Dispositivo differenziale antincendio: raccomandazioni per la scelta, norme e schemi di installazione

Secondo le norme di progettazione degli impianti elettrici e le norme di sicurezza antincendio, la rete elettrica all'ingresso di un appartamento o di una villa deve essere dotata di un interruttore differenziale antincendio. Si tratta di un normale interruttore differenziale, ma con un valore di corrente di dispersione più elevato rispetto ai dispositivi classici di protezione contro le scosse elettriche.

Nella scelta di un dispositivo di questo tipo, progettato per prevenire incendi, è necessario rispettare una serie di condizioni. Anche la sua installazione richiede il rispetto di specifici requisiti di installazione elettrica.

Analizziamo le caratteristiche di funzionamento di questo dispositivo, il suo campo di applicazione e gli aspetti chiave da considerare nella scelta di questa apparecchiatura.

Funzioni generali dell'interruttore differenziale

Nelle reti elettriche domestiche e industriali vengono utilizzati diversi tipi di dispositivi di protezione, progettati per prevenire incendi e scosse elettriche. Tutti sono progettati per intervenire in caso di guasti negli impianti elettrici o di rottura dell'isolamento dei cavi.

Il principio di funzionamento, i componenti interni e le caratteristiche controllate sono diversi. Tuttavia, l'obiettivo è sempre lo stesso: in caso di problemi, interrompere rapidamente il circuito di alimentazione.

Non bisogna confondere l'interruttore differenziale con l'interruttore automatico differenziale: dispositivo e funzionalità sono diversi. Il primo dispositivo controlla esclusivamente la presenza di corrente di dispersione, mentre il secondo è progettato anche per intervenire in caso di cortocircuiti e sovraccarichi nella rete.

L'interruttore differenziale (o differenziale) è un dispositivo elettrotecnico che interrompe la linea di alimentazione in caso di elevata corrente di dispersione. Quest'ultima si verifica in caso di rottura dello strato isolante in vari riscaldatori elettrici e cavi.

Se in quel momento una persona tocca il corpo dell'apparecchiatura guasta, la corrente elettrica passerà attraverso di essa verso terra. Ciò può causare gravi lesioni. Per evitare ciò, nel circuito viene installato un dispositivo di protezione differenziale (interruttore automatico differenziale).

L'interruttore differenziale normale e quello antincendio sono costituiti da:

• corpo;
• trasformatore con tre avvolgimenti;
• relè di forza elettromotrice (EMF).

In condizioni di funzionamento normali, la corrente elettrica che passa attraverso gli avvolgimenti del trasformatore genera flussi magnetici con poli diversi. Inoltre, quando vengono sommati, il risultato è zero. Il relè in tale stato è in posizione chiusa e lascia passare la corrente.

Tuttavia, quando si verifica una perdita, l'equilibrio sugli avvolgimenti viene alterato. È a questo che reagisce l'interruttore automatico in questione, aprendo il circuito. Di conseguenza, la tensione nella rete scompare – l'apparecchio elettrico guasto viene disalimentato e la persona non è più in pericolo. L'intervento dell'interruttore differenziale avviene letteralmente in pochi millisecondi.

L'apparecchiatura elettrica diventa fonte di incendio in caso di:

• cortocircuiti;
• sovraccarichi nella rete e/o nell'impianto elettrico stesso;
• perdite anomale legate al degrado dell'isolamento.

Nei primi due casi, la protezione viene interrotta da un differenziale automatico (sganciatore termico elettromagnetico) oppure tramite la fusione di un fusibile. Per la terza situazione esiste proprio il dispositivo di protezione differenziale considerato. Esistono anche dispositivi speciali di monitoraggio dell'isolamento, ma sono costosi e vengono installati raramente nei quadri degli appartamenti o domestici.

Come un interruttore differenziale può prevenire un incendio?

In caso di scosse elettriche non si formano scintille in grado di provocare un incendio. Tuttavia, un incendio può comunque verificarsi quando si manifesta una corrente di dispersione. Il problema risiede nel cablaggio e nella corrente elettrica che scorre nei cavi. Inizialmente, i conduttori sono progettati per valori di tensione strettamente definiti. Se questi parametri superano le norme di progetto, non passa molto tempo prima che compaia una fiamma libera.

Se attraverso un isolamento danneggiato inizia una forte dispersione di corrente elettrica, il metallo dei fili, non progettato per tale situazione, inizia a surriscaldarsi eccessivamente – questo porta alla fusione della guaina isolante e al riscaldamento degli oggetti circostanti.

