Gli interruttori differenziali sono apparsi sul mercato negli anni ’50, e sono usati diffusamente a partire dagli anni 80. Oggi sono largamente diffusi, ed in alcuni casi obbligatori, per aumentare la sicurezza degli impianti e delle persone.

Il differenziale è un dispositivo sensibile alle correnti verso terra, in grado di aprire un circuito elettrico in un certo tempo, quando la corrente verso terra supera il valore prefissato. Viene utilizzato per proteggere persone e cose da: 

• Contatti diretti (quando una persona tocca una fase alimentata)
• Contatti indiretti (quando una persona tocca una massa in tensione per un guasto di isolamento)
• Perdite di isolamento

Gli interruttori differenziali sono composti essenzialmente da tre componenti: il trasformatore toroidale o toroide, il relè di sgancio, il meccanismo di apertura.

Il toroide ha il compito di rilevare le correnti di guasto verso terra cioè controlla che la corrente che “entra” sia pari a quella che “esce”. In presenza di un guasto a terra e quindi di una “perdita”, si induce una tensione che invia un segnale di corrente al relè di sgancio che, a sua volta, aziona il meccanismo di apertura dell’interruttore differenziale.

Gli interruttori differenziali vengono classificati in base a :

a) Presenza o meno delle protezioni contro le sovracorrenti:

• differenziale puro
• differenziale magnetotermico

b) Potere d’interruzione

c) Forma d’onda rilevabile

• tipo AC: per la sola corrente alternata
• tipo A: per correnti differenziali di guasto alternate e/o pulsanti, unidirezionali.
• tipo B: come A ma anche per corrente continua.

d) Tempo d’intervento:

• Differenziali di tipo generale (rapidi): intervengono nel più breve tempo possibile, in genere dell'ordine di pochi millisecondi
• Differenziali selettivi: dotati di ritardo di intervento, in genere sono installati a monte di altri differenziali di tipo generale.
• Differenziali ritardati: l’intervento può essere ritardato secondo un tempo selezionabile.

e) Sensibilità differenziale:

• Differenziali a bassa sensibilità: corrente differenziale maggiore di 30mA, si deve porre particolare attenzione al coordinamento con la resistenza dell’impianto di terra.
• Differenziali ad alta sensibilità: corrente differenziale minore di 30mA, sono detti anche “salvavita”, in quanto l’utente che inavvertitamente tocca una parte in tensione, è percorso da una corrente verso terra limitata unicamente dalla resistenza del corpo, l’interruttore interviene quando il valore di corrente è ad un livello di sicurezza per la persona.

Sistemi TT : Nei sistemi TT (masse separate dal neutro e collegate a terra) si fa largo uso di interruttori differenziali. Opportunamente coordinati con l’impianto di terra sono impiegati per proteggere le persone contro i contatti indiretti ma anche, se la soglia di intervento non supera i 30 mA, come protezione addizionale contro i contatti diretti.

In questo ultimo caso l’efficacia della protezione è indipendente dall’impianto di terra mentre, per quanto riguarda la protezione dai contatti indiretti, il coordinamento con l’impianto di terra è necessario per permettere il tempestivo intervento del differenziale in caso di guasto verso terra.

Affinché la protezione risulti efficace, il prodotto della resistenza di terra per il valore della corrente nominale differenziale del dispositivo non deve però superare i 50 V nei casi generali e i 25 V nei casi particolari (ad es. locali medici, cantieri, stalle).

Sistemi TN : Nei sistemi TN (impianti con cabina prorpia, con masse e neutro collegate allo stesso impianto di terra) l’impiego dell’interruttore differenziale per la protezione contro i contatti indiretti anche se consigliata, non è sempre indispensabile. La protezione può infatti essere ottenuta anche mediante l’impiego di dispositivi di protezione contro le sovracorrenti coordinati con l’impedenza dell’anello di guasto (occorre effettuare un attento calcolo di dimensionamento).

Pertanto possiamo affermare che nel rispetto della norma CEI 64-8 l’uso dell’interruttore differenziale contro i contatti indiretti è praticamente l’unica scelta sicura per gli impianti di tipo TT  e comunque la migliore anche in quelli di tipo TN.

Inoltre il Differenziale da 30 mA, è obbligatorio in alcuni casi: ad esempio locali con bagni o docce, piscine, cantieri edili, locali agricoli, campeggi, locali con rischio di incendio o esplosione, locali di pubblico spettacolo, locali medici, ecc….. (Scarica la tabella completa)