Come funziona e a cosa serve il differenziale magnetotermico

Il differenziale magnetotermico viene associato al cosiddetto salvavita, ma i due termini non sono propriamente sinonimi. Il salvavita è un interruttore che scatta quando ci sono anomalie nell’impianto, ad esempio, un contatto accidentale con una presa o con dei cavi scoperti. L’interruttore magnetotermico si trova accanto al salvavita e integra una protezione magnetica ad una termica e in caso di necessità interrompe la corrente elettrica. Il principio magnetico si spiega con la presenza interna di una bobina attraversata da una corrente che quando supera un certo valore libera la leva di aggancio.

Nel principio termico, invece, uno elemento sganciatore all’interno interviene solo se ci sono sovraccarichi sulla linea. Questo è possibile grazie a due lame bimetalliche che per mezzo di un principio termico si deformano e sganciano la leva di manovra. Questo tipo di azionamento non è tempestivo in quanto il metallo non si scalda immediatamente. Il differenziale magnetotermico è, dunque, un sistema che accorpa le funzioni del salvavita con le caratteristiche magnetiche e termiche.

Le tre protezioni dell’interruttore magnetotermico differenziale

L’interruttore magnetotermico differenziale presente nell’impianto elettrico integra tre protezioni diverse:

• quella magnetica per i cortocircuiti che possono mettere a rischio un intero edificio con il pericolo di incendi;
• quella termica per i sovraccarichi nell’erogazione di energia elettrica (ad esempio più di un elettrodomestico in funzione);
• quella differenziale propria del salvavita che tutela il soggetto da una dispersione di corrente.

La funzione magnetica e quella termica operano in base a principi fisici diversi ma complementari. Naturalmente più l’interruttore magnetotermico è sensibile, ovvero percepisce nel sistema elettrico le minime differenze di uscita ed entrata di corrente a contatto con un soggetto, più è efficace.

Questo tipo di interruttore ha un ruolo determinante per evitare incidenti nell’ambiente domestico e in ufficio, ed è composto da due parti principali in un unico settore. Grazie ai progressi della tecnologia è possibile oggi disporre di nuove funzioni prima impensabili. Infatti, con uno smartphone è possibile collegarsi al contatore o avere una segnalazione in merito alla presenza di un guasto. Per riattivare un contatore (riarmo) non è sempre necessario essere presenti fisicamente.

Ci sono vari tipi di riarmo:

• quello classico manuale;
• automatico, ovvero dopo alcuni secondi dallo scatto l’interruttore viene automaticamente attivato;
• riarmi in connessione WI-FI, tramite un’antenna integrata.

Questi ultimi non sono a riarmo automatico, ma in caso di scatto viene inviata una notifica tramite l’applicazione connessa e con lo smartphone si riattiva l’erogazione se tutto è regolarmente in funzione.

Controlli periodici e malfunzionamenti 

Il magnetotermico differenziale è molto importante affinché l’impianto elettrico sia a norma di legge e ha bisogno di controlli periodici.

In caso di guasto, l’interruttore scatta e per riattivarlo basterà premere sul pulsante dell’interruttore differenziale e in seguito su quello dell’interruttore magnetotermico. Nel caso il guasto non sia grave l’elettricità si riattiva, viceversa potrebbe esserci un guasto più importante nel circuito elettrico oppure nell’interruttore stesso. L’arrivo di un tecnico abilitato sarà fondamentale per risolvere il problema in assoluta sicurezza.

Nel tempo, un impianto elettrico può andare incontro a diversi problemi. L’invecchiamento è uno di questi: una componente elettrica ha una durata di massimo 20 anni; se l’impianto risulta più vecchio e non è stato mai controllato aumentano i rischi per l’edificio, come cortocircuiti e incendi.

La perdita di isolamento è molto pericolosa e mette in pericolo la nostra vita, per cui ogni parte dell’impianto deve essere isolata e protetta. Inoltre, un impianto non corredato da un buon uso può portare anche a corto circuiti, come ad esempio l’uso non corretto e sovraccarico di ciabatte ed adattatori. Infine, gli interventi fai da te possono peggiorare la situazione di un guasto, per cui è sempre bene evitare di intervenire senza avere competenze specialistiche, anche se si possiede un minimo di dimestichezza con gli impianti elettrici.

