Tra interventi indesiderati e un livello di protezione spesso non adeguato, la convivenza, all’interno dell’equipaggiamento elettrico delle macchine, tra i dispositivi differenziali e i convertitori di frequenza diventa spesso problematica.
Sulla base della capacità di intervenire correttamente in funzione delle possibili differenti tipologie di correnti differenziali (di guasto) sono stati definiti in sede internazionale a livello normativo quattro tipologie di interruttori differenziali. In accordo con le Norme di prodotto CEI EN 61008-1, CEI EN 61009-1, CEI EN 60947-2 e CEI EN 62423, vengono classificati in tipo AC, A, F, B.
Al fine di realizzare correttamente la protezione di convertitori di frequenza sono da prendere in considerazione soltanto due tipologie di protezione differenziale:
- Interruttore differenziale di tipo F (CEI EN 62423) il cui intervento è assicurato per correnti differenziali come per il tipo A (alternate sinusoidali differenziali e per correnti differenziali pulsanti unidirezionali applicate improvvisamente o lentamente crescenti) e per i seguenti tipi di correnti differenziali:
- composite multifrequenza fino a 1kHz
- correnti pulsanti unidirezionali sovrapposte a una corrente continua livellata (smooth direct current) di 10mA.
Sono inoltre previste delle specifiche prove per garantire un’elevata immunizzazione ai disturbi. Queste tipologie di interruttori nascono per la protezione dei convertitori di frequenza monofase. Questi carichi sono infatti in grado di generare, in caso di guasto lato motore, delle correnti verso terra a frequenza multipla – non identificabili dai Tipo AC e A.
- L’interruttore differenziale tipo B (CEI EN 62423) assicura l’intervento per correnti differenziali come per il tipo F, e per i seguenti tipi di correnti differenziali applicate improvvisamente o lentamente crescenti:
- alternate sinusoidali con frequenze fino a 1kHz.
- alternate alla frequenza nominale sovrapposte a una corrente continua livellata di 0,4 I∆n o 10mA a seconda del valore più alto: l’interruttore differenziale deve intervenire per un valore della corrente alternata non superiore a I∆n.
- unidirezionali pulsanti sovrapposte a una corrente continua livellata (smooth direct current) di 0,4 I∆n o 10mA a seconda del valore più alto: l’interruttore differenziale deve intervenire per un valore della corrente alternata non superiore a 1,4 I∆n per interruttori differenziali con I∆n > 10mA o non superiore a 2 I∆n per interruttori differenziali con I∆n ≤ 10mA (il valore della corrente differenziale di intervento pari a 1,4 I∆n o 2 I∆n corrisponde al valore efficace della semionda della corrente unidirezionale pulsante)
- pulsanti unidirezionali che possono essere generate da circuiti di raddrizzamento alimentati da due fasi: l’interruttore differenziale deve intervenire entro i limiti di 0,5 I∆n e 2 I∆n.
- pulsanti unidirezionali che possono essere generate da circuiti di raddrizzamento alimentati da tre fasi: l’interruttore differenziale deve intervenire entro i limiti di 0,5 I∆n e 2 I∆n.
- continue livellate prodotte da circuiti polifasi: l’interruttore differenziale deve intervenire entro i limiti di 0,5 I∆n e 2 I∆n
Questa tipologia di interruttori è destinata alla protezione dei convertitori di frequenza trifase. Questi carichi sono infatti in grado di generare delle correnti di dispersione verso terra di tipo continuo.
Al fine di scegliere in modo corretto la protezione differenziale, qualora risulti necessaria per adempiere alla richiesta di garantire la protezione in caso di guasto (precedentemente definita protezione addizionale contatti indiretti) all’interno dell’equipaggiamento elettrico della macchina, risulta comunque essenziale affidarsi alle indicazioni fornite dal costruttore del convertitore di frequenza.
La nuova normativa CEI EN 60204-1: 2018 contiene importanti novità circa le modalità di realizzazione della protezione in caso di guasto in presenza di convertitori di frequenza. Fornisce indicazioni circa la possibilità di utilizzo, per sistemi TN, delle protezioni da sovracorrente, e indica nello specifico nuove modalità di calcolo dell’impedenza equivalente (metodo di fatto prima non utilizzabile in presenza di convertitori, che risultano non modellizzabili).
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