CEI 23-98: Guida all’uso corretto di interruttori differenziali
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Guida all’uso corretto di interruttori differenziali per installazioni domestiche e similari
ID 7986 | 17 Marzo 2019
Il presente Documento, estratto dalla Guida CEI 28-93, fornisce a progettisti, costruttori, installatori, utilizzatori e persone incaricate della manutenzione delle installazioni, una guida e informazioni sulla scelta, l’installazione e l’utilizzo degli interruttori differenziali per installazioni fisse con l’obiettivo di ottimizzare la disponibilità a lungo termine della protezione fornita dagli interruttori differenziali (riportata la menzione alla norma CEI EN 62423:2013 Interruttori differenziali di Tipo F e B con e senza sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche e similari non presente nella Guida).
Excursus
Il termine interruttore differenziale è un termine generico applicato ad una famiglia di prodotti che si aprono automaticamente in risposta ad una corrente differenziale uguale o superiore alla corrente differenziale di intervento nominale, In, dell’interruttore differenziale.
Gli interruttori differenziali conformi alle IEC 61008 e IEC 61009 e IEC 61543 sono destinati ad essere utilizzati nelle condizioni per interno normali previste per “Uso domestico e similare (vedi 5.1.1). Essi non sono soggetti a manutenzione.
Introduzione
Negli ultimi quarant’anni, l’esperienza maturata sugli interruttori differenziali da parte di costruttori, laboratori, installatori, utilizzatori ed enti di installazione è stata raccolta e utilizzata dai comitati tecnici della IEC (in particolare dal SC23E) per realizzare miglioramenti dell’affidabilità degli interruttori differenziali attraverso revisioni delle norme IEC sugli interruttori differenziali. Prescrizioni e prove sono state aggiunte o migliorate nell’ambito di tali norme IEC in vista di questo obiettivo. Un progresso considerevole è stato fatto quando il SC23E ha deciso di introdurre prescrizioni quali una prova ambientale di 28 giorni il cui scopo è simulare l’invecchiamento dell’interruttore differenziale.
Gli utilizzatori, gli installatori e gli altri comitati della IEC devono essere informati che, sebbene l’affidabilità di un interruttore differenziale conforme alle relative norme sugli interruttori differenziali sia stata sostanzialmente migliorata rispetto agli interruttori differenziali precedenti, la disponibilità della protezione fornita dagli interruttori differenziali è collegata a molti parametri, non tutti correlati agli interruttori differenziali stessi ma comprendenti anche l’installazione e le condizioni ambientali.
La presente Guida ha identificato e trattato in modo dettagliato i fattori chiave che incidono sulla disponibilità della protezione degli interruttori differenziali in modo da contribuire ulteriormente al funzionamento affidabile degli interruttori differenziali in servizio e migliorare le funzioni di protezione fornite da questi dispositivi. Il SC23E continuerà a controllare questa importante area con l’obiettivo di completare il lavoro realizzato con la pubblicazione della presente Guida.
Ulteriori informazioni: Durante una riunione tra i responsabili del TC64 e del SC23E, è stato confermato che la presente Guida non entra in conflitto con le norme del TC64 e che lo scopo
della presente Guida è fornire informazioni per una migliore comprensione dell’uso corretto degli interruttori differenziali
Il termine interruttore differenziale è un termine generico applicato ad una famiglia di prodotti che si aprono automaticamente in risposta ad una corrente differenziale uguale o superiore alla corrente differenziale di intervento nominale, In, dell’interruttore differenziale. Questo termine generico è spesso applicato a quanto segue:
RCCB - Interruttore differenziale senza sganciatori di sovracorrente incorporati
RCBO - Interruttore differenziale con sganciatori di sovracorrente incorporati
SRCD - Interruttore differenziale per presa fissa
PRCD - Interruttore differenziale mobile
Un interruttore differenziale senza sganciatori di sovracorrente incorporati differisce da un interruttore differenziale con sganciatori di sovracorrente incorporati in quanto quest’ultimo avrà una risposta supplementare alle condizioni di sovracorrente, mentre il primo non risponderà a tali condizioni.
