Tipi di interruttori differenziali: classificazione, norme e applicazioni

L’interruttore differenziale è un componente fondamentale per la sicurezza degli impianti elettrici. In presenza di correnti di guasto, ha il compito di interrompere automaticamente l’alimentazione per la protezione contro i contatti indiretti e, in parte, contro i contatti diretti. Una panoramica dei tipi di interruttori differenziali e del quadro normativo di riferimento è importante per una corretta progettazione e per selezionare il dispositivo più idoneo ai diversi contesti industriali, terziari o residenziali.

I dispositivi di protezione differenziale confrontano la corrente entrante e quella uscente in un circuito e non intervengono finché le due correnti coincidono. In presenza di una dispersione verso terra, invece, la differenza tra le due correnti genera un flusso magnetico che provoca lo sgancio del meccanismo di apertura. 

La norma IEC 60755 definisce e classifica le tipologie di corrente differenziale alle quali gli interruttori devono intervenire automaticamente disattivando l’alimentazione, fornendo la base tecnica per l’identificazione delle classi AC, A, F e B.

Ecco una tabella con ogni classe di interruttore differenziale che ne riassume le caratteristiche principali:

L’interruttore differenziale tipo AC è stato il primo a essere introdotto sul mercato. Ancora oggi è utilizzato per applicazioni tradizionali, ed è progettato per rilevare esclusivamente correnti differenziali alternate sinusoidali alla frequenza di rete.

Il differenziale tipo AC viene usato in presenza di carichi lineari semplici (come lampade a incandescenza, resistenze elettriche o apparecchi privi di circuiti elettronici), ovvero quando la forma d’onda della corrente di guasto rimane compatibile con le capacità di rilevazione del dispositivo.

L’evoluzione degli impianti elettrici ha però reso questa soluzione sempre meno idonea, dato che molti dispositivi moderni generano correnti di guasto non puramente sinusoidali. Sono stati così sviluppati dispositivi in grado di garantire un livello di protezione più adeguato, ossia i tipo A.

Gli interruttori differenziali di tipo A sono l’evoluzione diretta di quelli di tipo AC. Oltre alle correnti alternate, rilevano anche correnti pulsanti continue fino a 6 mA e sono quindi adatti a circuiti che alimentano apparecchi con tecnologia elettronica integrata.

Il differenziale di tipo A si impiega in presenza di elettrodomestici come TV smart, piani cottura a induzione, dimmer e sistemi di ricarica monofase per veicoli elettrici. La differenza tra il differenziale tipo A e quello di tipo AC consiste nella capacità del tipo A di intervenire anche in presenza di componenti continue sovrapposte alla corrente alternata.

Il differenziale di tipo F si caratterizza per la capacità di rilevare correnti differenziali multifrequenza, tipiche degli inverter monofase a velocità variabile, presenti per esempio nelle lavatrici moderne, nelle pompe di calore o nei condizionatori per la climatizzazione dell’aria. Viene scelto per applicazioni in cui la forma d’onda del guasto può includere frequenze superiori a quella di rete.

Il tipo F presenta una maggiore immunità alle correnti di guasto con componenti in continua (innalzata fino a 10 mA rispetto al tipo A) e una migliore resistenza ai disturbi impulsivi che riduce il rischio di scatti indesiderati, problema frequente negli impianti moderni con numerosi carichi elettronici.

Il differenziale di tipo B estende ulteriormente il campo di applicazione. Oltre alla protezione dalle correnti di guasto di tipo alternata a frequenza variabile fino a 1kHz, risulta infatti sensibile anche a correnti differenziali continue pure, senza ondulazione.

Un interruttore differenziale di tipo B è quindi idoneo a coprire praticamente ogni scenario applicativo, come inverter trifase, convertitori statici, impianti fotovoltaici, sistemi di accumulo e infrastrutture di ricarica per veicoli elettrici ad alta potenza.

In questi contesti, l’impiego di un interruttore differenziale Gewiss di tipo B consente di garantire un livello di protezione coerente con la complessità dell’impianto.

La progressione dal tipo AC a quelli A, F e infine B consiste in una crescita nelle prestazioni e garantisce un livello di sicurezza sempre più alto dell'impianto, perché ogni classe superiore include le funzionalità delle precedenti. Oltre alla corrente nominale e alla sensibilità di intervento, la scelta del corretto interruttore differenziale deve quindi tenere conto della classe.

In altre parole, il tipo di differenziale domestico o industriale da utilizzare dipende dalla configurazione dell’impianto e dai carichi previsti, poiché un dispositivo non adeguato riduce inevitabilmente l’efficacia della protezione. 

Oggi sono disponibili interruttori differenziali a riarmo automatico che riducono i disagi e costi dell’interruzione di servizio e sono capaci di svolgere test periodici di sicurezza in autonomia, mantenendo l’impianto sempre efficiente grazie alla manutenzione regolare.

Esiste inoltre il differenziale selettivo di tipo S, generalmente associato ad un differenziale di tipo A oppure B. È caratterizzato da un’intervento ritardato e viene impiegato quando è necessario garantire la selettività tra più livelli di protezione differenziale.

Il quadro delle norme CEI relative agli interruttori magnetotermici e differenziali è articolato e basato sulla tipologia di dispositivo e del contesto di utilizzo.

Nel settore industriale e terziario, la CEI EN 60947-1 definisce le prescrizioni comuni per le apparecchiature di manovra e protezione in bassa tensione. Per gli interruttori automatici di potenza, la norma specifica di prodotto è invece la CEI EN 60947-2.

In ambito civile e domestico, la protezione contro le sovracorrenti è regolata dalla CEI EN 60898-1, che disciplina gli interruttori automatici destinati all’uso da parte di persone non addestrate e installati in ambienti residenziali e similari.

La protezione differenziale è invece regolamentata così:

• la CEI EN 61008 si applica agli interruttori differenziali puri, privi di protezione contro le sovracorrenti;

• la CEI EN 61009 si applica invece agli interruttori differenziali con protezione incorporata contro le sovracorrenti, comunemente definiti magnetotermici-differenziali.

Dal punto di vista impiantistico, la norma CEI 64-8 stabilisce che nei sistemi TT la protezione contro i contatti indiretti deve essere realizzata mediante dispositivi differenziali, che costituiscono il principale mezzo di protezione attiva, in combinazione con un impianto di terra adeguatamente dimensionato.