Interruttore differenziale per scaldabagno: criteri di scelta + schemi e norme di collegamento

L'installazione di uno scaldabagno elettrico deve essere effettuata obbligatoriamente utilizzando dispositivi di protezione differenziale. La presenza di tali dispositivi permette di evitare scosse elettriche alle persone e incendi del cablaggio.

Tuttavia, esistono molti modelli di interruttori differenziali per scaldabagno con caratteristiche diverse. Scegliere il dispositivo di protezione in modo appropriato, senza confonderlo con altri interruttori e sezionatori.

Le spiegheremo come funziona l'interruttore differenziale, quali sono le differenze tra il dispositivo di protezione e il differenziale automatico, e quali parametri devono essere necessariamente considerati nella scelta dell'interruttore differenziale. Inoltre, abbiamo preparato uno schema dettagliato di collegamento dell'interruttore differenziale allo scaldabagno e indicato i possibili errori di montaggio.

Perché lo scaldabagno necessita di un interruttore differenziale

Lo scaldabagno elettrico combina acqua e corrente elettrica; al minimo guasto nella resistenza riscaldante, ciò è una via diretta verso incendi e scosse elettriche. Bisogna prestare particolare attenzione alla sicurezza dell'alimentazione dello scaldabagno.

Con un uso corretto, questo elettrodomestico esaurisce completamente la sua vita utile, ma se durante l'installazione vengono commessi errori, possono sorgere problemi che portano alla riparazione.

Una persona non viene colpita dalla tensione elettrica, ma dalla corrente – e più alta è in ampere, maggiore è il danno arrecato all'organismo umano in contatto con lo scaldabagno guasto (+).

Lo scopo principale di un RCD è interrompere il circuito di alimentazione dell'impianto elettrico (la sua disconnessione di protezione dalla rete) in caso di corrente di dispersione. Da un lato, questo interruttore di protezione previene le scosse elettriche alle persone, dall'altro previene il surriscaldamento dei conduttori.

Se la resistenza riscaldante o il cavo ad essa collegato si danneggiano improvvisamente, la condensa all'esterno e l'acqua all'interno dello scaldabagno diventano un elemento conduttivo naturale e, al contatto con essi o con il corpo dello scaldabagno, la persona subisce una scossa da corrente di dispersione.

Di conseguenza, sensazioni spiacevoli, aritmia cardiaca e possibile esito letale. Tutto dipende dall'intensità della corrente elettrica in ampere.

L'interruttore differenziale interrompe il circuito in caso di rottura del conduttore di protezione (neutro), di riduzione del livello di isolamento e di un valore ridotto della corrente di guasto – e, a differenza di altri interruttori di protezione, l'intervento avviene molto più rapidamente (nell'ordine di pochi millisecondi).

Quando nel circuito si manifesta una forte corrente di dispersione, i conduttori iniziano a funzionare in condizioni estreme. Ma la sezione dei conduttori non è progettata per tali carichi. Di conseguenza, il conduttore si surriscalda, bruciando l'isolamento. E questo porta inevitabilmente a un aumento del rischio di incendio in casa.

Pertanto, non è consigliabile collegare lo scaldabagno alla rete elettrica senza un interruttore differenziale.

Le situazioni più comuni di attivazione del RCD sono:

• danneggiamento del conduttore e cortocircuito del conduttore scoperto sulla carcassa dello scaldabagno;
• danneggiamento dello strato isolante nell'elemento riscaldante tubolare;
• scelta errata dei parametri del dispositivo di protezione;
• schema di collegamento errato dello scaldabagno all'alimentazione elettrica;
• guasto del dispositivo stesso di protezione contro le correnti di dispersione.

In tutti questi casi, in assenza di un interruttore differenziale, il contatto di una persona con la carcassa dello scaldabagno o con l'acqua riscaldata al suo interno può provocare gravi lesioni.

Differenza del dispositivo di protezione differenziale

Bisogna distinguere chiaramente tra un RCD (interruttore differenziale) e un interruttore differenziale automatico (interruttore automatico differenziale, automatico differenziale, RCBO). Hanno scopi diversi, funzionano in modo fondamentalmente diverso e anche la loro struttura interna è diversa.