Il compito dell'interruttore differenziale antincendio è controllare questa situazione e prevenire il surriscaldamento del cablaggio. Se l'isolamento è danneggiato e si è creata una corrente di dispersione, il dispositivo di protezione si limita a scollegare la linea problematica dalla rete. Se nel circuito è presente un interruttore differenziale, non si arriva nemmeno a un surriscaldamento eccessivo del metallo dei conduttori e alla comparsa di fiamme.

Una corrente di dispersione compresa tra 300 e 500 mA a una tensione di 220 V equivale al calore generato da un accendino domestico acceso. Un tale rilascio di calore porta inevitabilmente all'incendio del cablaggio e di tutto ciò che si trova nelle vicinanze.

La funzione principale della classe di interruttori differenziali in esame non è la protezione delle persone, ma il miglioramento della sicurezza antincendio. Per prevenire le scosse elettriche, dopo i dispositivi di protezione antincendio vengono installati nel circuito apparecchi ordinari con un valore nominale di corrente di dispersione inferiore.

Funzionalmente, l'interruttore differenziale antincendio protegge:

1. Il cavo di ingresso davanti a sé.
2. Il cablaggio della linea degli utilizzatori dopo di sé.
3. L'apparecchiatura elettrica collegata, quando in caso di guasto non scatta il interruttore differenziale standard posto a valle.

L'interruttore differenziale antincendio fa parte della protezione a cascata della rete elettrica a 220 V. Non viene utilizzato nei sistemi di rilevamento fumi e monitoraggio incendi. In tali sistemi, al contrario, non devono essere presenti dispositivi di protezione di questo tipo. In determinate circostanze, potrebbero disattivare tale sistema di controllo, il che è assolutamente inaccettabile.

Criteri di scelta dell'apparecchiatura

Gli interruttori differenziali esistenti si suddividono in monofase e trifase. Nell'uso domestico vengono utilizzati solo i primi dispositivi. In un appartamento e in una casa privata, dal quadro elettrico arriva quasi sempre una linea monofase. L'interruttore differenziale per questo scopo viene utilizzato con due morsetti (ingresso più uscita), mentre gli analoghi trifase hanno quattro morsetti per i fili.

Tutti gli UZO si dividono in tre gruppi in base al tipo di corrente di dispersione: «A», «B» e «AC». Per esigenze antincendio si dovrebbe scegliere la versione «AC» (solo per corrente alternata), «A» e «B» costano di più perché sono progettati anche per lavorare con correnti pulsanti e rettificate.

I dispositivi di protezione differenziale sono:

• elettronici;
• elettromeccanici.

I primi sono più costosi ma meno affidabili. In quasi tutti i casi, per l'UZO antincendio è meglio scegliere proprio il tipo elettromeccanico. Un tale interruttore non necessita di alimentazione esterna. L'analogo elettronico, in caso di interruzione della linea di alimentazione, smette di funzionare e di monitorare i danni all'isolamento. Inoltre, durante un picco di tensione, il suo tempo di intervento aumenta.

I due criteri principali per la scelta di un UZO antincendio sono la selettività del dispositivo (la presenza della possibilità di impostare un ritardo di intervento) e un alto valore di corrente di dispersione (100–300 mA). Se una di queste condizioni non è soddisfatta, il sistema di dispositivi di protezione nel quadro elettrico non funzionerà come dovrebbe.

L'UZO di tipo selettivo viene contrassegnato sull'etichetta del corpo con la lettera «S», ed è proprio questo che deve essere installato come elemento antincendio della cascata (interviene con un ritardo temporale impostato).

Secondo le norme, l'UZO antincendio deve differire di almeno tre volte in più rispetto all'UZO normale sottostante per:

• corrente di dispersione;
• tempo di intervento.

Se la differenza per questi parametri è inferiore a tre volte, al momento dell'intervento dell'interruttore differenziale sottostante, anche il dispositivo antincendio reagirà interrompendo il circuito. Di conseguenza, sarà più difficile individuare la causa dello scatto e tutti gli utilizzatori sulle linee parallele, che non hanno problemi, rimarranno senza alimentazione.

Idealmente, lo schema a cascata di vari UZO dovrebbe funzionare in modo tale che, al manifestarsi di un problema, intervenga solo il dispositivo più vicino al punto di rottura dell'isolamento. In questo caso, viene interrotto solo il circuito protetto. Gli altri continuano a rimanere sotto tensione.