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4.1 Disponibilità della protezione assicurata dagli interruttori differenziali
La disponibilità della protezione assicurata dagli interruttori differenziali è l’attitudine di un dispositivo a svolgere una funzione di protezione richiesta in condizioni date all’interno di un’installazione appropriata per un dato periodo di tempo. La disponibilità della protezione assicurata dagli interruttori differenziali non è limitata all’apparecchiatura ma include parametri dell’istallazione quali la continuità del conduttore di protezione, il valore appropriato della resistenza di terra, la resistenza di isolamento e le condizioni ambientali.
NOTA 1
È raccomandata la verifica periodica dell’installazione, compresa la verifica dei carichi elettrici e dell’apparecchiatura che incorpora gli interruttori differenziali. Dopo la verifica, si devono prendere appropriate misure correttive, per es. la riparazione dell’installazione o la sostituzione dell’apparecchiatura difettosa, ecc.
Il valore della disponibilità della protezione assicurata dagli interruttori differenziali può essere espresso in termini di percentuale quando si osserva una popolazione omogenea di interruttori differenziali all’interno della stessa installazione, oppure può esprimere la probabilità di un singolo dispositivo a svolgere la funzione di protezione dopo un periodo di tempo definito.
NOTA 2
Protezione: la funzione richiesta è intervenire quando è necessario, e non intervenire quando non è necessario.
NOTA 3
La disponibilità delle misure di protezione corrisponde alla necessità reale dell’utilizzatore.
Figura 1 - Disponibilità teorica della protezione senza misure correttive all’interno dell’installazione
Figura 2 - Disponibilità teorica della protezione con misure correttive realizzate all’ interno dell’installazione durante la verifica periodica
NOTA 1
Questa figura si basa sull’ipotesi della Fig. 3, che suppone che il tasso di guasto sia stabile per la durata di vita utile. 
Figura 3 - Tasso di guasto e durata di vita utile
5 Informazioni relative al contributo dei prodotti alla disponibilità della protezione
5.1 Contributo di conformità alle norme degli interruttori differenziali
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Le relative norme IEC che trattano gli interruttori differenziali per uso domestico e similare sono:
- la IEC 61008 Interruttori differenziali senza sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche e similari
- la IEC 61009 Interruttori differenziali con sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche e similari
- la IEC 61543 Requisiti di compatibilità elettromagnetica per interruttori differenziali (RCD) per usi domestici e similari
La conformità alle relative norme di prodotto deve essere assicurata dal costruttore per tutti i dispositivi prodotti. Questa conformità può essere assicurata mediante:
- La valutazione di conformità per mezzo di prove di tipo (dichiarazione o certificazione del costruttore), e
- Le prove individuali come richiesto dalla presente Guida.
Gli installatori e gli utilizzatori dovrebbero utilizzare solo interruttori differenziali completamente conformi alle norme IEC.
Le caratteristiche nominali degli interruttori differenziali sono indicate nelle relative norme di prodotto degli interruttori differenziali. Ad eccezione delle tolleranze specificate in queste norme, le caratteristiche nominali degli interruttori differenziali non devono essere superate. Il funzionamento di un interruttore differenziale al di fuori delle sue caratteristiche nominali specificate può dar luogo a danneggiamenti dell’interruttore differenziale stesso e compromettere la disponibilità della funzione di protezione.
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5.1.2 Contributo delle condizioni ambientali normalizzate alla disponibilità della protezione
Gli interruttori differenziali conformi alle IEC 61008, IEC 61009 e IEC 61543 sono destinati ad essere utilizzati nelle condizioni normali interne previste per uso domestico e similare dove:
- Il campo di temperatura estrema è compreso tra -5 °C e 40 °C con un valore di riferimento di 20 °C.
- Il livello di umidità relativa non supera il 50 % a 40 °C.
- La pressione atmosferica resta nel campo da 70 kPa a 106 kPa (altitudine < 2 000 metri).