Obblighi di legge in merito all’interruttore differenziale magnetotermico

Per un impianto elettrico a norma fondamentale per la nostra sicurezza, il quadro normativo è il seguente. L’entrata in vigore della legge 46/90 ha imposto una serie di regole sull’installazione, la progettazione e la certificazione degli impianti elettrici con il fine di garantire un uso sicuro dell’energia elettrica. Queste regole riguardano l’obbligo dell’abilitazione a operare sugli impianti, pertanto si richiedono:

• solo installatori qualificati e professionisti abilitati;
• l’obbligo di una dichiarazione di conformità rilasciata al termine dei lavori di installazione;
• l’obbligo di adeguare gli impianti già esistenti con alcune dotazioni minime di sicurezza come:

o   l’interruttore differenziale,

o   un dispositivo di sezionamento,

o   un dispositivo di protezione dalle sovracorrenti e dai contatti diretti.

Nel 2008 la legge 46/90 è stata sostituita dal Decreto Ministeriale DM 37/08 che include dei cambiamenti rispetto alla precedente legge del 1990. Il proprietario dell’impianto ha l’obbligo di adottare delle misure di sicurezza tenendo conto delle istruzioni e della manutenzione predisposta dall’installatore. Le norme indicate nel Decreto Ministeriale si applicano agli impianti nuovi, esclusi gli edifici di interesse storico e artistico, del settore residenziale e alle ristrutturazioni e rifacimenti completi di impianti elettrici preesistenti.

Inoltre, la norma CEI 64-8 è un ulteriore riferimento per chi opera sugli impianti elettrici di bassa tensione. Nel 2011 la norma è stata ridefinita in base a un nuovo modo di classificare l’impianto elettrico che prevede uno standard di qualità degli immobili in cui tutto deve soddisfare ogni criterio di sicurezza, sostenibilità e fruibilità.

La scelta di un interruttore differenziale magnetotermico

La scelta in merito al differenziale magnetotermico si basa su alcuni criteri fondamentali: la corrente nominale; la corrente massima del circuito da proteggere; il potere di interruzione, che corrisponde al valore della corrente di corto circuito nel punto di installazione; la corrente di intervento differenziale; il valore della differenza tra ingresso e uscita che fa intervenire il differenziale; e il tipo di differenziale.

In un quadro elettrico ci possono essere più di un interruttore differenziale magnetotermico: avranno un ruolo le decisioni a livello di progetto tecnico o quelle dell’azienda che si occuperà dell’installazione, nel momento in cui si dovrà scegliere la tipologia di interruttore. Si consiglia sempre di rivolgersi a tecnici specializzati e affidabili.

In base alla scelta anche il costo si adeguerà di conseguenza. Il prezzo di un interruttore differenziale magnetotermico naturalmente oscilla molto a seconda della marca e delle caratteristiche del modello scelto: si parte da una base di 15 euro, fino a 40-50 euro per l’ambito domestico.

Un elemento importante di cui tener conto e spesso non facilmente comprensibile per i non addetti ai lavori è che l’interruttore differenziale non protegge dalle correnti elevate, ma le controlla. Se ci sono flussi di correnti uguali il sistema non interviene fino a quando non subentrano delle differenze, appunto.

Calcolare la corrente di un interruttore magnetotermico 

Gli interruttori magnetotermici sono progettati per avere un amperaggio preciso (o intensità di corrente). Nel momento in cui l’interruttore viene percorso da un'intensità superiore a quella per cui è stato progettato, l'interruttore si arresta e cessa il flusso di energia, con lo scopo di evitare danni ai cavi. Si può calcolare l’amperaggio reale dell’interruttore e confrontarlo con quello nominale per assicurarsi una erogazione di corrente senza interruzioni.

Ma dove poter consultare il valore dell’amperaggio? Ogni interruttore dovrebbe avere l’indicazione di questo valore, solitamente sulla parte anteriore del dispositivo: il numero visualizzabile si riferisce alla massima intensità di corrente che il circuito può reggere prima che l'interruttore magnetotermico scatti. In Italia l’amperaggio standard per uso domestico si aggira intorno a 16 ampere. Si consiglia di non sovraccaricare l’impianto con una intensità di corrente superiore all’ 80% del valore nominale anche nel caso in cui si è in presenza di interruttori bipolari, ossia due interruttori magnetotermici che tuttavia hanno lo stesso valore nominale che non viene raddoppiato.

Per trovare la potenza di un dispositivo, espressa in Watt, si guarda sul dispositivo stesso, sulla parte posteriore o all’interno, indicato su una piastra. Talvolta è riportato anche l’amperaggio su alcuni elettrodomestici indicato con la sigla FLA (Full Load Amperes, amperaggio a pieno carico). Questo dato indica il numero di ampere che attraversano il motore quando questo assorbe una certa potenza. Negli USA per esempio, se questo dispositivo resta acceso per più di tre ore al giorno, l'interruttore magnetotermico deve avere un amperaggio nominale di 125% del FLA.