L'interruttore differenziale reagisce esclusivamente alla corrente di dispersione. Il differenziale automatico è un dispositivo più complesso di cui fa parte proprio il dispositivo di protezione differenziale. Il differenziale automatico interviene non solo in caso di correnti di dispersione come descritto sopra, ma anche in caso di cortocircuiti e sovraccarichi nella rete elettrica.

Nell'AVDT, oltre all'interruttore differenziale, sono presenti uno sganciatore termico e uno elettromagnetico, che reagiscono proprio alle correnti molto elevate e ai cortocircuiti.

Nonostante le grandi capacità del differenziale automatico, non è necessario installarlo nel circuito con lo scaldabagno; nel quadro elettrico è già presente un normale interruttore automatico che, insieme all'interruttore differenziale, svolgerà le stesse funzioni. Non è consigliabile duplicare i dispositivi di protezione.

Il componente principale dell'interruttore differenziale è un trasformatore differenziale con tre avvolgimenti (di ingresso, di uscita e di controllo). La corrente elettrica che attraversa il dispositivo di protezione genera in essi flussi magnetici con poli direttamente opposti. In assenza di dispersioni, quando lo scaldabagno è funzionante, la somma delle correnti è uguale a zero.

Ma in caso di guasto dell'elemento riscaldante o di perforazione dell'isolamento, se una persona tocca un conduttore scoperto (o la carcassa metallica dello scaldabagno), la corrente elettrica inizierà a fluire verso terra attraverso il suo corpo – di conseguenza, la somma delle correnti da zero diventa positiva.

A quel punto l'equilibrio nel trasformatore viene interrotto e la forza elettromotrice (FEM) che agisce sul relè interno apre immediatamente il circuito, si verifica l'intervento dell'interruttore differenziale.

Ulteriori informazioni sulle differenze tra RCD e interruttore differenziale automatico, nonché sulla scelta del dispositivo di commutazione per lo scollegamento del carico, sono contenute in questo articolo.

Tipi di interruttori differenziali

Gli interruttori differenziali installati con scaldabagni e altri apparecchi elettrici si suddividono in base al tipo di corrente di dispersione, alla corrente nominale, al numero di fasi, nonché alla presenza/assenza di ritardo e alla tecnologia di intervento del dispositivo di protezione.

Se lo scaldabagno è potente e trifase, l'interruttore differenziale per esso deve essere anch'esso scelto per tre fasi (con quattro poli-morsetti), mentre un normale apparecchio monofase ha solo un ingresso e un'uscita (+).

Tutti i modelli di interruttori differenziali in base al tipo di corrente di dispersione si dividono in tre tipi:

• «A» – progettati per l'intervento su corrente alternata e pulsante;
• «AC» – dispositivi domestici economici che intervengono solo su corrente alternata;
• «B» – versioni industriali progettate per funzionare in reti con corrente alternata, continua e raddrizzata.

Se nella marcatura dell'interruttore differenziale sul corpo è presente «S», si tratta di un dispositivo con ritardo selettivo regolabile. Esso interrompe il circuito solo dopo un tempo rigorosamente prestabilito, non immediatamente. Tali dispositivi sono utilizzati in sistemi di protezione a cascata con più circuiti. In ambito domestico non vengono quasi mai impiegati.

In base al principio di interruzione del circuito, gli interruttori differenziali sono:

• elettromeccanici;
• elettronici.

I modelli elettromeccanici non necessitano di un'alimentazione esterna separata e sono più affidabili. Tuttavia costano anche di più dei secondi. Ma, nonostante il prezzo elevato, si consiglia di installare proprio i dispositivi elettromeccanici.

Le controparti elettroniche in caso di sbalzi di tensione vedono ridotta l'efficienza del dispositivo – in tali situazioni aumenta il loro tempo di intervento. Inoltre, in caso di danneggiamento accidentale del conduttore neutro, un simile interruttore differenziale cesserà semplicemente di funzionare senza alimentazione.

Come scegliere il dispositivo di protezione

La corrente nominale dell'interruttore differenziale determina il carico massimo ammissibile nel circuito che lo attraverserà. Essa deve corrispondere alla potenza dello scaldabagno.

