Potere di interruzione: 4,5 kA, 6 kA o 10 kA?
È il numero dentro il rettangolo sul frontale dell'interruttore, e tutti lo ignorano finché non serve. Il giorno che serve, un interruttore sottodimensionato non apre: esplode.
Il potere di interruzione (Pdi) è la massima corrente di cortocircuito che un interruttore è in grado di interrompere senza distruggersi e senza lasciar passare l'arco. È un dato di targa, e va confrontato con la corrente di cortocircuito che può realmente svilupparsi nel punto dove l'interruttore è installato.
Perché non è un dettaglio
Un magnetotermico da 4,5 kA sottoposto a un cortocircuito da 8 kA non «scatta comunque». L'arco che si forma fra i contatti non riesce a essere spento dalla camera di estinzione: l'apparecchio si fonde, la corrente continua a fluire, e l'energia si scarica sul quadro. È uno dei pochi guasti elettrici che produce danni immediati e visibili.
Da dove arriva la corrente di cortocircuito
La corrente di cortocircuito dipende da due cose: la tensione e l'impedenza totale del circuito di guasto.
Il punto chiave: più ci si allontana dall'origine, più l'impedenza dei cavi cresce e più la corrente di cortocircuito cala. È per questo che un sotto-quadro in fondo a un capannone può stare tranquillamente con apparecchi da 4,5 kA anche se al quadro generale ne servono 25.
I valori da cui si parte in Italia
| Situazione | Icc presunta al punto di consegna |
|---|---|
| Fornitura BT monofase domestica (fino a 6 kW) | tipicamente 6 kA |
| Fornitura BT trifase fino a circa 30 kW | tipicamente 10 kA |
| Fornitura BT trifase di potenza superiore | 15 – 16 kA, da richiedere al distributore |
| Cabina propria, trasformatore 250 kVA, Ucc 4% | circa 9 kA |
| Cabina propria, trasformatore 630 kVA, Ucc 4% | circa 23 kA |
| Cabina propria, trasformatore 1000 kVA, Ucc 6% | circa 24 kA |
Per un trasformatore, la corrente di cortocircuito ai morsetti BT si stima con:
I tagli commerciali e dove si usano
| Pdi | Norma | Dove ha senso |
|---|---|---|
| 3 kA | EN 60898 | Solo sotto-quadri molto distanti, raro |
| 4,5 kA | EN 60898 | Sotto-quadri di appartamento, quadretti terminali |
| 6 kA | EN 60898 | Lo standard del quadro di appartamento a valle del contatore |
| 10 kA | EN 60898 / 60947-2 | Quadri generali di forniture trifase, terziario |
| 15 – 25 kA | EN 60947-2 | Quadri generali industriali con cabina propria |
| 36 – 65 kA | EN 60947-2 | Arrivo da trasformatori di grossa taglia |
La filiazione (back-up): risparmiare senza sbagliare
Se al quadro generale c'è un interruttore scatolato da 36 kA e a valle una serie di modulari, non è obbligatorio che ogni modulare abbia 36 kA. L'interruttore a monte, intervenendo in modo limitatore, tronca l'onda di corrente prima che raggiunga il picco: l'apparecchio a valle vede un'energia passante molto ridotta.
Il vincolo. La filiazione è ammessa solo per le coppie dichiarate dal costruttore nelle proprie tabelle di back-up, verificate in laboratorio. Non è una regola generale che si possa applicare per analogia fra marche diverse o fra serie diverse dello stesso costruttore.
Il calcolo dell'Icc a valle di un cavo
Metodo semplificato ma sufficientemente accurato per la BT: si calcola l'impedenza del cavo e si somma a quella a monte.
Esempio. Quadro generale con Icc = 10 kA, alimentazione trifase 400 V. Dorsale in cavo 4x25 mm² lunga 40 m verso un sotto-quadro.
Z a monte = 1,05 × 400 / (1,732 × 10000) = 24,2 mΩ.
R cavo = 0,0225 × 40 / 25 = 36 mΩ; X cavo = 0,08 × 40 = 3,2 mΩ.
Z totale ≈ 24,2 + 36 = 60,3 mΩ → Icc = 1,05 × 400 / (1,732 × 0,0603) = 4,0 kA.
Nel sotto-quadro bastano apparecchi da 4,5 kA.
Non finisce con il Pdi: l'energia specifica passante
Verificare il Pdi garantisce che l'interruttore sopravviva. Ma serve anche verificare che il cavo sopravviva, cioè che l'energia lasciata passare dall'interruttore durante l'interruzione sia inferiore a quella che il cavo può sopportare (art. 434.5.2 della CEI 64-8):
Il valore di I²t lasciato passare si legge sulle curve di limitazione fornite dal costruttore. Per un cavo da 2,5 mm² in rame con isolante PVC, il limite è 115² × 2,5² = 82.700 A²s: praticamente qualunque modulare limitatore ci sta dentro. Su sezioni piccole protette da interruttori grandi, invece, la verifica può fallire.
In sintesi
- Parti dall'Icc dichiarata al punto di consegna o calcolata dal trasformatore.
- Propagala attraverso ogni cavo fino a ciascun quadro.
- In ogni punto verifica Pdi ≥ Icc, oppure usa una coppia dichiarata in filiazione.
- Verifica anche I²t ≤ K²S² per il cavo protetto.
Domande frequenti
Quanti kA servono in un appartamento?
Al quadro subito a valle del contatore la corrente di cortocircuito presunta di una fornitura monofase domestica si assume tipicamente pari a 6 kA, quindi si usano interruttori da 6 kA. Su un sotto-quadro distante alcune decine di metri l'impedenza del cavo abbassa la corrente e 4,5 kA sono spesso sufficienti, ma va verificato con il calcolo.
Che differenza c'è fra Icn, Icu e Ics?
Icn (EN 60898, apparecchi domestici) è il potere d'interruzione nominale. Icu (EN 60947-2, apparecchi industriali) è il potere d'interruzione estremo: dopo l'apertura l'interruttore può non essere più utilizzabile. Ics è il potere d'interruzione di servizio: dopo l'intervento l'interruttore resta in servizio, ed è tipicamente il 50-100% di Icu.
Cos'è la filiazione o back-up?
È l'uso combinato di due interruttori in serie: quello a monte, più robusto, limita l'energia passante e permette a quello a valle di avere un Pdi inferiore alla corrente di cortocircuito presunta nel suo punto. Funziona solo con le coppie dichiarate dal costruttore nelle sue tabelle.
Come faccio a sapere l'Icc nel mio quadro?
Per le forniture in bassa tensione si parte dal valore dichiarato dal distributore al punto di consegna, poi si calcola la riduzione dovuta all'impedenza dei cavi fino al quadro. Per gli impianti alimentati da cabina propria si parte dalla potenza di cortocircuito del trasformatore.
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