- La qualità dell’atmosfera è quella normalmente prevista in un ambiente domestico, che non sia né corrosivo né carente di ventilazione adeguata.
- Il campo magnetico esterno non supera 5 volte il campo magnetico terrestre in alcuna direzione
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5.1.3 Contributo delle prove normalizzate alla disponibilità della protezione
La disponibilità della protezione assicurata dall’interruttore differenziale durante la sua durata di vita utile e nelle condizioni di utilizzo previste è considerata verificata da prove specifiche (vedi elenco qui di seguito tratto dalla IEC 61008) eseguite nelle diverse sequenze di prove di tipo.
Queste prescrizioni e prove specifiche simulano l’invecchiamento dell’interruttore differenziale oppure verificano la capacità di resistenza alle sollecitazioni che possono verificarsi in qualsiasi momento durante l’uso.
- Marcatura
- Meccanismo
- Meccanismo a scatto libero
- Resistenza al calore
- Resistenza dell’isolamento alle tensioni impulsive
- Affidabilità a 40 °C
- Invecchiamento dei componenti elettronici
- Durata meccanica ed elettrica
- Interventi intempestivi
- Prestazione a IΔm
- Dispositivo di prova
- Corrente di non-intervento in condizioni di sovracorrenti
- Coordinamento a Inc
- Prestazione a Im
- Coordinamento a Im
- Coordinamento a IΔc
- Affidabilità (prove climatiche)
Fenomeni di compatibilità elettromagnetica, IEC 61543
- Transitori unidirezionali condotti della scala temporale ms e μs
- Tensioni ad alta frequenza condotte e irradiate
- Transitori unidirezionali condotti della scala temporale ns (treni di impulsi)
- Scariche elettrostatiche
6 Disponibilità della protezione nelle installazioni munite di interruttori differenziali
Sebbene la disponibilità della protezione assicurata dagli interruttori differenziali o da altre apparecchiature elettriche dipenda da un buon progetto e da una fabbricazione di qualità elevata, si deve riconoscere anche che gli interruttori differenziali non sono usati da soli, ma fanno parte di un’installazione elettrica.
I fattori relativi all’installazione e all’uso dell’installazione elettrica possono influenzare la disponibilità della protezione o il funzionamento corretto dell’apparecchiatura elettrica, quali gli interruttori differenziali, dopo l’installazione. Questo tipo di disponibilità non può essere verificato con le prove delle norme di prodotto e pertanto richiede una verifica periodica delle installazioni.
Gli interruttori differenziali provati secondo le norme IEC 61008 o IEC 61009 riguardano i dispositivi previsti per essere utilizzati da persone non esperte e non avvertite nelle installazioni o nelle apparecchiature non soggette a manutenzione.
Tuttavia, una verifica regolare delle installazioni, comprendente la verifica delle apparecchiature degli interruttori differenziali, è consigliata per mantenere un livello elevato di disponibilità della protezione (vedi Fig. 2).
- L’apparecchiatura fornita per verificare l’intervento corretto degli interruttori differenziali dopo l’installazione dovrebbe essere usata con attenzione poiché la misura può essere influenzata da parametri collegati all’installazione. L’analisi di alcuni interruttori differenziali apparentemente non funzionanti ha rilevato che essi erano effettivamente collegati o installa ti in modo non corretto.
- Le condizioni ambientali possono avere un’influenza considerevole sull’invecchiamento e sulla disponibilità della protezione assicurata da gli interruttori differenziali. L’uso o il funzionamento di un interruttore differenziale al di fuori del suo campo previsto può compromettere il suo funzionamento corretto o la sua affidabilità. Tali condizioni ambientali possono comprendere: un livello elevato di umidità, temperature estreme, la presenza di gas corrosivi, un livello ceraunico elevato, sovratensioni ripetitive, vibrazioni, ecc.
- Anche la qualità dell’alimentazione può influenzare l’invecchiamento degli interruttori differenziali. Le tolleranze sui livelli di tensione, i buchi di tensione, le frequenze, la distorsione d’onda sinusoidale, ecc. dovrebbero essere prese in considerazione.
