La Protezione Addizionale e i Differenziali da 30mA

[Carlo Albinoni]

L'utilizzo diffusissimo degli interruttori differenziali da 30 mA nasce dal fatto che essi forniscono anche la famosa protezione addizionale.

Protezione "addizionale" significa che si tratta di una protezione dai contatti che subentra quando le protezioni passive, e le eventuali protezioni dai contatti indiretti, sono fallite.

Per un "doppio" guasto che è già accaduto, o per un comportamento fortemente errato da parte dell'utilizzatore.

La protezione addizionale, quindi, costituisce il "terzo livello" di protezione quando sono falliti gli altri due livelli.

Il primo livello di protezione è costituito dalle protezioni principali passive (basic protection): isolamento, segregazione, separazione dei conduttori a tensione pericolosa dalle persone (contatto diretto), oppure separazione di essi dalle masse (contatto indiretto).

Il secondo livello è la protezione "in caso di guasto" (fault protection). Significa che deve essere garantita le protezione delle persone anche in caso di un guasto singolo (cedimento del primo livello di protezione).

Essa è costituita da un secondo strato di protezione passiva, indipendente dal primo (es. la guaina di un cavo, il corrugato isolante), da un equivalente rafforzamento della protezione principale, oppure dagli usuali metodi di protezione dai contatti indiretti. Come l'interruzione automatica dell'alimentazione in caso di guasto (collegamento a terra delle masse e interruttore differenziale coordinato con la resistenza di terra, negli ambienti ordinari con un sistema TT: Re Idn <= 50 V).

Il terzo livello è appunto la protezione addizionale che interviene in caso di rottura dei due livelli precedenti. Cioé quando cedono gli isolamenti (tutti gli strati), oppure falliscono i metodi di protezione dai contatti indiretti. Si noti che, secondo la concezione più moderna, la protezione addizionale non va intesa solo dai contatti diretti, ma anche da quelli indiretti quando sono in avaria i relativi metodi di protezione (per esempio, PE interrotto).

Il principio di funzionamento della protezione addizionale tramite interruttore differenziale è ben noto: la scossa non può essere evitata, ma se ne limitano le conseguenze interrompendo la scossa se essa supera una certa intensità.

Bisogna subito precisare che si tratta di una protezione di efficacia abbastanza limitata. Le virtù magiche del differenziale da 30 mA vanno smitizzate.

Innanzitutto perchè, nella maggior parte dei contatti diretti a 230 V che possono accadere negli ambienti ordinari, la corrente di guasto sta al di sotto di quella soglia che farebbe intervenire il differenziale da 30 mA.

L'impedenza stessa del corpo umano, le impedenze di contatto, l'impedenza del corpo verso terra, sono tali da limitare la corrente di elettrocuzione e il differenziale se ne sta lì impassibile.

Ciò non significa, però, che la scossa non esista, non sia pericolosa o addirittura, come si sente dire, nemmeno sia percepibile.

E' una esperienza abbastanza diffusa quella di aver preso una scossa, spesso definita "forte" o "fortissima", senza che il differenziale da 30 mA sia intervenuto, come se non ci fosse.

La famosa soglia del 30 mA (assieme alla corrispondente curva limite tempo-corrente) fu a suo tempo adottata in ambito IEC perchè permette, nella maggior parte dei casi, di evitare il fenomeno della fibrillazione ventricolare, che porta in breve tempo, quasi sempre, alla morte dell'elettrocutato per arresto cardiaco.

Ma per elettrocuzioni al di sotto di tale soglia non mancano altri effetti patologici pericolosi. Per esempio: contrazione spasmodica e involontaria dei muscoli, fibrillazione atriale, difficoltà di respirazione, panico, dolore etc. Senza domenticare gli effetti indiretti quali le cadute (caso classico durante il cambio della lampadina in cima a una scala!). In particolare, per correnti dell'ordine dei 10 mA, si può avere il fenomeno del "non rilascio": l'infortunato, colpito dalla tetanizzazione muscolare, non è in grado di allontanarsi da solo dalla parte in tensione e la scossa dura a tempo indeterminato con conseguenze molto gravi ("resta attaccato" come si suol dire). Su qualche testo si legge che il 10% dei decessi per elettrocuzione sia dovuto a questo fenomeno.

Altro limite di efficacia della protezione addizionale mediante interruttore differenziale, sono i percorsi "non standard" della corrente (diversi da mano-piede o mano-mano per i quali vale la soglia del 30 mA), quali elettrocuzioni che interessano la testa o il torace, o una vasta porzione della pella come nel caso di un corpo immerso in acqua. Senza dimenticare il caso classico, raro ma non rarissimo, del contatto diretto bipolare (es fase e neutro) per il quale il differenziale non è efficace.