La tensione elettrica standard è 230 V. La potenza divisa per la tensione dà l’amperaggio, cioè la quantità di corrente elettrica che percorre il dispositivo. Bisogna ricordare che parte dell'energia viene dispersa sotto forma di calore e per questa ragione i dispositivi possono essere attraversati da una maggiore quantità di corrente. In quasi tutti gli impianti domestici la dispersione di energia è piuttosto bassa (meno del 10%) ma è sempre possibile che un interruttore magnetotermico interrompa il circuito quando l'amperaggio realmente utilizzato è leggermente al di sotto di quello nominale.

L'amperaggio dell'interruttore si basa anche sul materiale e sul diametro del cavo a cui è collegato. Per evitare connessioni pericolose è importante seguire tutte le norme di sicurezza.

Strumenti per misurare l’intensità della corrente 

Con una pinza amperometrica, dotata di una presa nella parte superiore che si chiude per avvolgere un cavo, si può rilevare l'intensità di corrente. Lo strumento mostra sul display il numero di ampere che attraversano il cavo. Per testare un circuito si prende il cavo che conduce il carico di corrente all'interruttore magnetotermico e si imposta il multimetro; per rilevare gli ampere si accende un altro dispositivo elettronico in casa. Se questo è collegato al medesimo circuito, allora sarà possibile notare un aumento dei valori di intensità di corrente riportati sul multimetro della pinza.

Il tester analogico o digitale è un altro strumento utile per misurare l’intensità della corrente. Il tester dispone di una componente rotante, oppure a tastiera, che permette di scegliere quella che è la portata adatta alla misura da effettuare ma anche di due cavi, uno nero e uno rosso. Quello nero, che rappresenta il polo negativo, è sempre inserito nella presa COM, comune, indicata anche con il segno (-), mentre il rosso, cioè il polo positivo, viene spostato nella parte che vi interessa.

 In questo caso per effettuare la misurazione dell'intensità di corrente è necessario introdurre la presa laddove è segnato il simbolo dell'ampere (A). In seguito, andando a staccare uno dei due cavi che compone la linea elettrica si fa in modo che la corrente passi dal puntale rosso ed esca dal puntale nero. Questo passaggio è fattibile inserendo il tester nel punto in cui è stato interrotto il cavo.

Sullo schermo comparirà quindi un numero in ampere se l'apparecchio è digitale, mentre se è analogico basta vedere dove si è fermata la lancetta. Se nel digitale il numero sarà di segno negativo significa che si sono invertiti i puntali, pertanto vanno invertiti di nuovo per eseguire una nuova misurazione.

Schema dell’interruttore magnetotermico differenziale

L’interruttore differenziale si compone di due parti:

• uno sganciatore differenziale di protezione, il cui compito è quello di aprire il circuito nel momento in cui la corrente di uscita (neutro) sia minore di quella di ingresso (fase);
• un apparecchio di manovra.

All’interno dell’interruttore magnetotermico differenziale troviamo il solenoide, i cui avvolgimenti intorno ad esso corrispondono alle sopracitate fase e neutro: gli avvolgimenti sono tipicamente percorsi da una corrente identica in entrata e in uscita. C’è però un terzo avvolgimento, collegato al dispositivo di comando, che apre il circuito in caso di guasto.

Il funzionamento dell’interruttore prevede la generazione di un campo magnetico al solenoide, con la conseguente generazione di una corrente nell’avvolgimento connesso al dispositivo di comando. Ciò avviene quando le correnti degli avvolgimenti di fase e neutro non sono uguali.

È proprio questo l’impulso di corrente che aziona il dispositivo di comando, il cui compito è il disarmo del differenziale.

L’interruttore differenziale che viene adottato per correnti alternate e pulsanti viene chiamato “di tipo A”.

Si tratta di un tipo di interruttore differenziale magnetotermico ed espleta il suo prezioso compito per guasti a terra o sovracorrenti. Il tipo AC, invece, è adatto solo a correnti alternate con dispersione di terra di forma sinusoidale.

Nelle abitazioni domestiche, viene montato l’interruttore differenziale “puro”, ossia quello composto da un solo sganciatore che interviene per guasti a terra. È possibile, comunque, dotarsi di interruttori differenziali magnetotermici con sganciatore di sovracorrente incorporato.