“Salvavita” non è un nome tecnicamente corretto …alcuni casi particolari
Si era detto in una delle prime esposizioni come il nome “salvavita” affidato a suo tempo all’interruttore differenziale, non rappresenti correttamente la sua funzione, questo proprio per i limiti operativi propri dell’interruttore differenziale. L’interruttore differenziale quando interviene interrompe l’alimentazione al circuito in protezione ma non salvaguardia dalla “scossa” che in quanto tale il corpo umano avverte come fenomeno di elettrocuzione e reazioni fisiche conseguenti. L’interruttore differenziale non interviene in caso di contatto diretto in cui non siano presenti correnti di dispersioni verso terra, ovvero il caso di contatto accidentale con fase e neutro ,condizione in cui l’elemento determinante è proprio la speranza che ci sia una corrente di dispersione verso terra per garantire l’intervento dell’interruttore differenziale, con un tempo però proporzionale alla corrente di dispersione Id e non a quella che attraverserebbe il corpo umano Ie.
Ci sono poi da considerare alcune condizioni limite relative ai circuiti a valle del differenziale, quindi limiti circuitali, tipo:
-neutro accidentalmente a massa; un utenza alimentata da una linea monofase, quindi fase F e neutro N, nel momento in cui il neutro entra accidentalmente in contatto con una struttura metallica che presenta un elevato valore di resistenza verso terra, l’intensità di corrente If verso terra risulterà praticamente nulla essendo il conduttore di neutro già a potenziale circa zero, pertanto questa condizione non sarà in grado di generare uno squilibrio fra le correnti It ed In al punto da far intervenire l’interruttore differenziale. Una persona che accidentalmente entrasse in contatto con la fase F ed la struttura metallica verrebbe interessato da una corrente I2 di elettrocuzione (la I3 potrebbe risultare nulla se il soggetto si trovasse su una pedana isolante), quindi con la I3=0 la I2 si richiuderebbe al centro stella del trasformatore in cabina quasi totalmente attraverso il conduttore di neutro (meno la piccola If) e lo squilibrio delle correnti di linea non sarebbe sufficiente a far intervenire l’interruttore differenziale. Comunque anche se intervenisse il suo intervento sarebbe relativo alla piccola parte di I3 e non a quella I2 che ha interessato il soggetto. Questa condizione evidenzia l’importanza di installare il differenziale tenendo conto e prevenendo ogni possibile contatto accidentale della linea con una qualsiasi struttura metallica.
-sommatoria delle correnti verso terra; in un sistema trifase protetto a monte da un interruttore differenziale si possono senza difficoltà verificare delle correnti verso terra.
L’intervento dell’interruttore differenziale sarà determinato da un’intensità di corrente I pari alla somma vettoriale delle correnti di guasto
Se una persona venisse in contatto diretto con un conduttore di fase (L2) la corrente di elettrocuzione Ie e quella differenziale Id= I’+Ie , somma vettoriale, assumono l’andamento:
Perché si eviti questa condizione, e cioè che le correnti di dispersione su due fasi possano diminuire l’efficienza dell’interruttore differenziale nel caso di contatto diretto della seconda fase, si dovrà evitare il collegamento di più utilizzatori monofasi sotto un interruttore differenziale quadripolare.
Non è da sottovalutare anche le intensità di correnti di dispersione di alcune utenze elettroniche, tipo saldatrici, computer, comunque dispositivi con raddrizzatori di corrente che possono alterare o compromettere il corretto funzionamento dell’interruttore differenziale, in tal senso si dovrà prevedere un dispositivo di protezione differenziale dedicato alla tipologia di carico specifica.
-Insensibilità per guasti a monte; seppur possa sembrare banale, va però considerato questo aspetto, ovvero che un interruttore differenziale non può intervenire per dispersioni che interessano dispositivi collegati a monte dello stesso interruttore differenziale.
Esempio: uno stabile con impianto di terra comune, gli appartamenti A e B sono protetti rispettivamente con un interruttore automatico ed un interruttore differenziale magnetotermico, qualora si verifichi una dispersione nell’appartamento A, l’impianto di terra e quindi anche le masse metalliche dell’appartamento B assumeranno una tensione di contatto Vf.
L’interruttore differenziale non potrà intervenire, trattandosi di semplice tensione, e gli utenti dell’appartamento B , consci di esser protetti dal loro interruttore differenziale potranno invece subire un’elettrocuzione toccando una delle qualsiasi parti metalliche collegate a terra (esempio elettrodomestico), non solo ma il differenziale non potrà intervenire anche in seguito ad un elettrocuzione indiretta subita da un utente dell’appartamento A.
-circolazione o sommatoria di più correnti di guasto;
Nel caso di un contatto verso masso per difetto di isolamento di due utilizzatori monofase alimentati da una linea trifase, e si suppongano le correnti verso terra di valore inferiore alla soglia di intervento degli interruttori differenziali, si determina la circolazione di una corrente di guasto I alimentata alla tensione V di fasi L1 ed L3, provocando l’intervento di uno od entrambe gli interruttori differenziali.
-protezione a valle dei trasformatori; in questo caso l’installazione di un trasformatore differenziale ha senso solamente se si collegherà a terra la parte centrale dell’avvolgimento secondario del trasformatore fornendo così alla eventuale corrente di guasto verso terra la possibilità di circolare
-transitori di corrente; sono fenomeni che caratterizzano a volte interventi intempestivi dell’interruttore differenziale per la sua elevata sensibilità caratterizzata dalla presenza del suo elemento fondamentale quale appunto il toroide; ad esempio si può manifestare durante un passaggio Y/D (passaggio stella triangolo in fase di avviamento di motori asincroni di media e grossa potenza), in questi casi nel rispetto delle norme si può prevedere l’utilizzo di interruttori differenziali a tempo di intervento ritardato.
Bibliografia
Quanto esposto è frutto di una rielaborazione di contenuti del testo di riferimento di Officina Elettromeccanica. M.Pirini 1a ediz.1983, a mio avviso utili in quanto chiariscono alcuni aspetti
pratici nella quotidianeità dei guasti elettrici relativi agli impianti civili.
