Un guasto su una singola presa che spegne l'intero negozio, la cucina di un ristorante che si ferma nel pieno del servizio, un condominio al buio per un problema in un solo vano scala: sono le conseguenze tipiche di un impianto in cui le protezioni non sono coordinate. Il principio che lo evita si chiama selettività.
Questa guida spiega cos'è la selettività degli interruttori, la differenza tra selettività totale e parziale, come si realizza tra interruttori magnetotermici e tra differenziali, come si verifica in fase di progetto e quali tecniche avanzate si adottano negli impianti industriali per garantire la continuità di servizio.
Sintesi
- La selettività fa intervenire solo l'interruttore più vicino al guasto, lasciando alimentato il resto dell'impianto.
- Tra magnetotermici si ottiene coordinando curve, soglie e ritardi, verificati con le tabelle dei costruttori.
- Tra differenziali serve un dispositivo ritardato (tipo S) a monte, con soglia almeno doppia rispetto a quelli a valle.
- Nell'industria si ricorre alla selettività logica e a soluzioni di Power Quality contro buchi di tensione e armoniche.
Cos'è la selettività
In un impianto elettrico le protezioni sono disposte in serie: l'interruttore generale a monte, gli interruttori delle singole linee a valle. La selettività è il coordinamento per cui, in caso di guasto, interviene solo la protezione immediatamente a monte del guasto, mentre le altre restano chiuse.
Perché scatta l'interruttore generale
Quando le protezioni non sono selettive, un guasto su una linea fa intervenire anche, o soltanto, l'interruttore generale. È il caso più frequente negli impianti cresciuti per aggiunte successive, in cui il quadro non è mai stato verificato nel suo insieme.
Scatta il differenziale ma non il magnetotermico
Sono due protezioni diverse. Il magnetotermico interviene per sovraccarico e cortocircuito; il differenziale per una dispersione di corrente verso terra. Se interviene il differenziale e non il magnetotermico, la causa è una dispersione, non un eccesso di carico.
Selettività totale e parziale
Selettività totale
Interviene solo l'interruttore a valle per qualsiasi valore della corrente di guasto, fino alla massima corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione.
Selettività parziale
Interviene solo l'interruttore a valle fino a un certo valore di corrente (il limite di selettività); oltre quel valore può intervenire anche quello a monte.
La selettività parziale è accettabile quando il limite di selettività supera la corrente di cortocircuito effettivamente possibile in quel punto dell'impianto. Il progetto serve proprio a verificarlo.
Selettività tra interruttori magnetotermici
Tra interruttori magnetotermici la selettività si ottiene con tecniche diverse, spesso combinate tra loro in linea con le norme CEI 64-8 e CEI EN 60947-2.
| Tecnica | Principio | Dove si usa |
|---|---|---|
| Amperometrica | La protezione a monte ha soglie di intervento più alte di quella a valle. | Impianti semplici, guasti di bassa entità. |
| Cronometrica | La protezione a monte interviene con un ritardo intenzionale. | Quadri di distribuzione, interruttori con sganciatori regolabili. |
| Energetica | Sfrutta la limitazione dell’energia passante dell’interruttore a valle, verificata con le tabelle del costruttore. | Correnti di cortocircuito elevate. |
| Logica | Gli sganciatori elettronici comunicano: chi vede il guasto blocca temporaneamente le protezioni a monte. | Stabilimenti e grandi impianti. |
Il ruolo delle curve di intervento
Ogni magnetotermico ha una curva tempo-corrente (per esempio B, C, D o K) che descrive in quanto tempo interviene al variare della corrente. Perché due interruttori in serie siano selettivi, le loro curve non devono sovrapporsi nel campo delle correnti di guasto possibili. Le curve D e K, più tolleranti alle correnti di spunto, si usano per esempio su motori, trasformatori e unità di estrazione aria.
Selettività tra interruttori differenziali
È il caso più frequente di mancata selettività nelle abitazioni e nei piccoli locali: un unico differenziale generale istantaneo da 30 mA a protezione di tutte le linee, o due differenziali istantanei uguali in serie. Alla prima dispersione salta tutto.
