L’interruttore differenziale
è un dispositivo elettrotecnico in grado di interrompere un circuito in caso di guasto verso terra (dispersione) o folgorazione fase-terra. Non offre alcuna protezione contro sovracorrente o cortocircuito tra fase e fase o tra fase e neutro, per i quali è invece richiesto un interruttore magnetotermico. Sono molto diffusi in commercio apparecchi che integrano entrambi i dispositivi (chiamati comunemente salvavita, da un nome commerciale largamente utilizzato).
Principio di funzionamento
Considerando il circuito da proteggere come un singolo nodo, si può affermare che la somma algebrica delle correnti entranti in esso deve essere zero (prima legge di Kirchhoff). In pratica se si misura l’intensità della corrente in un sistema monofase, si osserverà che la corrente entrante equivale a quella uscente. In un sistema trifase la somma delle correnti, dando segno positivo per i flussi entranti e negativo per gli uscenti, risulta nulla.
Se una apparecchiatura connessa all’impianto si guasta, è possibile che venga a crearsi un collegamento più o meno efficace tra la linea elettrica e la carcassa metallica (tecnicamente definita massa), la quale può diventare causa di folgorazione se toccata. Se il collegamento è precario è possibile anche che si produca calore per effetto Joule con conseguente sviluppo di un incendio.
Poiché nelle centrali di distribuzione della rete elettrica e nelle cabine di trasformazione MT/BT il punto neutro è collegato a terra, qualunque collegamento tra una fase della linea elettrica e terra subisce un passaggio di corrente. Questa corrente dispersa non ritorna attraverso l’interruttore differenziale a monte dell’impianto, il quale rivela che la somma delle correnti di nodo non è più nulla ed interviene. Per evitare che sia un corpo umano a realizzare il ponte fase-terra e agevolare il lavoro dell’interruttore differenziale è necessario che gli apparecchi con carcassa metallica siano collegati ad un adeguato impianto di messa a terra. Si parla, in questo caso, di protezione contro i contatti indiretti.
Invece, nel caso in cui una persona tocchi una parte che è normalmente in tensione, come ad esempio un conduttore elettrico non isolato, si parla di contatto diretto. Anche in questo caso l’interruttore differenziale fornisce, nella maggior parte dei casi, una buona protezione, purché sia del tipo ad alta sensibilità, cioè con corrente differenziale nominale minore o uguale a 30 mA, ed abbia un tempo di intervento sufficientemente breve (pochi millisecondi). Da notare che la presenza dell’interruttore differenziale non esime assolutamente dall’obbligo di predisporre un impianto di terra realizzato a regola d’arte.
In caso di impianti elettrici con più derivazioni in parallelo si possono installare più differenziali a protezione di ciascun ramo derivato, in modo da realizzare una protezione selettiva, tale, cioè, da isolare solo il ramo interessato al guasto, senza disalimentare gli altri rami. Se, in aggiunta alle protezioni dei singoli rami, si installa anche una protezione differenziale generale comune a tutti i rami, si ricorre solitamente ad un differenziale di tipo ritardato, per evitare che questo, intervenendo prima di quelli posti a valle, disalimenti anche i circuiti non guasti.
Struttura e funzionamento
In un comune interruttore differenziale è presente un circuito magnetico (in pratica un trasformatore di corrente) su cui sono avvolti dei solenoidi (uno per filo da proteggere) in modo tale che in condizioni di equilibrio il flusso magnetico prodotto si annulli reciprocamente. In caso di squilibrio, il flusso magnetico non è più nullo ed è sufficiente per attirare una ancorina, la quale provoca lo scatto di una molla che apre l’interruttore.
In alcuni modelli i contatti sono tenuti normalmente chiusi da un elettromagnete alimentato da un circuito elettronico. Quando viene rilevato uno sbilancimento della corrente misurata da un altro solenoide, il circuito toglie alimentazione all’elettromagnete e provoca l’apertura dei contatti.
Per verificare la continuità di funzionamento è prescritta l’effettuazione di un test con cadenza mensile, premendo un apposito pulsante presente sull’apparecchio.
