COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO CRITERI DI SCELTA DELLE PROTEZIONI DIFFERENZIALI Angelo Baggini*, Franco Bua** Comitato Elettrotecnico Italiano * Università degli Studi di Bergamo, [email protected] ** ECD Engineering Consulting and Design, Pavia, [email protected] 1 Quadro normativo COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Norma Titolo - Oggetto CEI 23-103 Prescrizioni generali per dispositivi di protezione a corrente differenziale CEI EN 61543 Interruttori differenziali (RCD) per usi domestici e similari. Compatibilità elettromagnetica CEI EN 61008-1 Interruttori differenziali senza sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche e similari. Parte 1 : prescrizioni generali CEI EN 61008-2-1 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. CEI 23-98 Guida all’uso corretto di interruttori differenziali per installazioni domestiche e similari. CEI EN 61009-1 Interruttori differenziali con sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche e similari. Parte 1: prescrizioni generali Guida CEI 23-98 Guida all’uso corretto di differenziali per installazioni domestiche e similari CEI EN 61009-2 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. CEI 23-95 Interruttori differenziali con sganciatori di sovracorrente destinati ad essere incorporati o associabili a prese fisse (SRCBO). CEI 23-96 Prese interbloccate con dispositivo a corrente differenziale con sganciatori di sovracorrente per installazione fissa per uso domestico e similare (PID) CEI EN 60947-2 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) CEI 23-78 Apparecchiature a bassa tensione . Interruttori differenziali mobili senza sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche similari (PRCD) CEI EN 62020 Indicatori di corrente differenziale per installazioni domestiche e similari 2 CEI 23-101 Dispositivi di richiusura automatica per interruttori automatici, interruttori differenziali con o senza sganciatore di sovracorrente per usi domestici e similari. COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Principio di funzionamento L1 L2 L3 N MECCANISMO DI APERTURA MOLLA DI RICHIAMO AVVOLGIMENTO SECONDARIO MAGNETE PERMANENTE T RELE’ DI SGANCIO RELE’ DI SGANCIO 3 COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Principio di funzionamento L1 L2 L3 N MOLLA DI RICHIAMO MECCANISMO DI APERTURA AVVOLGIMENTO SECONDARIO MAGNETE PERMANENTE T RELE’ DI SGANCIO RELE’ DI SGANCIO 4 COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO AC PAS improvvise o lentamente crescenti A AC + pulsanti unidirezionali improvvise o lentamente crescenti B A+ CC RIPPLE < 10% 5 1 2 3 4 5 6 CEI EN 61008-1, CEI EN 61009-1, CEI EN 60947-2, * IEC 62423:2007 Tipologie costruttive (1) Tipologie costruttive COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Interruttore differenziale di tipo B Tipo S ID di non intervento ID di intervento Durata massima di intervento (s) Durata minima di non intervento (s) Durata massima di intervento (s) 150 Hz 0,5 IDn 2,4 IDn 0,3 0,13 0,5 400 Hz 0,5 IDn 6 IDn 0,3 0,13 0,5 14 IDn 0,3 0,13 0,5 Tipo di corrente differenziale 1 Tipo generlae 1000 Hz 1) IDn + 10 mA (0,4 IDn) 2 2) IDn / 30 1) A seconda che sia maggiore 0,4 IDn o 10 mA; 2) Gradiente di aumento della corrente differenziale. 3 3) 1,4 IDn + 10 mA (0,4 IDn ) 5) 1,4 IDn / 30 4) IDn + 10 mA (0,4 IDn ) 5) 2 IDn / 30 4 0,5 IDn 2 IDn 0,3 0,13 0,5 0,5 IDn 2 IDn 0,3 0,13 0,5 0,5 IDn 2 IDn 0,3 0,13 0,5 Si applica la tabella 7.2. 5 Si applica la tabella 7.2. Ripple 10 % 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) Norma IEC 62423 3) A seconda che sia maggiore 0,4 IDn o 10 mA; 4) 1,4 se IDn > 10 mA; 2 se IDn 10 mA; Tipologie costruttive COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Tipo A - Principio di funzionamento B DB Id 7 AC DB DB B Id A Tipologie costruttive COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Tipo B - Principio di funzionamento 1 UNITA’ ELETTRONICA 3 5 N F M ID A n A Dm DwL n W1 W2 T I W2 n E AE DU R 2 8 4 6 N Tipologie costruttive COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO UNITA’ ELETTRONICA F ID n A Dm DwL I AE 9 DU R W2 Permeabilità magnetica relativa mr Tipo B principio di funzionamento a b c d ID Campo magnetico H Tipologie costruttive (2) COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Abbrev. Intern. Norma di prodotto RCCB Residual Current Circuit Breaker Interruttore differenziale senza sganciatori di sovracorrente incorporati CEI EN 61008-1 RCBD Residual Current Breaker with Overcurrent protection Interruttore differenziale con sganciatori di sovracorrente incorporati CEI EN 61009-1 Residual Current unit Dispositivo differenziale adattabile (blocco differenziale). Questo dispositivo funziona unicamente in combinazione con un interruttore automatico secondo CEI EN 60898 CEI EN 61009-1 Circuit Breaker incorporating Residual current protection Interruttore con protezione differenziale incorporata CEI EN 60947-2 MRCD Modular Residual Current Device Dispositivo differenziale separato SRCD Socket outlet ResidualIdCurrent Device Interruttore differenziale destinato a essere incorporato o associabile a prese fisse Progetto di Norma IEC SRCBO Socket outlet Residual Current Breaker with Overcurrent protection Interruttore differenziale destinato a essere Id incorporato o associabile a prese fisse CEI 23-95 PID Prese interbloccate con dispositivo a corrente differenziale, con sganciatori di sovracorrente per installazione fissa per uso domestico e similare (PID) Dispositivo, costituito da una presa e da un dispositivo a corrente differenziale con sganciatore di sovracorrente incorporato che comanda la presa, provvisto di interblocco CEI 23-96 PRCD Portable Residual Current Device Interruttore differenziale mobile senza sganciatori di sovracorrente incorporati CEI 23-78 RCM Residual Current Monitor Indicatore di corrente differenziale R.C. unit CBR 10 Tipo di dispositivo BA CEI EN 60947-2 MRCD CEI EN 62020 COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO 11 * IEC 62423 Potere di ctocto nominale Tipo AC, A, B Corrente nominale In Caratt. Interv. sovracorrente (B,C,D) I2t Numero di poli Frequenza nominale Corrente differenziale nominale di intervento IDn Corrente differenziale nominale di non intervento IDno Potere di chiusura e di interruzione nominale Im Potere di chiusura e di interruzione differenziale nominale IDm Tempo di ritardo Tensione nominale di impiego Ue Corrente condizionale nominale di cortocircuito Inc Corrente condizionale nominale di cortocircuito differenziale IDc Gamma delle temperature ambiente CEI EN 61008-1 CEI EN 61009-1 Grandezze caratteristiche COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Idn 300 mA* Anche tipo S Obbligatorio 500 mA in strutture adibite a uso agricolo o zootecnico** 13 * CEI 64-8 art. 412.5.1 **CEI 64-8 art. 705.422 Protezione contro l’incendio COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Contatti diretti protezione addizionale Idn 30 mA abitativo 20 A utilizzatori mobili esterno 32 A 14 CEI 64-8 art. 412.5 NON sostitutiva Obbligatoria prese a spina : COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Contatti indiretti per interruzione automatica Sistemi TT CEI 64-8/4 art. 413.1.4.2 RA Ia ≤ 50 15 Ed. 2007 RE Idn ≤ UL UL: tensione di contatto limite convenzionale Ed. 2003 COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Correnti ad elevata frequenza Corrente differenziale d’intervento IΔ (mA) 10000 Limiti superiori della corrente differenziale di intervento per frequenze differenti da 50/60 Hz 1000 Frequenza IEC 62423 VDE 0664 T 100 50 IΔn IΔn 100 150 2,4 IΔn 400 6 IΔn 1000 14 IΔn 2000 100 VDE 0664 T 100 IΔn Tipo B IΔn = 30 IEC 62423 11 IΔn 20 IΔn 10 1 18 10 100 RE Idn ≤ UL 1000 Frequenza (Hz) 10000 (D.Pennati “Interruttori e dispositivi differenziali” Tecniche Nuove MI) Contatti indiretti COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Protezione della protezione contro le sovracorrenti 32 A 25 A Id 16 A 16 A 10 A 20 NO NO CEI 64-8 art. 536.2.2 25 A Id COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Protezione della protezione contro le sovracorrenti 32 A ≥ 42 A Id 16 A 16 A 10 A 21 SI SI CEI 64-8 art. 536.2.2. ≥ 32 A Id Selettività COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO t (s) 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 30 mA 1 Id 0,1 10 23 100 1000 10000 1000000 Id (mA) Selettività COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO t (s) 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 1 A 0,5 s Id S 300 mA Id 30 