Le due condizioni per la selettività
- il differenziale a monte deve essere ritardato: di tipo selettivo (S) o con ritardo regolabile;
- la sua soglia di intervento deve essere almeno doppia rispetto a quella dei differenziali a valle, con un margine maggiore nei dispositivi non regolabili.
La configurazione tipica
Un differenziale da 300 mA di tipo S a monte e differenziali da 30 mA istantanei sulle singole linee. Il 30 mA garantisce la protezione delle persone sul circuito interessato; il 300 mA ritardato interviene solo se quello a valle non lo fa, e svolge anche una funzione di protezione contro l'incendio.
Il tipo di differenziale conta
Oltre alla selettività va scelto il tipo corretto in base ai carichi: AC, A, F o B. Piani a induzione, inverter, pompe di calore e colonnine di ricarica richiedono spesso differenziali di tipo A, F o B, secondo le indicazioni dei costruttori.
Come si calcola la selettività
Il calcolo della selettività tra interruttori è una fase del progetto dell'impianto e si sviluppa in quattro passaggi.
- Calcolo delle correnti di cortocircuito nei diversi punti dell'impianto, a partire dai dati della fornitura e dalle caratteristiche delle linee.
- Scelta delle protezioni per ogni linea: corrente nominale, curva, potere di interruzione, tipo e soglia del differenziale.
- Confronto delle curve tempo-corrente delle coppie di interruttori in serie, per individuare eventuali sovrapposizioni.
- Verifica con le tabelle di selettività dei costruttori, che indicano fino a quale corrente una specifica coppia di interruttori è selettiva.
Generale: magnetotermico + differenziale 300 mA tipo S
Interviene solo se la linea a valle non isola il guasto
Linea luci
Magnetotermico + 30 mA
Linea prese
Magnetotermico + 30 mA
Linee dedicate
Forno, piano a induzione, climatizzazione
Esempi: abitazione, negozio, condominio
Abitazione
Dividere l'impianto in più linee, ciascuna con il proprio differenziale, evita che una dispersione in bagno o su un elettrodomestico lasci al buio l'intera casa e spenga frigorifero e caldaia. È uno degli interventi più efficaci in caso di rifacimento dell'impianto elettrico.
Negozio, ristorante e studio
La continuità di servizio ha un valore economico diretto: refrigerazione, casse, illuminazione di emergenza e cucina devono restare alimentate se si guasta un apparecchio secondario. Nella ristorazione il coordinamento selettivo è parte essenziale del progetto, come spiegato nella guida all' impianto elettrico per ristoranti, pizzerie e bar.
Condominio
Illuminazione delle scale, ascensore, autoclave, citofonia e autorimessa vanno su linee separate e selettive: un guasto nell'autorimessa non deve fermare l'ascensore. Per le utenze condominiali, inoltre, il progetto dell'impianto elettrico è richiesto dal D.M. 37/08.
Selettività logica e Power Quality nell'industria
Negli stabilimenti dell'Industria 4.0 e 5.0 robot, azionamenti a frequenza variabile (VFD), PLC e alimentatori switching rendono la rete interna sensibile sia agli interventi intempestivi delle protezioni sia ai disturbi di Power Quality. Un fermo non programmato può costare cifre rilevanti tra scarti, danni meccanici e riavvio dei cicli.
Selettività logica
Gli sganciatori elettronici dei quadri comunicano tra loro: la protezione che rileva il guasto invia un segnale di blocco temporaneo alle protezioni a monte, che restano chiuse. Il guasto viene isolato rapidamente su una sola isola di produzione, senza i lunghi ritardi della selettività cronometrica.
Buchi di tensione
Sono abbassamenti rapidi della tensione, tra il 10% e il 90% del valore nominale, di durata generalmente inferiore al secondo, dovuti a manovre sulla rete del distributore o all'avvio di grandi carichi. Possono bastare poche decine di millisecondi per far ricadere i teleruttori o bloccare i bus di campo. UPS industriali e sistemi di accumulo (BESS) dimensionati sui transitori proteggono le utenze critiche.
