LA GESTIONE DELLE CORRENTI RESIDUE NEI QUADRI ELETTRICI CON STAGESMARTS
Sistemi di protezione dalle correnti residue e la Normativa Vigente
La normativa europea richiede ai produttori di dispositivi elettrici di avere un sistema di protezione dalle correnti residue da 30mA (nota anche come "earth leakage") su tutti i circuiti con una capacità nominale di 32A o inferiore.
Lo scopo di questo sistema è proteggere da un eventuale shock elettrico nel caso in cui una persona entri in contatto con un conduttore sotto tensione scoperto e allo stesso tempo sia in contatto con il suolo. In tale situazione, una piccola quantità di corrente ritorna alla sorgente di alimentazione ma la maggior parte si disperderà a terra attraversando la persona.
Il sistema di protezione funziona confrontando la corrente di ritorno con quella in uscita. Se c'è una differenza superiore a 30mA, il collegamento viene interrotto in automatico. Anche se 30mA (milliampere) possono sembrare pochi, sono più che sufficienti per provocare danni all’organismo umano. Se fosse impostato un limite inferiore, ad esempio 10mA, avremmo di sicuro una protezione migliore ma questo comporterebbe problemi pratici.
Le correnti residue (leakage) sono sempre presenti. Alcune di queste sono legate alla tipologia di prodotto che viene alimentato, altre sono dovute a problemi di isolamento, umidità, ecc. Un prodotto può generare diversi milliampere di corrente residua e comunque essere conforme ai regolamenti in vigore. Non è un difetto di progettazione, ma una conseguenza di altri obblighi legali, in particolare la necessità di rispettare le norme EMC legate alla Compatibilità Elettromagnetica.
I dispositivi di rilevazione delle cariche di corrente residua semplicemente non riescono a distinguere tra una perdita innocua dovuta alle apparecchiature connesse e una corrente che sta attraversando il corpo di una persona.
Il limite pratico dei comuni sistemi di distribuzione corrente
Constatato quindi che le correnti residue sono sempre presenti in un dispositivo elettrico funzionante è necessario trovare una soluzione per gestirle: per fare questo è necessario fare alcune considerazioni.
Ipotizzando che i nostri prodotti (ad esempio un pannello video LED) abbiano una perdita di corrente di 1,5mA (valore medio), teoricamente possiamo cablare un impianto in cui 20 pannelli (30mA / 1,5mA = 20) condividono lo stesso interruttore RCD (dispositivo di corrente residua).
Purtroppo questo è possibile solo nella teoria e non nella pratica per due diverse ragioni: un RCD da 30mA raramente interviene esattamente con una corrente di 30mA. Gli standard normativi consentono una tolleranza tra +0 e - 50% della corrente di intervento nominale. Questo significa che l'RCD deve intervenire non oltre i 30mA ma può intervenire anche a correnti più basse, fino a 15mA (30mA -50%).
Quindi, un RCD da 30mA può intervenire a 15mA e essere comunque conforme alle specifiche. Questo è particolarmente comune negli RCD economici e di bassa qualità ma è comunque vero anche per prodotti di marchi ben noti. Quindi, il valore di intervento reale per gli RCD comuni è nettamente inferiore a 30mA.
Il secondo motivo è che le correnti residue non sono né stabili né statiche. Una corrente residua con valore nominale di 1,5mA può essere leggermente superiore in determinate circostanze. In aggiunta, soprattutto in uso esterno, va il contributo dell'umidità ambientale.
Cosa fare quindi per superare il problema?
Innanzitutto, non utilizzare un sistema di distribuzione in cui un RCD comune protegge più circuiti per evitare che il valore dei 30mA sia condiviso da tutti gli interruttori. Molti Power Box sono costruiti in questo modo: è tutto perfettamente legale ma non è una buona norma costruttiva.
È buona pratica utilizzare un RCD separato per ciascun circuito. Per realizzare questo generalmente si utilizzano gli RCBO, ovvero una combinazione di RCD e protezioni contro il sovraccarico delle linee elettriche.
L’utilizzo di questi dispositivi permette anche di individuare un eventuale linea guasta nel caso in cui intervenga l'RCD. Con un comune RCD a monte di tutti gli altri interruttori infatti per individuare il circuito guasto è necessario andare a tentativi, rallentando notevolmente le operazioni di trouble-shooting.
Ancora una volta, l'utilizzo di un RCD per circuito assieme agli RCBO è fortemente raccomandato.
Questo permette di sfruttare al massimo il carico nominale di ogni singola linea e limita gli interventi inaspettati del RCD.
La soluzione proposta da StageSmarts
I sistemi di distribuzione di corrente StageSmarts integrano 2 tecnologie che vanno a risolvere i problemi di cui abbiamo appena discusso:
Interruttori Magneto-Idraulici
I sistemi di distribuzione di corrente StageSmarts sono dotati di interruttori Magneto-Idraulici che grazie alle proprie caratteristiche costruttive risultano più precisi rispetto agli interruttori magneto-termici comunemente utilizzati, riducendo notevolmente la tolleranza per l'attivazione anche al variare delle condizioni atmosferiche in cui si trovano.
Gli interruttori magneto-idraulici sono costituiti da un cilindro riempito di fluido contenente un meccanismo costituito da un nucleo mobile e una molla. Il cilindro è circondato da una bobina elettrica nella quale passa la corrente che attraversa il circuito; nel momento in cui la linea assorbe corrente, il nucleo inizia a muoversi attraverso il cilindro e quando raggiunge il lato opposto l'interruttore scatta.
La regolazione dell'interruttore può essere effettuata con estrema precisione modificando la viscosità del fluido e la forza di contrasto della molla. L'interruttore manterrà le sue prestazioni nominali in un range di temperature molto ampio, in quanto la viscosità del fluido rimane invariata indipendentemente dalla temperatura.
RCD separati
Grazie ai dispositivi RCD separati per ogni canale non solo viene risolto il problema delle correnti residue comuni a più dispositivi ma risulta estremamente più facile svolgere operazioni di trouble-shooting per capire su quale linea è presente un problema.
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StageSmarts è un'azienda svedese fondata nel 2015 leader nella progettazione e realizzazione di soluzioni innovative per la distribuzione di corrente nel settore dei media e degli eventi, con particolare attenzione all'affidabilità e alla sicurezza in ambienti e condizioni di lavoro critiche