Tutto sui dispositivi GFCI/RCD

Nell'ingegneria elettrica esistono standard per proteggere persone e animali dalle scosse elettriche.

Questo si ottiene attraverso una combinazione di:

• Protezione di base come precauzione contro il contatto diretto con parti attive, mediante isolamento di base in assenza di guasti,
• Protezione dai guasti in caso di contatto indiretto con parti toccabili, come ad esempio l'involucro metallico di un apparecchio elettrico, che può diventare una parte attiva pericolosa in caso di guasto.

L'uso di dispositivi a corrente residua serve come protezione aggiuntiva per una migliore protezione contro le scosse elettriche, una migliore protezione dai guasti e una migliore protezione antincendio.

Un RCD non limita l'intensità della corrente di guasto che scorre, ma ne limita la durata.

La protezione aggiuntiva si riferisce a una misura adottata in determinate condizioni. Ciò include il dispositivo a corrente residua (RCD) con il suo effetto protettivo in caso di guasto simultaneo della protezione di base e della protezione dai guasti. Ciò significa che nell'impianto elettrico o nell'apparecchio elettrico si verifica un doppio o addirittura multiplo guasto. L'RCD non impedisce la scossa elettrica e non riduce l'entità della corrente di guasto attraverso il corpo umano. A seconda dell'entità, tuttavia, la durata del passaggio di corrente attraverso il corpo deve essere limitata in modo tale che il rischio di fibrillazione ventricolare, come disturbo del ritmo cardiaco immediatamente pericoloso per la vita, sia ridotto al minimo. La corrente residua nominale massima ammissibile IΔn per la protezione personale è 30 mA. L'uso dell'RCD come unica protezione contro le scosse elettriche, ovvero senza protezione di base e protezione dai guasti, non è consentito.

Un RCD con una corrente residua nominale non superiore a 30 mA deve essere previsto per:

• Prese elettriche con una corrente nominale non superiore a 32 A, destinate all'uso da parte di persone non esperte e per uso generale
• Circuiti finali per apparecchiature portatili utilizzate all'aperto con una corrente nominale non superiore a 32 A
• Per circuiti di illuminazione (solo in edifici residenziali)

Un RCD può fornire protezione aggiuntiva nei seguenti casi:

• Manipolazione impropria o uso abusivo di apparecchiature elettriche
• Manipolazione di impianti elettrici, ad esempio da parte di bambini (chiodo nella presa)
• Danni all'impianto elettrico dovuti a influenze esterne (es. umidità, messa a terra protettiva interrotta, isolamento rotto)
• Passaggio di corrente attraverso il corpo verso terra dovuto alla mancata osservanza delle cinque regole di sicurezza da parte di professionisti del settore elettrico
• Manipolazione di apparecchi elettrici aperti per scopi formativi
• Guasti in un impianto o apparecchio elettrico causati da non professionisti o lavori impropri eseguiti da professionisti.

Per la protezione dai guasti, è necessario utilizzare dispositivi a corrente residua (RCD) quando la condizione per l'interruzione automatica dell'alimentazione da parte dei dispositivi di protezione da sovracorrente in caso di guasto a terra non può essere soddisfatta. Questo è spesso il caso in cui esiste un sistema TT dovuto al tipo di collegamento a terra. A causa della mancanza di collegamento elettrico tra il conduttore di messa a terra dell'impianto e il conduttore di messa a terra di esercizio, la corrente di guasto è limitata principalmente dalla resistenza di propagazione del conduttore di messa a terra dell'impianto RA.

La seguente condizione si applica per la protezione personale:

RA ≤ UT/IΔn con

• RA come resistenza di propagazione della messa a terra dell'impianto, compreso il conduttore di protezione
• UT come tensione di contatto con un massimo di 50 V CA senza limiti di tempo
• IΔn come corrente residua nominale dell'interruttore differenziale

Pertanto, sarebbe possibile una resistenza di propagazione massima di:

RA = 50V/30 mA ≈ 1,67 kΩ

Nei seguenti casi, possono essere utilizzati RCD con una corrente di esercizio residua nominale superiore a 30 mA per:

• Circuiti di distribuzione
• Circuiti terminali, se richiesto per motivi diversi dalla protezione contro le scosse elettriche.