Operazioni eccessive o l’uso a norma le dell’apparecchiatura elettrica quali gli interruttori differenziali ridurranno la disponibilità della protezione assicurata dagli interruttori differenziali. Pertanto, gli interruttori differenziali dovrebbero essere sostituiti in caso di uso anormale. Esempi di operazioni eccessive o uso anormale sono:
- richiusure successive rapide (per es. durante un tentativo di localizzare un guasto in un’installazione,
- uso degli interruttori differenziali senza un involucro appropriato in un ambiente umido,
- temperatura al di fuori dei limiti specificati,
- scosse o vibrazioni eccessive.
Considerazioni sulla durata di vita prevista dell’interruttore differenziale
Dalle considerazioni sopra riportate ed a causa del grande numero di parametri che influenzano il funzionamento corretto degli interruttori differenziali, si comprende come non sia possibile prevedere un numero di anni o di mesi per la durata di vita prevista dell’interruttore differenziale.
Dalle considerazioni sopra riportate ed a causa del grande numero di parametri che influenzano il funzionamento corretto degli interruttori differenziali, si comprende come non sia possibile prevedere un numero di anni o di mesi per la durata di vita prevista dell’interruttore differenziale.
Tuttavia, gli utilizzatori di interruttori differenziali dovrebbero comprendere anche che, sebbene gli interruttori differenziali provati secondo le norme IEC 61008 o IEC 61009 siano riconosciuti affidabili e non soggetti a manutenzione, essi non possono fornire una protezione illimitata. Considerando tutti gli aspetti della disponibilità della protezione, è quindi importante:
- verificare le installazioni, compreso il funzionamento degli interruttori differenziali, durante la messa in servizio,
- verificare regolarmente le installazioni, i carichi elettrici e l’apparecchiatura elettrica compresi gli interruttori differenziali durante la vita dell’installazione e sostituire i carichi e le apparecchiature elettriche difettosi, compresi gli interruttori differenziali,
- prendere in considerazione la sostituzione dei carichi o delle apparecchiature, compresi gli interruttori differenziali, dopo un certo numero di anni a seconda delle condizioni di uso e di installazione.
6.2 Raccomandazioni riguardanti l’uso corretto del tasto di prova
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7 Informazioni relative all'installazione e all'utilizzo di interruttori differenziali sul campo
7.1 Considerazioni e misure generali in ambiente severo
Gli interruttori differenziali conformi alle IEC 61008 e IEC 61009 e IEC 61543 sono destinati ad essere utilizzati nelle condizioni per interno normali previste per “Uso domestico e similare (vedi 5.1.1).
Essi non sono soggetti a manutenzione.
Le prescrizioni ambientali per la compatibilità elettromagnetica sono riportate nella IEC 61543. Di conseguenza, la disponibilità a lungo termine della protezione assicurata dagli interruttori differenziali conformi alle norme sopra riportate può essere ragionevolmente assicurata. Non è possibile classificare gli interruttori differenziali in categorie diverse correlate alle condizioni ambientali perché il numero di combinazioni delle condizioni particolari e dei livelli è troppo elevato per permettere una classificazione realistica
Se un interruttore differenziale è utilizzato in condizioni diverse da quelle descritte nella Tab. 2 della IEC 61008 o nella Tab. 4 della IEC 61009 (per es. strutture adibite ad uso agricolo, uso all’esterno, vicinanza a trasmettitori radio, in prossimità del mare, in un ambiente corrosivo quale la presenza di candeggina o altra sostanza corrosiva, ecc.) speciali precauzioni dovrebbero essere prese in considerazione per evitare un invecchiamento accelerato.
Per mantenere la disponibilità della protezione ad un livello elevato, si raccomanda di verificare la documentazione del costruttore per determinare se un interruttore differenziale è adatto all’uso in condizioni ambientali severe, per es. un grado IP elevato, o interruttori differenziali resistenti ad impulsi elevati. Si dovrebbe prestare attenzione a raccomandare le misure di protezione supplementari seguenti.
