CRITERI DI SCELTA DELLE PROTEZIONI DIFFERENZIALI Angelo Baggini*, Franco Bua** Comitato Elettrotecnico Italiano * Università degli Studi di Bergamo, angelo.baggini@unibg.it ** ECD Engineering Consulting and Design, Pavia, franco.bua@ecd.it 1
Quadro normativo 2 Norma CEI 23-103 CEI EN 61543 CEI EN 61008-1 CEI EN 61008-2-1 CEI 23-98 CEI EN 61009-1 CEI EN 61009-2 CEI 23-95 CEI 23-96 CEI EN 60947-2 CEI 23-78 CEI EN 62020 CEI 23-101 Titolo - Oggetto Prescrizioni generali per dispositivi di protezione a corrente differenziale Interruttori differenziali (RCD) per usi domestici e similari. Compatibilità elettromagnetica Interruttori differenziali senza sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche e similari. Parte 1 : prescrizioni generali Interruttori differenziali senza sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche e similari. Parte 2-1: Applicabilità delle prescrizioni generali agli interruttori differenziali con funzionamento indipendente dalla tensione di rete. Guida all uso corretto di interruttori differenziali per installazioni domestiche e similari. Interruttori differenziali con sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche e similari. Parte 1: prescrizioni generali Guida CEI 23-98 Guida Interruttori differenziali all uso con sganciatori di sovracorrente corretto destinati ad essere di incorporati differenziali o associabili a prese fisse (SRCBO). per installazioni domestiche e similari Interruttori differenziali con sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche e similari. Parte 2-1: Applicabilità delle prescrizioni generali agli interruttori differenziali con funzionamento indipendente dalla tensione di rete. Prese interbloccate con dispositivo a corrente differenziale con sganciatori di sovracorrente per installazione fissa per uso domestico e similare (PID) Apparecchiature a bassa tensione. Parte 2: Interruttori automatici Allegato B Interruttori con protezione differenziale incorporata; Allegato M Dispositivi differenziali separati (non integrati in un apparecchio d interruzione) Apparecchiature a bassa tensione. Interruttori differenziali mobili senza sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche similari (PRCD) Indicatori di corrente differenziale per installazioni domestiche e similari Dispositivi di richiusura automatica per interruttori automatici, interruttori differenziali con o senza sganciatore di sovracorrente per usi domestici e similari.
Principio di funzionamento MECCANISMO DI APERTURA L1 L2 L3 N MOLLA DI RICHIAMO AVVOLGIMENTO SECONDARIO MAGNETE PERMANENTE RELE DI SGANCIO RELE DI SGANCIO T 3
Principio di funzionamento MOLLA DI RICHIAMO MECCANISMO DI APERTURA L1 L2 L3 N AVVOLGIMENTO SECONDARIO MAGNETE PERMANENTE RELE DI SGANCIO RELE DI SGANCIO T 4
CEI EN 61008-1, CEI EN 61009-1, CEI EN 60947-2, * IEC 62423:2007 Tipologie costruttive (1) AC A B A + PAS improvvise o lentamente crescenti AC + pulsanti unidirezionali improvvise o lentamente crescenti CC RIPPLE < 10% 5 1 2 3 4 5 6
Norma IEC 62423 Interruttore differenziale di tipo B Tipo generlae Tipo S Tipologie costruttive Tipo di corrente differenziale I D di non intervento I D di intervento Durata massima di intervento (s) Durata minima di non intervento (s) Durata massima di intervento (s) 1 150 Hz 0,5 I Dn 2,4 I Dn 0,3 0,13 0,5 400 Hz 0,5 I Dn 6 I Dn 0,3 0,13 0,5 1000 Hz 14 I Dn 0,3 0,13 0,5 2 1) I Dn + 10 ma (0,4 I Dn ) 2) I Dn / 30 1) A seconda che sia maggiore 0,4 I Dn o 10 ma; 2) Gradiente di aumento della corrente differenziale. 3) 1,4 I Dn + 10 ma (0,4 I Dn ) 5) 1,4 I Dn / 30 3 4) I Dn + 10 ma (0,4 I Dn ) 5) 2 I Dn / 30 3) A seconda che sia maggiore 0,4 I Dn o 10 ma; 4) 1,4 se I Dn > 10 ma; 2 se I Dn 10 ma; 4 0,5 I Dn 2 I Dn 0,3 0,13 0,5 Si applica la tabella 7.2. 5 0,5 I Dn 2 I Dn 0,3 0,13 0,5 Si applica la tabella 7.2. Ripple 10 % 0,5 I Dn 2 I Dn 0,3 0,13 0,5 6 6 Si applica la tabella 7.2. (parzialmente) Una corrente continua livellata (smooth direct current) è una corrente continua priva di ondulazione, ovvero con un ondulazione residua (ripple) minore del 10% (IEC 60755 art. 3.1.5)