Alla condizione di 4,6 volte la corrente di esercizio residua nominale, sarebbero possibili le seguenti resistenze di propagazione a seconda del rispettivo RCD utilizzato:

Secondo le normative VdS, per proteggere contro gli incendi di origine elettrica, la corrente di guasto tra il conduttore di fase e il conduttore di protezione o la terra non deve superare i 420 mA. A tale scopo possono essere utilizzati interruttori differenziali con una corrente di guasto nominale fino a 300 mA. A seconda della corrente di guasto nominale, possono verificarsi le seguenti potenze termiche in un punto di guasto:

Queste potenze termiche sono significativamente inferiori a quelle che si avrebbero con i soli dispositivi di protezione da sovracorrente. Inoltre, per la protezione antincendio, sono disponibili anche dispositivi dedicati di rilevamento dei guasti d'arco, che devono essere installati in aggiunta all'interruttore differenziale e forniscono protezione contro gli incendi dei cavi che possono verificarsi in caso di rottura dei cavi.

Il dispositivo a corrente residua (RCD) scatta al più tardi quando viene raggiunta la corrente residua nominale e scollega il circuito interessato su tutti i poli dalla rete a monte, compreso il conduttore neutro negli interruttori a quattro poli. Anche il circuito di prova interno viene scollegato perché la sua resistenza di limitazione di corrente non è progettata per il funzionamento continuo (uso improprio). Il conduttore di protezione non fa parte del dispositivo a corrente residua e non viene scollegato.

Le correnti residue si verificano quando una parte della corrente rifluisce alla fonte di alimentazione attraverso un percorso di corrente indesiderato. Questo percorso di corrente può essere il conduttore di protezione, l'involucro di un dispositivo elettrico, la terra, comprese tutte le strutture metalliche in contatto elettrico con la terra, nonché il corpo di un essere umano o di un animale. Il dispositivo a corrente residua forma la somma aritmetica di tutti i valori istantanei delle correnti nei conduttori di fase e nel conduttore neutro. In un impianto senza guasto a terra, la somma è sempre zero.

La sommatoria viene eseguita da un trasformatore di corrente di somma. A seconda del numero di poli, vi passano attraverso due, tre o quattro avvolgimenti primari. Sono costruiti in modo tale che i loro effetti di induzione si annullino a vicenda nello stato privo di guasti. Nel nucleo del trasformatore non viene generato alcun flusso magnetico e quindi non viene indotta alcuna tensione nell'avvolgimento secondario. Se una corrente residua rifluisce alla fonte di alimentazione attraverso tale percorso di corrente indesiderato, la somma di tutte le correnti attraverso il trasformatore di corrente di somma non è più zero. Ciò provoca un flusso magnetico nel nucleo del trasformatore, che induce una tensione nell'avvolgimento secondario. La corrente secondaria attiva un interruttore tramite l'attivatore del magnete di mantenimento e scollega il circuito su tutti i poli.

Il trasformatore di corrente di somma funziona come un trasformatore ed è anche dipendente dalla frequenza. Pertanto, può rilevare solo correnti residue alternate o correnti residue continue pulsanti. Nel caso di correnti residue continue lisce, non vi è alcuna trasmissione e quindi nessuna induzione nell'avvolgimento secondario: la corrente residua non viene rilevata. In una forma mista (corrente residua continua liscia sovrapposta a corrente residua alternata), la corrente residua alternata può solo essere indebolita o non trasmessa affatto, poiché il nucleo di ferro è parzialmente o completamente saturato dalla corrente residua continua liscia.

Gli RCD sensibili a tutte le correnti (ad es. tipo B) a volte hanno un secondo nucleo del trasformatore per il rilevamento aggiuntivo di correnti residue continue lisce, che può essere dotato di un sensore Hall per rilevare direttamente il campo magnetico e/o elettronica aggiuntiva per rilevare (o sopprimere) meglio le risposte in frequenza e le loro dipendenze di corrente, offrendo così diversi tipi per lo scopo applicativo corrispondente.