Distorsione armonica
Inverter e carichi elettronici immettono correnti armoniche, in particolare di 3°, 5° e 7° ordine, che surriscaldano trasformatori e conduttori e disturbano le protezioni. I filtri attivi d'armonica (AHF) misurano la distorsione e iniettano componenti in controfase.
Cabina MT/BT e norma CEI 0-16
Negli stabilimenti alimentati in media tensione il coordinamento si estende alla protezione generale della cabina MT/BT, tarata secondo la norma CEI 0-16 e le prescrizioni del distributore. Tarature non coordinate possono separare l'intero stabilimento dalla rete per un guasto interno minore.
Quando rivedere il quadro elettrico
Alcuni segnali indicano che le protezioni non sono coordinate e che il quadro va verificato:
- l'interruttore generale scatta spesso, anche per guasti su un solo apparecchio;
- esiste un solo differenziale per tutto l'impianto;
- il quadro è stato ampliato nel tempo senza una verifica complessiva;
- sono stati aggiunti carichi importanti: pompa di calore, wallbox, piano a induzione, fotovoltaico;
- in un'attività, gli interventi delle protezioni fermano produzione o servizio.
Se il problema è un salvavita che interviene di continuo, il primo passo è individuare la dispersione, come spiegato nella guida salta il salvavita: perché scatta il differenziale e cosa fare. In caso di urgenza a Roma è disponibile il servizio di pronto intervento elettricista.
Domande frequenti
Cos’è la selettività degli interruttori?
È il coordinamento tra protezioni collegate in serie per cui, in caso di guasto, interviene solo l’interruttore più vicino al guasto, lasciando alimentato il resto dell’impianto.
Perché scatta l’interruttore generale invece di quello della linea guasta?
Perché le protezioni non sono selettive: le loro curve di intervento si sovrappongono, oppure a monte è installato un differenziale istantaneo con sensibilità simile a quelli a valle. Il risultato è il fuori servizio dell’intero impianto per un guasto su una sola linea.
Che differenza c’è tra selettività totale e parziale?
Con la selettività totale interviene solo l’interruttore a valle per qualsiasi valore della corrente di guasto. Con la selettività parziale questo avviene solo fino a un certo valore di corrente, oltre il quale può intervenire anche l’interruttore a monte.
Come si ottiene la selettività tra interruttori differenziali?
Installando a monte un differenziale ritardato, di tipo selettivo (S) o regolabile, con soglia di intervento almeno doppia rispetto a quella dei differenziali a valle; nella pratica è frequente un 300 mA di tipo S a monte di differenziali da 30 mA istantanei.
Come si calcola la selettività tra interruttori magnetotermici?
Confrontando le curve di intervento tempo-corrente dei due dispositivi e, per le correnti di cortocircuito elevate, utilizzando le tabelle di selettività fornite dai costruttori, che indicano fino a quale corrente la coppia di interruttori è selettiva.
Scatta il differenziale ma non il magnetotermico: perché?
Perché i due dispositivi proteggono da guasti diversi: il differenziale interviene per una dispersione di corrente verso terra, il magnetotermico per sovraccarico o cortocircuito. Se interviene il differenziale, c’è una dispersione su un circuito o su un apparecchio.
La selettività è obbligatoria?
La norma CEI 64-8 richiede di limitare le conseguenze di un guasto e di garantire la continuità di servizio dove necessaria. In ambienti come ristoranti, studi medici, condomini e stabilimenti, il coordinamento selettivo delle protezioni è parte essenziale del progetto.
Quadri elettrici selettivi e progettazione a Roma
Lo studio verifica il coordinamento delle protezioni, progetta quadri selettivi per abitazioni, attività commerciali, condomini e stabilimenti, e interviene in caso di guasti e interventi ripetuti delle protezioni.
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