Per quanto riguarda l'elevato parametro della corrente di dispersione, la situazione è la seguente. Negli interruttori differenziali normali, viene selezionato entro 10-40 milliampere. La corrente elettrica operativa (consumo massimo degli apparecchi collegati alla linea) in questo caso raggiunge 16-40 A. Per illuminazione e prese con elettrodomestici, è più che sufficiente.

Tuttavia, in qualsiasi rete elettrica sono presenti dispersioni naturali. Nel progetto dell'impianto elettrico interno all'appartamento o alla casa, vengono calcolate appositamente per scegliere correttamente l'interruttore differenziale. Non devono superare 1/3 della corrente di dispersione del differenziale selezionato per la specifica linea. Altrimenti, il dispositivo di protezione scatterà falsamente regolarmente.

Secondo le regole, l'interruttore differenziale antincendio viene installato subito dopo il contatore elettrico all'ingresso della casa; su di esso si sommano le dispersioni naturali di corrente di tutti gli elettrodomestici collegati nell'abitazione.

Se si sceglie il dispositivo di protezione, come per il caso normale, con 10-40 mA, la rete elettrica rimarrà costantemente scollegata. In pratica, l'interruttore differenziale registrerà continuamente le dispersioni, provocando lo spegnimento dell'alimentazione in tutte le linee di alimentazione della casa.

Schemi di installazione dell'interruttore di protezione

L'interruttore differenziale non è progettato per rilevare sovraccarichi nella rete elettrica, quindi deve essere installato insieme a un normale «automatico» – interruttore automatico. Così la protezione sarà completa per tutte le situazioni problematiche.

Lo schema standard di collegamento dei dispositivi di protezione nel quadro elettrico è il seguente:

1. Il primo all'ingresso è l'interruttore automatico.
2. Poi si installa il contatore elettrico.
3. Successivamente si collega l'interruttore differenziale antincendio (da 100-300 mA).
4. In seguito si effettua la suddivisione del circuito in più linee di consumo separate con interruttori differenziali per la protezione contro le scosse elettriche (da 10-40 mA).

In alcuni schemi, il primo interruttore automatico viene sostituito con un interruttore a pacchetto, e poi gli interruttori automatici meno potenti vengono installati sulle linee di consumo. Questa variante non contraddice le regole.

Durante il collegamento dei cavi, è importante assicurarsi che le uscite dell'RCD non siano unite sul neutro comune e non si incrocino in alcun punto con altri conduttori neutri o con il corpo del quadro. Dopo questo dispositivo di protezione, la linea deve andare direttamente a un altro RCD o a un interruttore automatico, e poi direttamente agli utilizzatori.

Dopo aver completato l'installazione, è necessario verificare la correttezza dell'assemblaggio dell'intero schema e il funzionamento del dispositivo di protezione.

Innanzitutto, si collega una apparecchiatura alla presa per creare un carico nella rete e si applica la tensione. Se tutto è corretto e l'isolamento è integro, non dovrebbero verificarsi interventi dell'RCD.

Successivamente, si verifica l'interruttore differenziale stesso. A tale scopo, la maggior parte degli RCD ha un pulsante 'T' ('TEST'). Premendolo, viene simulata una corrente di dispersione calcolata, a seguito della quale la protezione dovrebbe intervenire normalmente. Inoltre, il test deve funzionare indipendentemente dalla presenza o meno di un carico.

Se premendo 'TEST' l'RCD non ha scollegato la linea, allora è difettoso. È possibile che il circuito di simulazione della dispersione sia rotto. In questo caso, il dispositivo di protezione continuerà a svolgere le sue funzioni come previsto. Tuttavia, è meglio sostituire immediatamente anche un tale interruttore. Si consiglia di effettuare questo controllo una volta al mese.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Bisogna distinguere chiaramente le funzioni e i parametri dell'RCD antincendio e dell'RCD normale. Questi dispositivi hanno lo stesso aspetto esterno e la stessa struttura interna. Tuttavia, hanno compiti diversi. Per comprendere tutte le sfumature di queste differenze, consigliamo di visionare anche i video qui sotto.

Scopo dell'RCD antincendio:

Cos'è un dispositivo di protezione differenziale con descrizione dei valori nominali e dei tipi:

Perché collegare gli elettrodomestici tramite RCD:

Installare un RCD antincendio è sempre possibile da soli, poiché le istruzioni sono semplici e chiare anche per un dilettante. Ha solo due ingressi, è necessario collegare solo un paio di cavi. È importante solo scegliere correttamente i valori nominali di questo dispositivo in modo che intervenga quando necessario. Ma se non si hanno le competenze per tale collegamento, è meglio chiamare un elettricista.

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