Componenti di un interruttore differenziale bipolare:

1. Meccanismo di commutazione
2. Avvolgimento secondario
3. Toroide del trasformatore di corrente di somma
4. Pulsante di prova

Il trasformatore di corrente di somma contiene un nucleo toroidale avvolto da nastro magnetico dolce cristallino o nanocristallino. I nuclei di ferrite non sono adatti a causa della loro bassa permeabilità e induzione di saturazione. Per ottenere la potenza necessaria ad attivare l'interruttore differenziale, sono necessari nuclei a nastro toroidali di una certa dimensione e massa, tipicamente con un peso di circa 40 g. I nuclei sono spesso incapsulati con isolamento e non deve essere esercitata alcuna forza sui nuclei attraverso un eventuale restringimento delle resine, poiché ciò modificherebbe le proprietà magnetiche. Sono comuni anche alloggiamenti in plastica, nei quali i nuclei sono inseriti liberamente. Due-quattro avvolgimenti di corrente di lavoro realizzati con filo di rame spesso sono avvolti attorno al nucleo, così come l'avvolgimento secondario ed eventualmente un avvolgimento di prova, entrambi realizzati con filo sottile.

Il blocco dell'interruttore è il meccanismo che collega il comando manuale (leva o pulsante) e l'attivatore del trasformatore di corrente di somma con i contatti dell'interruttore. All'interno del blocco dell'interruttore si trova la molla di rilascio, che viene pre-tensionata durante l'accensione (manualmente) e garantisce la forza e la velocità necessarie per uno scollegamento sicuro. Inoltre, qui è alloggiato il meccanismo di scatto. Il blocco dell'interruttore pre-tensionato può essere attivato con una forza minima e non può essere bloccato dall'esterno.

Il trasformatore di corrente di somma agisce sul blocco dell'interruttore, ad esempio tramite un attivatore magnetico a scatto. Questo è collegato all'avvolgimento secondario del trasformatore di corrente di somma. Un attivatore magnetico a scatto è costituito da un magnete permanente, due gambe con shunt magnetico, un'armatura in materiale magnetico dolce e un avvolgimento di eccitazione. Il flusso magnetico del magnete permanente passa attraverso entrambe le gambe e l'armatura. Di conseguenza, l'armatura viene tenuta contro la forza della molla diretta verso l'attivatore del blocco dell'interruttore. Se una corrente scorre attraverso l'avvolgimento di eccitazione, viene generato un secondo flusso magnetico. In una semionda, il flusso totale viene amplificato e nell'altra semionda viene indebolito in modo che la molla allontani l'armatura dalle facce polari delle due gambe. Ciò porta all'attivazione del blocco dell'interruttore e allo spegnimento dei circuiti interessati.

La funzione di protezione di un interruttore differenziale non si verifica nei seguenti casi:

• Una persona tocca parti attive con potenziali diversi. Si tratta di due o più conduttori di fase con angoli di fase diversi o di un conduttore di fase e del conduttore neutro. La persona si trova in un luogo elettricamente relativamente ben isolato dalla terra e non ha alcun contatto con oggetti messi a terra o con il conduttore di protezione.
• Quando un trasformatore (come un trasformatore di isolamento) separa il circuito e una persona tocca simultaneamente entrambi i poli sul lato secondario.
• In caso di sovracorrente come sovraccarico o cortocircuito, la protezione può essere garantita solo dall'interruzione automatica dell'alimentazione tramite un dispositivo di protezione da sovracorrente.
• Un guasto del conduttore non viene rilevato perché non scorre corrente di guasto a terra.
• A seconda del tipo di corrente di guasto, vi è il rischio che un interruttore differenziale non scatti. Non ha la capacità di rilevare tutti i tipi di corrente (in particolare la corrente continua).
• Un interruttore differenziale di tipo B+ per la prevenzione incendi avanzata rileva correnti di guasto con frequenze fino a 20 kHz solo verso terra. Per rilevare tale corrente di guasto tra due conduttori attivi, sarebbe necessario un ulteriore dispositivo di rilevamento dei guasti d'arco.

I dispositivi a corrente residua sono classificati in tipi in base al tipo di corrente di guasto che possono rilevare. In ordine crescente di sensibilità, i tipi sono classificati come Tipo AC, Tipo A, Tipo F, Tipo B e Tipo B+.

