. Il dispositivo di protezione può essere collegato in un pannello della scala o in un quadro di distribuzione all'interno dell'appartamento.
Il cablaggio degli RCD e degli interruttori automatici in un appartamento, individualmente o in gruppi, deve essere conforme ai requisiti del Codice degli impianti elettrici. I regolamenti affermano esplicitamente che le installazioni elettriche protette da RCD devono essere messe a terra. Il mancato rispetto di questa regola è una grave violazione e può portare a conseguenze negative.
Schemi di cablaggio per RCD in sistemi trifase
Le abitazioni urbane sono generalmente fornite di elettricità su un sistema monofase a tre fili. La sezione precedente ha spiegato come collegare un RCD in un appartamento.
Le case e le abitazioni di campagna spesso consumano molta più elettricità. Sono spesso collegati a una rete trifase. In una casa di campagna, si possono usare caldaie elettriche e grandi scaldabagni. Le officine sono spesso allestite negli annessi e dotate di macchine per vari scopi.
Molti carichi ad alta potenza sono progettati per 380V. Devono essere forniti con cinque conduttori - tre conduttori di fase, un conduttore neutro e un conduttore di terra di protezione. In molte zone, ci sono obsolete reti a quattro fili che non hanno un conduttore di terra separato. In questo caso, per usare un RCD trifase, il padrone di casa deve fare il circuito di terra e posare la rete di terra lui stesso.
Se messo a terra, l'installazione di un RCD in un sistema trifase non è diversa dal collegamento di un dispositivo di messa a terra di protezione monofase. Gli schemi elettrici e i criteri di selezione dei dispositivi di protezione rimangono gli stessi.
Nel caso di un carico trifase alimentato a 380 V, la corrente nominale può essere calcolata secondo la formula:
I = P / 1,73 U,
dove I è la corrente nominale; P è la potenza di carico trifase; U è la tensione di alimentazione trifase.
Errori di connessione RCD
Gli elettricisti principianti e i fai-da-te spesso non sanno come cablare correttamente gli RCD e gli interruttori. Le seguenti regole devono essere rigorosamente rispettate quando si collegano dispositivi a corrente differenziale:
- Gli RCD devono essere collegati in serie con gli interruttori automatici;
- Le apparecchiature elettriche da proteggere devono essere messe a terra.
Nonostante la semplicità delle regole, gli errori ripetuti sono comuni. Molti artigiani credono che i dispositivi di scollegamento debbano essere attivati quando una persona tocca parti in tensione di un'apparecchiatura elettrica a causa di un guasto di isolamento. Questo è un malinteso. La protezione non deve scattare quando una persona la tocca, ma quando si verifica un guasto di isolamento. Questo è il motivo per cui la messa a terra di protezione è usata insieme a un RCD.
Un secondo errore comune e pericoloso è l'uso della "messa a terra". In questo caso, il conduttore neutro è collegato al corpo dell'apparecchiatura elettrica da proteggere. Questa disposizione è pericolosa perché se il conduttore neutro si rompe, c'è la possibilità che una fase appaia sull'attrezzatura da proteggere.
Un altro errore comune è quello di collegare i conduttori neutri forniti da diversi dispositivi di protezione. Un tale collegamento porta necessariamente a correnti di dispersione e all'intervento di dispositivi di protezione.
Installazione di un RCD
Gli RCD e gli interruttori automatici sono raramente difficili da installare. I moderni dispositivi di protezione sono disponibili in custodie modulari standard e sono montati su una guida DIN. Per il montaggio su rotaia, sono dotati di un comodo dispositivo di fissaggio a scatto. Per il collegamento dei conduttori, sono dotati di morsetti a vite o a molla che permettono un'installazione senza viti.
I produttori offrono quadri su guida DIN per l'installazione interna ed esterna. Tali dispositivi hanno un aspetto estetico e permettono una rapida installazione in un appartamento urbano e in una casa privata individuale.
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