- Per primo, si consiglia di verificare regolarmente l’installazione, gli involucri e le apparecchiature come gli interruttori differenziali conformemente alle raccomandazioni della presente Guida. La sostituzione degli interruttori differenziali dopo un periodo di tempo più breve del consueto in condizioni ambientali normali dovrebbe essere presa in considerazione.
- Installare l’interruttore differenziale in un riparo appropriato per ridurre le influenze delle condizioni ambientali esterne, per es. utilizzando involucri, mezzi di ventilazione, riscaldamento ed essiccamento. Il risultato dell’alloggiamento in un riparo dovrebbe rappresentare le condizioni ambientali normali
NOTA 1 Per le installazioni speciali, il grado minimo di protezione IP fornito dall’apparecchiatura o dal suo involucro è definito nella relativa Parte 7 della IEC 60364.
NOTA 2 Riscaldare un involucro per ridurre il livello di umidità relativa può essere inappropriato. L’efficacia del sistema di riscaldamento dipende dal controllo della ventilazione e dell’umidità. Riscaldare l’aria umida può essere peggio che non far niente. Può essere meglio seccare l’aria che scaldarla.
7.2 Parametri più significativi da tenere in considerazione
7.2.1 Generalità
La seguente tabella, tratta dalla IEC 60364-5-51, stabilisce in dettaglio le influenze esterne più significative riguardanti il funzionamento e la disponibilità della protezione assicurata dagli interruttori differenziali. Essa stabilisce anche i livelli normali secondo le influenze esterne riscontrate nell’uso domestico e similare.
Per condizioni più severe, si richiama l’attenzione sull’importanza dei relativi criteri, che possono compromettere il funzionamento degli interruttori differenziali. Si dovrebbe seguire il consiglio del costruttore prima di scegliere e installare gli interruttori differenziali in tali condizioni
7.2.2 Selettività
L’installazione di un interruttore differenziale a monte di un altro interruttore differenziale è spesso chiamata selettività, anche se talvolta si usa la parola “discriminazione”. Lo scopo normale di tale selettività è assicurare che una corrente differenziale su un sotto-circuito comporti soltanto l’intervento dell’interruttore differenziale che protegge il sotto-circuito e non comporti l’intervento dell’interruttore differenziale a monte, a meno che il guasto non si prolunghi oltre un certo periodo di tempo.
La regola generale per assicurare una selettività appropriata si basa su due condizioni che devono essere soddisfatte:
- La durata minima di non-intervento dell’interruttore differenziale a monte deve essere superiore alla durata di interruzione de gli interruttori differenziali a valle.
- La corrente differenziale nominale d’intervento dell’interruttore differenziale a monte deve
essere almeno 3 volte la corrente differenziale nominale d’intervento degli interruttori differenziali installati a valle.
Per esempio, è possibile assicurare la selettività tra un interruttore differenziale di tipo S da 100 mA installato a monte di un interruttore differenziale di tipo generale da 30 mA. In caso di corrente di guasto di 500 mA, il tempo massimo di intervento dell’interruttore differenziale a valle da 30 mA sarà 40 ms mentre la durata minima di non intervento dell’interruttore differenziale a monte sarà 50 ms; in questo modo la selettività è assicurata
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Allegato C (informativo)
Funzionamento degli interruttori differenziali con le correnti di guasto possibili
Sono illustrate le correnti di guasto possibili per i circuiti contenenti semiconduttori.
Gli interruttori differenziali di tipo AC forniranno la protezione contro le correnti guasto a terra illustrate negli schemi 8 e 9.
Gli interruttori differenziali di tipo A forniranno la protezione contro le correnti guasto a terra illustrate negli schemi 1, 4, 5, 8 e 9.
Gli interruttori differenziali di tipo B forniranno la protezione contro le correnti guasto a terra illustrate negli schemi da 1 a 9
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Segue in allegato
Fonte
CEI 23-98
Guida all’uso corretto di interruttori differenziali per installazioni domestiche e similari
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