Ad esempio, se il boiler consuma fino a 2,3 kW, il dispositivo di protezione deve essere dimensionato per 10 A. Per scaldabagni da 5,5–7 kW serve un apparecchio da 32 A. Ma per caldaie da 7–8 kW è necessario un interruttore differenziale da 40 A.

I due parametri principali di un interruttore differenziale sono la corrente nominale «di lavoro» (in ampere, «A») e la corrente «di dispersione» (in milliampere, «mA»). Nei modelli domestici sono direttamente correlati, ma esistono anche dispositivi speciali in cui questa correlazione non è presente.

La corrente di dispersione è indicata in mA (milliampere). Secondo le norme elettrotecniche, il suo calcolo deve essere effettuato sulla base di 0,4 mA per ogni Ampere di corrente nominale. Inoltre, si aggiungono 10 µA per metro di cavo fino allo scaldabagno.

Non a caso si consiglia di installare l'interruttore differenziale direttamente accanto allo scaldabagno, per escludere l'influenza del secondo parametro nei calcoli.

Il dispositivo di protezione in esame, per forma e dimensioni, può essere montato su guida DIN nel quadro elettrico oppure sotto forma di blocco con spina da inserire in una normale presa.

Sono disponibili in commercio modelli di scaldabagno che sono dotati di un interruttore differenziale integrato nel cavo. Tutti i parametri di tali dispositivi di protezione sono già precalcolati per lo specifico scaldabagno; è sufficiente collegarlo alla presa.

Se non si hanno competenze in materia di installazione elettrica, è possibile utilizzare un interruttore differenziale sotto forma di adattatore da presa – in questo modo non ci saranno problemi con il collegamento dello scaldabagno, sarà solo necessario scegliere correttamente i parametri del blocco di protezione.

Un altro aspetto della scelta del RCD è la presenza di dispersioni naturali di corrente in quasi tutti gli elettrodomestici. Se sono presenti, sono indicate nel manuale tecnico dello scaldabagno.

I parametri nominali del dispositivo di protezione devono superare questi dati di targa almeno tre volte, altrimenti si verificheranno costantemente falsi interventi.

Tra i migliori produttori di interruttori differenziali figurano:

• la svedese-svizzera ABB;
• le francesi Legrand e Schneider Electric;
• le tedesche Siemens e AEG;
• le russe KEAZ, IEK e DEKraft.

I prezzi dei produttori europei sono leggermente più alti. Tuttavia, i prodotti delle aziende russe spesso non sono da meno in termini di qualità.

Schemi di collegamento agli scaldabagni elettrici

Per lo scaldabagno, il dispositivo di protezione contro le perdite di corrente può essere installato direttamente nel quadro elettrico dell'appartamento (o della casa) oppure direttamente a parete vicino all'apparecchio di riscaldamento.

Il principio della sequenza di collegamento è lo stesso in entrambi i casi: scaldabagno, interruttore differenziale, interruttore automatico di linea, contatore e interruttore automatico generale. Inoltre, l'interruttore differenziale e l'interruttore automatico della linea specifica con la presa per lo scaldabagno possono essere scambiati; entrambi gli schemi sono corretti.

La versione classica del collegamento dell'interruttore differenziale per lo scaldabagno è la sua installazione sulla linea dedicata appositamente per la caldaia di riscaldamento, dopo l'interruttore automatico (+)

Lo scaldabagno domestico deve essere collegato a un ramo separato dal quadro elettrico. Inoltre, idealmente, su di esso non dovrebbero esserci prese o altri apparecchi elettrici.

Lo scaldabagno è un apparecchio piuttosto pericoloso. È meglio che il dispositivo di protezione funzioni solo per esso. Ciò aumenterà la sicurezza dell'uso dello scaldabagno e semplificherà l'individuazione di sezioni problematiche nell'intero impianto elettrico della casa.

Se l'interruttore differenziale viene installato vicino allo scaldabagno, il cavo dal dispositivo di protezione all'interruttore automatico nel quadro rimarrà senza supervisione. In caso di danneggiamento dell'isolamento su di esso, il dispositivo di protezione dello scaldabagno semplicemente non scatterà. Non rileverà nemmeno la corrente di dispersione.