DB DB DB Tipo A - Principio di funzionamento Tipologie costruttive B B Id Id 7 AC A
Tipo B - Principio di funzionamento Tipologie costruttive 1 3 5 N A UNITA ELETTRONICA F n ID M A n W1 Dm DwL W2 I E n W2 T AE DU R 2 4 6 N 8
Tipo B principio di funzionamento Tipologie costruttive A UNITA ELETTRONICA AE Dm DU F n DwL I R ID W2 Permeabilità magnetica relativa m r a b c I D Campo magnetico H d 9
Tipologie costruttive (2) 10 Abbrev. Intern. RCCB RCBD R.C. unit CBR Residual Current Circuit Breaker Residual Current Breaker with Overcurrent protection Residual Current unit Circuit Breaker incorporating Residual current protection Tipo di dispositivo Interruttore differenziale senza sganciatori di sovracorrente incorporati Interruttore differenziale con sganciatori di sovracorrente incorporati Dispositivo differenziale adattabile (blocco differenziale). Questo dispositivo funziona unicamente in combinazione con un interruttore automatico secondo CEI EN 60898 Norma di prodotto CEI EN 61008-1 CEI EN 61009-1 CEI EN 61009-1 Interruttore con protezione differenziale incorporata CEI EN 60947-2 MRCD Modular Residual Current Device Dispositivo differenziale separato CEI EN 60947-2 SRCD SRCBO PID PRCD Socket outlet Residual Id Current Device Socket outlet Residual Current Breaker with Overcurrent protection Prese interbloccate con dispositivo a corrente differenziale, con sganciatori di sovracorrente per installazione fissa per uso domestico e similare (PID) Portable Residual Current Device Interruttore differenziale destinato a essere incorporato o associabile a prese fisse Interruttore Id differenziale destinato a essere incorporato o associabile a prese fisse Dispositivo, costituito da una presa e da un dispositivo a corrente differenziale con sganciatore di sovracorrente incorporato che comanda la presa, provvisto di interblocco Interruttore differenziale mobile senza sganciatori di sovracorrente incorporati Progetto di Norma IEC CEI 23-95 CEI 23-96 CEI 23-78 RCM Residual Current Monitor Indicatore di corrente differenziale CEI EN 62020 BA MRCD
Grandezze caratteristiche 11 Tipo AC, A, B Corrente nominale In Numero di poli Frequenza nominale Corrente differenziale nominale di intervento I Dn Corrente differenziale nominale di non intervento I Dno Potere di chiusura e di interruzione nominale I m Potere di chiusura e di interruzione differenziale nominale I Dm Tempo di ritardo Tensione nominale di impiego Ue Potere di ctocto nominale Caratt. Interv. sovracorrente (B,C,D) I 2 t Corrente condizionale nominale di cortocircuito I nc Corrente condizionale nominale di cortocircuito differenziale I Dc Gamma delle temperature ambiente CEI EN 61008-1 * IEC 62423 CEI EN 61009-1
* CEI 64-8 art. 412.5.1 **CEI 64-8 art. 705.422 Protezione contro l incendio I dn 300 ma* Anche tipo S Obbligatorio 500 ma in strutture adibite a uso agricolo o zootecnico** 13
CEI 64-8 art. 412.5 Contatti diretti protezione addizionale I dn 30 ma NON sostitutiva Obbligatoria prese a spina : abitativo 20 A utilizzatori mobili esterno 32 A 14
UL: tensione di contatto limite convenzionale CEI 64-8/4 art. 413.1.4.2 Contatti indiretti per interruzione automatica Sistemi TT Ed. 2003 Ed. 2007 R A I a 50 R E I dn U L 15
Corrente differenziale d intervento IΔ (ma) (D.Pennati Interruttori e dispositivi differenziali Tecniche Nuove MI) Contatti indiretti Correnti ad elevata frequenza 10000 Limiti superiori della corrente differenziale di intervento per frequenze differenti da 50/60 Hz Frequenza IEC 62423 VDE 0664 T 100 1000 50 IΔn IΔn 100 IΔn VDE 0664 T 100 Tipo B IΔn = 30 150 2,4 IΔn 400 6 IΔn IEC 62423 1000 14 IΔn 11 IΔn 100 2000 20 IΔn 10 1 10 100 1000 10000 Frequenza (Hz) 18 R E I dn U L
CEI 64-8 art. 536.2.2 Protezione della protezione contro le sovracorrenti 32 A Id 25 A 25 A Id 16 A 16 A 10 A 20 NO NO
