RCCB/RCD

Con lo sviluppo dell'industria moderna, l'elettricità diventa incredibilmente utile. Tuttavia, diventa anche incredibilmente pericolosa. Sapete che solo pochi millisecondi sono sufficienti per far passare una forte corrente elettrica attraverso il cuore e causare danni? Pensateci: se state usando una sega elettrica e accidentalmente tagliate il cavo. Inoltre, se l'attrezzo ha una carcassa metallica, la state tenendo in mano e accidentalmente toccate il filo scoperto. Inoltre, siete in piedi a terra, ma l'elettricità deve andare da qualche parte. In questo momento, c'è un rischio molto alto che il vostro corpo formi un "cortocircuito". Quindi, come si può evitare che l'elettricità passi attraverso il nostro corpo? Un modo per ridurre il rischio è utilizzare un dispositivo di protezione intelligente chiamato dispositivo differenziale (RCD) o interruttore differenziale (RCCB). L'RCD/RCCB è un dispositivo che interrompe istantaneamente un circuito elettrico per evitare danni gravi causati da una scossa elettrica in corso. In Europa, questi sono meglio noti dalle loro iniziali RCD. Inoltre, un RCD + MCB (interruttore elettrico miniatura) combinato è noto come RCBO (interruttore differenziale con protezione da sovraccorrente). In America, il dispositivo è più comunemente noto come interruttore di circuito a difetto di terra (GFCI), interruttore a difetto di terra (GFI) o interruttore di corrente di fuga dell'apparecchio (ALCI). In Australia, sono talvolta noti come interruttori di sicurezza o RCD. Un interruttore di circuito a fuga a terra (ELCB) può essere un dispositivo differenziale, sebbene esista anche un tipo più vecchio di interruttore di circuito a fuga a terra a comando di tensione.

Le cifre variano da anno in anno e da paese a paese. Tuttavia, le statistiche globali rivelano che la elettrocuzione è una delle prime cinque cause di morte sul lavoro. Ci sono molte scosse elettriche che avvengono in casa. In un paese, gli incidenti elettrici causano ogni anno centinaia di morti e migliaia di infortuni. Come e perché le persone ricevono una scossa elettrica? Essenzialmente, le persone ricevono una scossa elettrica quando toccano accidentalmente apparecchi con corrente di fuga o quando un apparecchio elettrico si guasta in modo tale che le sue parti metalliche esposte diventano temporaneamente conduttori elettrici e pericolosi. Molti apparecchi elettrici sono dotati di fusibili per proteggere contro correnti eccessive. Tuttavia, questi non offrono alcuna protezione in situazioni di corrente di fuga. Inoltre, alcuni apparecchi sono dotati di cavi di "terra" o "ground" per proteggerci quando i cavi vivi entrano in contatto con parti non previste. Il "terra" o "ground" non fa parte del circuito normale di trasporto dell'elettricità, ma è semplicemente un cavo di riserva. È collegato alle parti metalliche esposte dell'apparecchio e, attraverso la tua installazione elettrica domestica, è poi collegato alla terra tramite una punta metallica o una tubazione idrica che entra nel terreno fuori dalla tua casa. In sostanza, l'idea è che, se il cavo vivo si guasta e tocca qualcosa come un tostapane o una scatola di distribuzione metallica, il cavo di terra trasporta la corrente in modo sicuro. Ma cosa succede se anche il cavo di terra si guasta? La corrente passerà attraverso il tuo corpo. Come proteggersi dalle scosse elettriche? È qui che RCD, GFCI, ELCB vengono in nostro aiuto.

L'immagine rappresenta il meccanismo interno di un dispositivo differenziale (RCD). L'RCD è composto da cinque parti: Relè magnetico (1), Meccanismo (2), Terminali di ingresso linea (3), Terminali di carico (4) e Bobina di rilevamento (5). Il filo di fase si collega al terminale di ingresso linea (1). Successivamente, collega l'elettricità ai tuoi apparecchi elettrici dai terminali di carico (4). Accendi la leva del meccanismo (2) per stabilire la connessione tra i contatti di rame dei terminali di ingresso linea (3) e la bobina di rilevamento (5). La bobina di rilevamento è un trasformatore di corrente differenziale che circonda (ma non è elettricamente connesso a) i conduttori di fase e neutro. In condizioni normali, tutta la corrente che scende per il conduttore di fase ritorna su per il conduttore neutro. Le correnti nei due conduttori sono quindi uguali e opposte, e si annullano a vicenda. Qualsiasi difetto a terra (ad esempio causato da una persona che tocca un componente sotto tensione nell'apparecchio collegato) fa sì che una parte della corrente prenda un diverso percorso di ritorno, il che significa che c'è un'imbalance (differenza) nella corrente nei due conduttori (caso monofase). Più in generale, una somma non nulla delle correnti tra vari conduttori (ad esempio, conduttori trifase e un conduttore neutro). Questa differenza causa una corrente nella bobina di rilevamento (5), che viene rilevata dal relè magnetico (1). La circuitazione di rilevamento rimuove quindi l'alimentazione dal meccanismo (2), e i contatti dei terminali di ingresso linea (3) vengono forzati a separarsi da una molla, interrompendo l'alimentazione elettrica all'apparecchio. L'RCD è progettato in modo che la corrente venga interrotta in pochi millisecondi, riducendo notevolmente le probabilità di ricevere una pericolosa scossa elettrica.

Nelle nostre moderne unità di consumo domestiche (quadri di distribuzione), come mostrato nell'immagine di seguito, alcuni (ma non tutti) dei circuiti domestici sono dotati di RCD integrati. Questo significa che se tagli accidentalmente un cavo o lo bagni, l'interruttore di scatto sull'unità di consumo interromperà l'alimentazione e salverà la tua vita. Fa lo stesso lavoro di un RCD a inserimento. È fondamentale capire come è configurato il tuo quadro di distribuzione. In questo esempio, solo le prese di corrente al piano di sopra sono protette da RCD. Quindi, se stai usando una presa al piano di sopra per alimentare il tuo tostapane, sei protetto. Tuttavia, se stai usando attrezzi elettrici collegati a una presa al piano di sotto, dovrai usare un RCD a inserimento per proteggerti, perché i circuiti al piano di sopra non sono dotati di RCD.

L'ingegnere elettrico Charles Dalziel (1904-1986), originario degli Stati Uniti e professore di ingegneria elettrica e scienze informatiche all'Università della California a Berkeley, ha salvato innumerevoli vite quando ha avuto l'idea brillante dell'interruttore di circuito a difetto di terra (GFCI) intorno al 1960. Ha iniziato a brevettare l'idea nel gennaio 1961 (nella domanda numero 85.364) ed è stato infine concesso un brevetto nell'ottobre 1965. Tra i benefici dell'invenzione che Dalziel ha elencato, vi erano una sensibilità alla corrente sufficientemente alta per proteggere le persone dalle elettrocuzioni, un basso consumo di corrente e di energia.