Di fronte a tutto ciò, deve essere ben chiaro che il differenziale da 30 mA non è affatto una protezione completa ma solo parziale. Esso va utilizzato in aggiunta alle protezioni vere, le uniche veramente efficaci e nessuno "sconto" deve essere concesso ad esse. Non si può negare che il nome allettante ma ingannevole, con cui solo in Italia è noto l'interruttore differenziale, abbia creato un senso di falsa sicurezza e abbia indotto taluni a trascurare le basilari norme di sicurezza e di prudenza.

Chiaramente, una protezione addizionale molto più efficace, si ottiene con differenziali più sensibili, come il 10 mA, anche se nemmeno così è possibile ottenere una protezione totale e sempre efficace. Almeno, però, si scongiurerebbe il rischio di "non rilascio". La scelta del 30 mA è un compromesso fra sicurezza e continuità di servizio.

La protezione addizionale va utilizzata sostanzialmente in due casi.

Quando la probabilità di fallimento della protezione principale e della protezione in caso di guasto, non è trascurabile.

Quando le persone si trovano in una situazione elettricamente vulnerabile, essenzialmente perchè presentano una resistenza verso terra particolarmente bassa.

In pratica, la protezione addizionale è prescritta nei seguenti casi principali, di interesse soprattutto per gli impianti domestici.

Locali contenenti bagni o docce (tutti i circuiti). Nei locali da bagno si sommano le principali condizioni di rischio elettrico per le persone. Le pareti e il pavimento possono essere bagnati. Gli apparecchi elettici possono essere soggetti a spruzzi o a cadute in acqua. Le persone si trovano spesso svestite e scalze, la pelle completamente bagnata, i corpi addirittura immersi. In effetti la maggior parte degli incidenti elettrici gravi, avviene proprio nella stanza da bagno.

Prese domestiche sino a 20 A, ad eccezione delle prese destinate a "carichi particolari". Il cordoni di alimentazione degli apparecchi, le prolunghe, gli adattatori sono soggetti a rottura per usura che potrebbe mettere in vista le parti conduttive. Nelle prese, inoltre, può capitare che il collegamento del PE venga meno. Gli apparecchi portatitili possono rompere l'involucro esponendo le parti attive.

Prese sino a 32 A, situate all'aperto o destinate ad alimentare apparecchi mobili all'aperto.

Invece, non è richiesta la protezione mediante 30 mA, per esempio, per gli apparecchi ad installazione fissa, e nemmeno per le condutture. Soprattutto non è richiesto il 30 mA come protezione generale di un impianto.

E' una prassi diffusa, tuttavia, utilizzare il differenziale da 30 mA per gli interi impianti domestici e spesso anche non domestici, benchè ciò non sia affatto un requisito normativo ("perchè la sicurezza non è mai troppa" si dice). In realtà, bisognerebbe chiedersi, se è positivo il bilancio fra vantaggi e svantaggi nell'installazione di questi differenziali da 30 mA (tenendo anche conto dei limiti della sua efficacia che abbiamo descritto all'inizio). E' decisamente sconsigliato, quando si deve garantire la massima continuità di servizio, per esempio per alimentare un sistema di allarme.

Un differenziale da 30 mA è abbastanza soggetto a causare interruzioni dell'erogazione dell'energia per scatti intempestivi, questo soprattutto quando alimenta circuiti estesi ed alimenta parecchi apparecchi utilizzatori.

E quando un unico differenziale da 30 mA alimenta parecchi carichi, o l'intero impianto, viene completamente meno anche la selettività in caso di guasto. In caso di un guasto (per esempio alla lavatrice) tutto l'impianto viene improvvisamente disalimentato, luci comprese.

E' opinione diffusa che la selettività e la continuità di servizio siano degli optional rinunciabili, una mera questione di comfort. In realtà, la mancanza improvvisa e/o prolungata dell'energia elettrica in una abitazione, è qualcosa di più di un semplice disagio, e può comportare pericolo (cadute e panico per mancanza di luce, accensione di candele, etc).