CEI 64-8 art. 536.2.2. Protezione della protezione contro le sovracorrenti 32 A Id 42 A 32 A Id 16 A 16 A 10 A 21 SI SI
t (s) Selettività CEI 64-8 art. 536.3 La selettività tra differenziali in serie può essere prescritta per ragioni di esercizio in particolare quando è in gioco la sicurezza Tipo Generale 30 ma CEI EN 61008-1 10 Tipo S 300 ma CEI EN 61008-1 S 300 ma Id 1 30 ma Id 0,1 1023 100 1000 10000 1000000 Id (ma)
t (s) Selettività CEI 64-8 art. 536.3 La selettività tra differenziali in serie può essere prescritta per ragioni di esercizio in particolare quando è in gioco la sicurezza Tipo Generale 30 ma CEI EN 61008-1 10 Tipo S 300 ma CEI EN 61008-1 1 A 0,5 s Id 1 A 0,5 s S 300 ma Id 1 30 ma Id 0,1 1024 100 1000 10000 1000000 Id (ma)
SELETTIVITA A TRE LIVELLI SELETTIVITA A DUE LIVELLI 1 livello 2 livello 3 livello Interruttore differenziale CEI EN 60947-2 Allegato B Interruttore differenziale AC, A, B CEI EN 61009-1 30 ma tipo generale NP 300 ma tipo generale NP Interruttore differenziale AC, A, B CEI EN 61008-1; CEI EN 61009-1 100 ma tipo S 10 ma, 30 ma, tipo generale 300 ma tipo S 500 ma tipo S 1 A tipo S 10 ma, 30 ma, 100 ma, tipo generale 10 ma, 30 ma, 100 ma, tipo generale 10 ma, 30 ma, 100 ma, 300 ma, tipo generale 300 ma 0,3 s (ritardo) 100 ma tipo S 10 ma, 30 ma, tipo generale 1 A 0,5 s (ritardo) 300 ma tipo S Selettività 10 ma, 30 ma, 100 ma, tipo generale 25
Apparecchiature elettroniche Correnti di dispersione 26 VSD Inverter 20 kva
* Corrente di dispersione > 3,5 ma (EN 60950 CEI 74-2) Interventi intempestivi Correnti di dispersione stazionarie CEI 64-8 Sezione 707 Prescrizioni per la messa a terra di apparecchiature di elab. Dati* Prescrizioni supplementari sistemi TT (Art. 707.471.4) 27 I I 2 N 1 D U 2R CEI 23-98 Guida all uso corretto di interruttori differenziali per installazioni domestiche e similari I1 0,3 IDN I1 k I1i k L A 0,7-0,8
Filtro Filtro I d I d d * B Se trifase (CEI 64-8 art. 531.2.1.4 commento e CEI EN 62040 art. 4.5.12) I Convertitore di frequenza 28 1 2 3
I d UPS da inverter in presenza di rete UPS I d I d d I 30
I d UPS in isola UPS I d I d d I 31 CEI 64-8/4 art. 413.1.5.3, 1.5.4 e 1.5.5
I d Interventi intempestivi Scaricatori di sovratensione SPD a monte SPD N-PE SPD a valle I c I d Tipo S I Dn 2 34
Interventi intempestivi Scaricatori di sovratensione SPD a monte SPD N-PE SPD a valle I c I d ID 2 Tipo S n Tipo Generale S Immunità 200 A - 0,5 ms 100 khz 3000 A 8/20 ms 35 CEI EN 61008-1 e 61009-1
I d Interventi intempestivi Scaricatori di sovratensione SPD a monte SPD N-PE SPD a valle I c I d Tipo S I Dn 2 36
* < 2,5 m (CEI 64-8 art. 23.11) Impianti di illuminazione all esterno Interruttore differenziale Sovratensioni di origine atmosferica Immunità (I d, temporali) Selettività orizzontale Richiusura automatica 30 ma (raccomandazione) Pensiline Cabine telefoniche Insegne a portata di mano* Pannelli info a portata di mano* Suddivisione su più circuiti Suddivisione su più Insensibile NO circuiti regolamentazione perturbazioni Pericolo non elettrico Tipo S Soglia di intervento 37
Elevate correnti di inserzione Interventi intempestivi CEI EN 61008-1 Nessun intervento per I < 6 In 38
Id Id Casi particolari Impianti fotovoltaici 1 2 39
Disponibilità Fino al 50% guasti OK in laboratorio Condizioni ambientali Tasto di prova IEC 651543:1995 (CEI 23-53 V3) disponibilità 1 T T T 42 tempo
Conduttore di protezione CEI 64-8 art. 531.2.1.2 43
Id Contatto bipolare diretto o con una parte attiva e una massa in contatto con il neutro I1 - I2 44
Id Contatto diretto sistema trifase con correnti di dispersione Iris Iris=0 47
Id Contatto diretto - guasto N in un TN desensibilizzazione 48
Id Sistema isolato da terra Contatti diretti e indiretti GRUPPO ELETTROGENO 49
Id Contatti indiretti Guasto MT Sistema TN-S 58
Id Contatti indiretti PEN interrotto Sistema TN-S derivato da TN-C PEN 59
Id Contatti indiretti TT con terre separate I1 - I2 62