Affidabilità della protezione differenziale

Affidabilità della protezione differenziale

tratta da voltimum

Con il termine interruttore differenziale si identificano una serie di apparecchi in grado di aprire automaticamente un circuito quando sono sollecitati da una corrente differenziale uguale o superiore alla loro corrente differenziale di intervento nominale Idn. Si tratta di dispositivi che forniscono principalmente una protezione nei confronti delle persone che dovessero entrare accidentalmente in contatto con una parte in tensione. L’efficacia della protezione dipende però da un suo uso corretto.
Un uso corretto dell’interruttore differenziale, infatti, permettere di garantire nel tempo le caratteristiche richieste e quindi la disponibilità della protezione nel tempo.
La disponibilità della protezione è la capacità del dispositivo a svolgere nel tempo, a determinate condizioni e nell’ambito di un’appropriata installazione, la funzione di protezione richiesta. L’efficacia della protezione non dipende unicamente dall’apparecchiatura ma coinvolge anche altri elementi dell’istallazione come la continuità del conduttore di protezione, il valore della resistenza di terra e di isolamento e le condizioni ambientali.

Figura 1 – interruttori differenziali di uso comune

Tali prerogative devono essere garantite anche nel tempo ed è per questo che è raccomandabile una verifica periodica dell’impianto, comprese le utenze elettriche, e gli interruttori differenziali. Se dopo la verifica si dovessero accertare carenze nella protezione si dovranno adottare opportune misure correttive che possono richiedere la riparazione o la sostituzione dell’apparecchiatura difettosa o non più valida. La disponibilità della protezione può essere formulata in percentuale rispetto ad un insieme omogeneo di interruttori differenziali osservati all’interno di una stessa installazione oppure come la probabilità di un singolo dispositivo a garantire la protezione richiesta (intervenire quando è necessario e non in caso contrario) dopo uno specifico periodo di tempo.

In figura 2a si evidenzia come la disponibilità della protezione diminuisce significatamene quando l’installazione non è sottoposta a regolare verifica. La figura 2b mostra invece come in un’installazione regolarmente verificata la disponibilità si riporta al 100 % dopo che sono state adottate opportune misure correttive, come ad esempio la sostituzione dell’apparecchiatura difettosa o che ha terminato il suo periodo di vita utile. La durata di vita utile (figura 2c) di un’apparecchiatura, in condizioni di funzionamento definite, è l’intervallo di tempo che intercorre fra il momento in cui viene messa in funzione e il momento in cui il livello di guasto non è più accettabile.

Figura 2 – a) Disponibilità teorica della protezione senza misure correttive b) Disponibilità teorica della protezione con misure correttive c) Tasso di guasto e durata di vita utile

La durata di vita utile di un interruttore differenziale è stabilita convenzionalmente mediante prove di durata, di cortocircuito, di invecchiamento, ecc. Raggiunto questo limite, il tasso di guasto aumenta (il tasso di guasto inteso come la probabilità che possa manifestarsi un difetto di intervento per un periodo di tempo dato) in modo inaccettabile e la protezione può essere fornita solo sostituendo il dispositivo ormai obsoleto.

I meccanismi e i circuiti, elettrici o elettronici, che concorrono alla funzione di protezione possono essere sensibili alle sollecitazioni ambientali esterne. Mantenendosi all’interno di valori normalizzati delle condizioni ambientali e se il dispositivo è di buona qualità, queste parti possono sopportare in modo soddisfacente le sollecitazioni che è lecito attendersi nell’uso normale per le applicazioni domestiche e similari. Per un utilizzo nelle normali condizioni ambientali presenti in ambito domestico e similare si assumono come valori normalizzati quelli riportati nella tabella 1.

tabella 1 – Condizioni ambientali normalizzate di riferimento

L’affidabilità della protezione fornita da qualsiasi apparecchiatura elettrica, compresi quindi gli interruttori differenziali, dipende oltre che dalle caratteristiche del prodotto stesso anche da quelle dell’installazione elettrica nel suo insieme. Poiché la disponibilità della protezione non può essere accertata con le sole prove previste dalle norme di prodotto si rende necessaria una complessiva verifica delle installazioni da effettuare ad intervalli regolari.

Una verifica periodica delle installazioni, compresa la verifica degli interruttori differenziali, è opportuna per tenere alto il livello di disponibilità della protezione sebbene gli interruttori differenziali provati secondo le norme Cei En 61008 o Cei En 61009 siano adatti per essere installati in impianti ed apparecchiature che non necessitano di manutenzione e ad essere utilizzati da parte di persone non esperte e non avvertite. Le condizioni ambientali, la qualità dell’alimentazione e l’uso scorretto possono influenzare in modo significativo l’efficacia della protezione; un livello elevato di umidità, temperature troppo alte o troppo basse, la presenza di atmosfere corrosive, un’elevata frequenza di temporali, ripetute sovratensioni, vibrazioni, livelli di tensione fuori tolleranza, buchi di tensione, particolari frequenze, la distorsione d’onda sinusoidale, ecc., potrebbero infatti incidere considerevolmente sull’invecchiamento precoce del dispositivo.

Non bisogna dimenticare che gli interruttori differenziali rispondenti alle norme di prodotto, pur essendo complessivamente molto affidabili, non possono ovviamente garantire una protezione assoluta, ecco quindi l’importanza che può assumere una periodica verifica del funzionamento degli interruttori differenziali e delle installazioni, durante e dopo la messa in servizio. Se il risultato delle verifiche dovesse rivelare qualche anomalia si dovrà procedere alla riparazione o sostituzione delle apparecchiature e dei carichi difettosi. La sostituzione degli apparecchi, in relazione alle condizioni d’uso e di installazione, dovrà comunque essere operata dopo un certo numero di anni.

Un modo semplice e pratico per accertarsi del buon funzionamento di un interruttore differenziale è quello che prevede di simulare una corrente di guasto mediante l’azionamento del tasto di prova di cui ogni dispositivo è dotato. L’uso regolare del tasto di prova è caldamente consigliato dagli stessi costruttori e una marcatura sul o in prossimità del dispositivo generalmente ribadisce questa importante raccomandazione. Se per le prove si utilizzano strumenti esterni si deve porre particolare attenzione alla possibile influenza che possono avere sulla prova le caratteristiche proprie dell’installazione. Un tipico caso è la caratteristica di dispersione verso terra di un impianto (per es. attraverso filtri nei carichi elettronici o capacità tra i cavi) che potrebbe indurre a grossolani errori di valutazione che possono poi ripercuotersi negativamente sui risultati della prova.

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Alessandro Pratelli
Alessandro Pratelli

Perito aeronautico, calsse '72. Lavora come redattore tecnico dal 1995 poi fonda AP Publishing. Appassionato di Direttive e norme tecniche. La frase che preferisce? "Se non alzi mai gli occhi, ti sembrerà di essere nel punto più in alto".

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