D'altro canto, in alcuni casi è raccomandabile utilizzare per una protezione addizionale più efficace, interruttori differenziali da 10 mA. Tipicamente lo si fa nei bagni (per presa vicino al lavandino) ma alcuni lo fanno anche per le prese all'aperto, per le prese sul piano cottura della cucina, per la presa del ferro da stiro oppure per la camera dei bambini. Ciò si può ottenere in due modi: con apposite linee dedicate protette da interruttore differenziale di tipo modulare installato nel centralino, oppure con interruttori differenziali miniaturizzati per serie civile. Chiaramente sarebbe errato installare differenziali da 10 mA sull'intero impianto

Quindi l'impianto classico dotato di un interruttore differenziale generale da 30 mA, benchè sia normativamente ammesso, non è certo la soluzione ottimale, nè dal punto di vista della sicrezza elettrica, nè da quello della continuità di servizio (per altro nelle norme nazionali di alcuni paesi esteri è ormai una installazione non ammessa).

Deve comunque essere sottolineato che la protezione addizionale va sempre installata dove richiesto ma, essendo di efficacia limitata, bisogna comportarsi come se non ci fosse. Bisogna quindi sensibilizzare l'utilizzatore finale ad alcune norme di "igiene elettrica" che prevengono la necessità della protezione addizionale.

Innanzitutto, prudenza nei bagni e ovunque c'è acqua. Gli apparecchi elettrici vanno utilizzati lontani da vasca e doccia (nel caso di corpo immerso non c'è differenziale che salva!), con le mani asciutte e con il pavimento non troppo bagnato. All'aperto, se il terreno è molto umido o piove, non si deve usare alcun apparecchio mobile. I cordoni di alimentazione degli apparecchi, le prolunghe, le multiprese, vanno trattati con riguardo, controllati e al primo segno di rottura o bruciatura, devono essere sostituiti. Le lampadine vanno cambiate solo dopo aver completamente staccato la lampada, o levando la spina dalla presa se è presente, oppure agendo sul corrispondente interruttore nel centralino.

Modificato: 26 gennaio 2010 da Livio Migliaresi

[Benny Pascucci]

Cosa dire....grazie Carlo per l'esauriente review, merita senz'altro di stare "in rilievo" e tra quelle "importanti"....

Modificato: 30 dicembre 2009 da Benny Pascucci

[vinlo]

FENOMENALE.....

Ed ecco un'alta "perla" di Carlo...

Vinlo

[Livio Orsini]

I tuoi interventi son sempre da incorniciare. Ancora complimenti

[Carlo Albinoni]

Grazie, ma non esagerate.

Tra l'altro, rileggendo, trovo vari errori di sintassi e di stile.

BUON 2010

[Livio Orsini]

Tra l'altro, rileggendo, trovo vari errori di sintassi e di stile.

L'importante è il contenuto tecnico; sintassi e stile, se vuoi, li puoi correggere con comodo

Modificato: 30 dicembre 2009 da Livio Orsini

[Carlo Albinoni]

Quindi l'impianto classico dotato di un interruttore differenziale generale da 30 mA, benchè sia normativamente ammesso, non è certo la soluzione ottimale,

A distanza di qualche tempo, si rende necessario un aggiornamento normativo.

Per gli impianti elettrici nelle abitazioni, il differenziale generale unico non è più ammesso nella norma italiana CEI 64-8 (questa vale per gli impianti nuovi, o completamente rifatti durante le ristrutturazioni edili). E' necessario suddividere i carichi sotto due o più differenziali.

[Elettroplc]

E' una prassi diffusa, tuttavia, utilizzare il differenziale da 30 mA per gli interi impianti domestici e spesso anche non domestici, benchè ciò non sia affatto un requisito normativo ("perchè la sicurezza non è mai troppa" si dice). In realtà, bisognerebbe chiedersi, se è positivo il bilancio fra vantaggi e svantaggi nell'installazione di questi differenziali da 30 mA (tenendo anche conto dei limiti della sua efficacia che abbiamo descritto all'inizio). E' decisamente sconsigliato, quando si deve garantire la massima continuità di servizio, per esempio per alimentare un sistema di allarme.

Agli albori della 46/90, si sono diffusi i differenziali da 30mA per l'intera unità abitativa, posti quasi sempre nel vano contatori ..come del resto nei centralizzati dei condomini, che hanno dato guadagno monetario agli installatori, mentre per i proprietari degli immobili, tanti gradini delle scale per riattivarlo quando interveniva, e uscite con l'ombrello quando la carpenteria del Gem era all'esterno. Oppure, molti si sono accorti che il differenziale scattava in continuazione e l'impianto era da rivedere...

L'installazione del differenziale come singola unità è stata prassi consueta fino alla V3 - ora inserita nel cap 37 della 64-8 Cei.

A dirla tutta, il differenziale comune non immune ai transienti ..è ulteriore fonte di disagio per gli utilizzatori dell'impianto stesso...

Per certi versi, c'e' poca attenzione riguardo al continuità del servizio, si sceglie sempre la soluzione economy.