Tuttavia, gli scaldabagni vengono spesso installati in bagni con elevata umidità. È già positivo se nel quadro elettrico è presente un interruttore differenziale generale aggiuntivo per tutta la casa, che almeno disattiva la rete. Altrimenti, un simile guasto porterà inevitabilmente a una scossa elettrica per chi decide di fare la doccia.

Possibili errori di montaggio

Errore n.1. Affinché l'interruttore differenziale funzioni correttamente, nel circuito protetto non sono ammessi contatti tra il "neutro di lavoro" e la "terra". Per ciascuno di questi conduttori deve essere utilizzata una propria barra. Inoltre, nel collegamento del dispositivo di protezione, la "messa a terra" non è affatto presente. Questo conduttore non viene collegato da nessuna parte.

Il cavo di alimentazione dal quadro elettrico viene collegato ai morsetti superiori dell'interruttore differenziale, dai morsetti inferiori la linea va allo scaldabagno – non si possono invertire i conduttori (+)

Errore n.2. La corrente di lavoro dell'RCD viene selezionata uguale o leggermente superiore alla corrente di lavoro dell'interruttore automatico nel circuito. Solo in questo modo l'interruttore automatico può proteggere il dispositivo di protezione stesso dai sovraccarichi.

Errore n.3. Gli elettricisti inesperti spesso installano prese e interruttori differenziali direttamente sotto lo scaldabagno. Non è assolutamente raccomandato farlo.

Non è possibile escludere completamente perdite dallo scaldabagno, e con una tale disposizione di prese e altri apparecchi elettrici con cavi scoperti sotto una potenziale 'cascata d'acqua', la tragedia non è poi così lontana.

Errore n.4. Non si deve collegare lo scaldabagno solo tramite un interruttore differenziale o un singolo interruttore automatico. Questi dispositivi si completano a vicenda, ma non si sostituiscono. Proteggono lo scaldabagno da situazioni problematiche sostanzialmente diverse nella rete elettrica.

Errore n.5. Se si sceglie un interruttore differenziale troppo sensibile (con bassa corrente di dispersione), scatterà troppo frequentemente bloccando il circuito. Lo scaldabagno si spegnerà continuamente. Di conseguenza, l'acqua non si riscalderà adeguatamente e lo scaldabagno potrebbe rompersi a causa di accensioni/spegnimenti continui.

Dopo aver completato l'installazione elettrica, è necessario verificare il funzionamento dell'RCD. Per questo, la maggior parte degli scaldabagni ha una funzione «TEST» che simula una dispersione di corrente. Se tutto è collegato correttamente e la protezione funziona, essa si attiverà interrompendo l'alimentazione del boiler.

In caso contrario, bisogna controllare dove e cosa non funziona come dovrebbe. Inoltre, si consiglia di effettuare tali verifiche una volta al mese e successivamente.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Ci sono alcune sfumature nell'installazione del dispositivo di protezione differenziale, ma esistono. Per facilitarLe la comprensione di questi aspetti e la scelta corretta del dispositivo, abbiamo raccolto una selezione di video. In essi vengono spiegati in dettaglio i principi di funzionamento e gli schemi di collegamento dell'interruttore differenziale in una rete con scaldabagno.

Collegamento dei dispositivi di protezione in reti senza messa a terra:

Cos'è un interruttore differenziale, a cosa serve in casa (sull'esempio del collegamento di una lavatrice):

Non è consigliabile collegare lo scaldabagno alla rete senza un dispositivo differenziale. Solo un dispositivo di protezione che rileva le perdite di corrente è in grado di proteggere gli utenti. L'installazione di tale apparecchio non presenta difficoltà; è possibile inserirlo nel circuito di alimentazione autonomamente, scegliendo i parametri in base alla corrente elettrica.

Ha esperienza personale nella scelta e nel collegamento di un dispositivo differenziale a uno scaldabagno? Vuole condividere le conoscenze acquisite o porre domande sull'argomento? Per favore, lasci commenti e partecipi alle discussioni: il modulo per i feedback si trova in basso.