mA Id Tipo S 300 mA CEI EN 61008-1 1 A 0,5 s 1 0,1 10 24 100 1000 10000 1000000 Id (mA) COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Selettività SELETTIVITA’ A TRE LIVELLI SELETTIVITA’ A DUE LIVELLI 25 1° livello 2° livello 3° livello Interruttore differenziale CEI EN 60947-2 Allegato B Interruttore differenziale AC, A, B CEI EN 61009-1 Interruttore differenziale AC, A, B CEI EN 61008-1; CEI EN 61009-1 30 mA tipo generale NP 300 mA tipo generale NP 100 mA tipo S 10 mA, 30 mA, tipo generale 300 mA tipo S 10 mA, 30 mA, 100 mA, tipo generale 500 mA tipo S 10 mA, 30 mA, 100 mA, tipo generale 1 A tipo S 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 10 mA, 30 mA, 100 mA, tipo generale COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Apparecchiature elettroniche Correnti di dispersione 26 VSD Inverter 20 kVA Interventi intempestivi COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO CEI 64-8 Sezione 707 Prescrizioni per la messa a terra di apparecchiature di elab. Dati* Prescrizioni supplementari sistemi TT (Art. 707.471.4) I DN UL I1 2 2RA CEI 23-98 Guida all’uso corretto di interruttori differenziali per installazioni domestiche e similari I1 0,3 I DN 27 I1 k I 1i k 0,7 - 0,8 * Corrente di dispersione > 3,5 mA (EN 60950 – CEI 74-2) Correnti di dispersione stazionarie 28 1 Filtro Filtro Id Id Convertitore di frequenza 2 3 * B Se trifase (CEI 64-8 art. 531.2.1.4 commento e CEI EN 62040 art. 4.5.12) Id COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO UPS da inverter in presenza di rete Id Id Id Id UPS 30 COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO UPS in isola Id Id Id Id UPS 31 CEI 64-8/4 art. 413.1.5.3, 1.5.4 e 1 .5.5 Interventi intempestivi COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Scaricatori di sovratensione SPD N-PE SPD a valle I Dn Ic Id 2 Tipo S 34 Id SPD a monte Interventi intempestivi COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Scaricatori di sovratensione SPD a monte SPD N-PE SPD a valle 35 I Dn Ic Id 2 Tipo Immunità Generale 200 A - 0,5 ms 100 kHz Tipo S S 3000 A 8/20 ms CEI EN 61008-1 e 61009-1 Interventi intempestivi COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Scaricatori di sovratensione SPD N-PE SPD a valle I Dn Ic Id 2 Tipo S 36 Id SPD a monte COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Impianti di illuminazione all’esterno Immunità (Id, temporali) Selettività orizzontale Richiusura automatica 30 mA (raccomandazione) Pensiline Cabine telefoniche Insegne a portata di mano* Pannelli info a portata di mano* 37 Suddivisione su più circuiti Suddivisione su più Insensibile circuiti NO regolamentazione perturbazioni Pericolo non elettrico Tipo S Soglia di intervento * < 2,5 m (CEI 64-8 art. 23.11) Interruttore differenziale – Sovratensioni di origine atmosferica Interventi intempestivi COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Elevate correnti di inserzione CEI EN 61008-1 Nessun intervento per I < 6 In 38 Casi particolari COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Impianti fotovoltaici 39 2 Id Id 1 COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Disponibilità Fino al 50% guasti OK in laboratorio Condizioni ambientali Tasto di prova IEC 651543:1995 (CEI 23-53 V3) disponibilità 1 42 T T tempo T COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Conduttore di protezione CEI 64-8 art. 531.2.1.2 43 COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Contatto bipolare diretto o con una parte attiva e una massa in contatto con il neutro Id I1 - I2 44 COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Contatto diretto sistema trifase con correnti di dispersione Id Iris 47 Iris=0 COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Contatto diretto - guasto N in un TN Id desensibilizzazione 48 COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Sistema isolato da terra Contatti diretti e indiretti Id GRUPPO ELETTROGENO 49 COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Contatti indiretti – Guasto MT Id Sistema TN-S 58 COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Contatti indiretti – PEN interrotto Id Sistema TN-S derivato da TN-C PEN 59 COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO Contatti indiretti – TT con terre separate Id I1 - I2 62