Se una macchina produce necessariamente correnti di dispersione che fanno intervenire i differenziali che cosa bisogna fare?

Innanzitutto il costruttore della macchina deve indicare tra le caratteristiche sia l'entità delle eventuali correnti di dispersione, sia la loro frequenza. Se la macchina è installata in un sistema TN la presenza dei differenziali non è necessaria in quanto, come noto, un guasto a massa è in pratica un cortocircuito e la protezione dai contatti indiretti può essere affidata a interruttori magnetotermici che intervengano, nel caso di sistema con tensione verso terra di 230 V, nel tempo di 0,4 secondi. Nel caso l'impedenza dell'anello di guasto fosse però troppo alta ed impedisse di ottenere una corrente sufficientemente elevata da impedire l'intervento del magnetotermico nel tempo richiesto, invece di ricorrere all'installazione di un differenziale, si può ricorrere a collegamenti equipotenziali supplementari, cioè collegamenti della massa della macchina alle masse estranee nel punto più vicino possibile in modo da ridurre al massimo la tensione di contatto che risulta essere la sola caduta su quel tratto di conduttore equipotenziale. Nei sistemi TT si può adottare la separazione elettrica, ma se fosse comunque necessario ricorrere ad interruttori differenziali perché è impossibile rispettare le esigenze imposte dalla separazione elettrica (eccessiva estensione dell'impianto necessario all'alimentazione ed al funzionamento della macchina), si deve ricorrere a differenziali particolari dotati di un filtro in parallelo che li rende insensibili alle correnti di frequenza superiore ai 50 Hz ed aventi soglie di interruzioni tarabili a valori superiore ad 1 A.

Si possono usare i differenziali nei sistemi TN?

La risposta è sì, ovviamente. Però non bisogna farne un uso indiscriminato. L'installazione dei differenziali nei TN dovrebbe essere fatta quando non è possibile abbassare adeguatamente l'impedenza dell'anello di guasto Z_s del circuito in modo da soddisfare la relazione I_a<=U₀/Z_s con U₀ tensione verso terra ed Ia corrente di intervento del magnetotermico entro 0,4 s se U₀=230 V. Ciò si verifica con maggiori probabilità per i circuiti terminali. C’è chi tende ad installare il blocco differenziale tarabile anche per l’interruttore generale di bassa tensione di un trasformatore di potenza in una cabina MT/BT. La cosa non è proibita ma è del tutto ingiustificata e, oltre che essere inutile, è abbastanza costosa. L'uso indiscriminato potrebbe essere controproducente per la sicurezza in quanto le possibili correnti di dispersione di un impianto industriale potrebbero produrre eccessivi interventi, tanto da indurre l'operatore ad escludere la protezione differenziale. Un buon progettista deve tenere presente che le misure di protezione devono essere compatibili con la realtà operativa.

In questo caso non si tratta di dispersioni. Il fatto è che le elevate correnti di spunto possono non essere perfettamente bilanciate sulle tre fasi. Il differenziale rileva questo squilibrio e scatta. All’inconveniente si può ovviare ritardando l’intervento del differenziale in fase di avviamento del motore.

E’ un quesito che è giunto spesso. Le cause per interventi intempestivi sono molteplici ed è difficile individuarne una precisa. In generale essi sono dovuti a sovratensioni che si hanno nella linea di alimentazione del distributore in seguito a manovre. Nel caso specifico potrebbe essere l’inserzione della batteria di condensatori nella cabina MT/BT dell’ente distributore. L’inserzione provoca sovratensioni con correnti capacitive verso terra che possono essere superiori alla corrente nominale di intervento del differenziale. In questi casi il rimedio è in pratica solo quello di sostituire il differenziale con un altro tipo, insensibile ai disturbi.

 (AP-R di ABB, SI di Merlin Gerin, HPI di BTicino, etc). Mettere un differenziale altamente resistente ai disturbi non ha controindicazioni (se non economiche), anzi sarebbe meglio usare solo quelli, senza aspettare che si abbiano scattiintempestivi.

Sui circuiti di distribuzione è ammesso un ritardo di 1 secondo per permettere la selettività con i differenziali a valle. Nei circuiti terminali invece perché il ritardo sia accettabile occorre che la curva di intervento del differenziale non superi la curva di sicurezza tensione-tempo. Un secondo di ritardo non è in tal caso accettabile. Occorre installare differenziali di tipo S che hanno ritardi compatibili con la curva di sicurezza.

Prescindendo dall'ovvia risposta affermativa che riguarda il caso di un guasto al differenziale (cosa possibile per ogni dispositivo: per questo si deve controllare regolarmente il corretto funzionamento del differenziale premendo l'apposito tasto), c'è da osservare che quanto detto potrebbe succedere in impianti vasti con più differenziali a protezione delle singole derivazioni. Infatti le normali correnti di dispersione delle singole derivazioni che, singolarmente, hanno un valore inferiore alla soglia di intervento della relativa protezione, potrebbero, sommandosi, dar luogo ad una corrente diffferenziale maggiore della più grande delle correnti differenziali di intervento dei diversi interruttori, in base alla quale è dimensionato l'impianto di terra. Sull'impianto di terra ci potrebbe allora essere una tensione superiore a quella di sicurezza, senza che alcun differenziale intervenga. La probabilitàdi un tale evento è però ritenuta trascurabile dalle norme, anche perché un impianto vasto è in genere trifase e le correnti di dispersione, distribuite sulle tre fasi, si sommano vettorialmente e non aritmeticamente.