Ecco la classificazione di ogni tipo:

1. Tipo AC: Questo tipo è progettato per rilevare correnti di guasto alternate puramente sinusoidali che possono verificarsi improvvisamente o aumentare lentamente. Funziona correttamente finché una corrente di guasto a corrente continua liscia non supera i 6 mA. (Non più consentito in Germania.)
2. Tipo A: Oltre alla funzionalità del Tipo AC, questo tipo rileva anche correnti di guasto a corrente continua pulsante. Il Tipo A è il tipo di RCD più comunemente usato per applicazioni standard.
3. Tipo F: Oltre alla funzionalità del Tipo A, questo tipo può rilevare una miscela di correnti di guasto con diverse frequenze fino a 1 kHz. Tali correnti di guasto possono verificarsi, ad esempio, in apparecchi elettrici monofase con convertitori di frequenza. Funziona correttamente finché una corrente di guasto a corrente continua liscia non supera i 10 mA.
4. Tipo B: Oltre alla funzionalità del Tipo F, questo tipo può rilevare correnti di guasto a corrente continua liscia. Può rilevare diverse forme d'onda della corrente di guasto indipendentemente dall'angolo di fase, dalla polarità e dal fatto che si verifichino improvvisamente o aumentino lentamente. Il Tipo B è anche indicato come sensibile a tutte le correnti.
5. Tipo B+: Oltre alla funzionalità del Tipo B, questo tipo può rilevare correnti di guasto alternate sinusoidali fino a una frequenza di 20 kHz. Il Tipo B+ è utilizzato principalmente per misure avanzate di protezione antincendio.

Questa classificazione basata sul tipo di corrente di guasto consente la selezione del tipo di RCD appropriato per requisiti e dispositivi specifici in un impianto elettrico. È importante considerare i regolamenti e gli standard del paese specifico, poiché la permissibilità di determinati tipi può variare.

Esistono anche RCD combinati con interruttori automatici (LS) (ad es. RCD da 30 mA e interruttore automatico da 13 A), chiamati RCBO (comunemente indicati come "FI/LS"). Un RCBO con un numero di poli di 1P + N ha solitamente la stessa larghezza di installazione (o lo stesso numero di unità modulari, abbreviazione TE) di un interruttore automatico bipolare o di un RCD bipolare (due TE).

Le prese RCD (SRCD) (comunemente indicate come "prese GFCI") monitorano i carichi collegati per correnti di guasto a terra (sicurezza aggiuntiva). Vengono utilizzate dove, ad esempio, non sono installati RCD negli impianti esistenti con protezione legale (diritti acquisiti), ma si desidera comunque una maggiore sicurezza. Non sostituiscono un RCD secondo DIN EN 61008-1 (VDE 0664-10), laddove richiesto.

Se le singole unità di un RCD, come il circuito di rilevamento della corrente differenziale, la valutazione della corrente differenziale e l'interruttore di carico, si trovano in alloggiamenti fisicamente separati, questa unità è chiamata dispositivo di protezione a corrente residua modulare (MRCD).

Il parametro più importante è la corrente di guasto nominale, IΔn, a cui un interruttore differenziale deve scattare al più tardi. I valori per IΔn sono 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA e 1 A. In pratica, lo scatto di una corrente di guasto alternata puramente sinusoidale si verifica tipicamente tra 0,6 · IΔn e 0,8 · IΔn.

La corrente di guasto di non-scatto, IΔn0, è pari a 0,5 · IΔn per una corrente di guasto alternata puramente sinusoidale. Un interruttore differenziale non dovrebbe scattare al di sotto della metà della corrente di guasto nominale.

Per diverse forme d'onda della corrente di guasto, sono definiti i seguenti intervalli di scatto:

• 0,5 · IΔn a 1 · IΔn per correnti di guasto alternate puramente sinusoidali
• 0,35 · IΔn a 1,4 · IΔn per correnti di guasto continue pulsanti
• 0,25 · IΔn a 1,4 · IΔn per correnti raddrizzate a semionda con un angolo di controllo di fase di 90°
• 0,11 · IΔn a 1,4 · IΔn per correnti raddrizzate a semionda con un angolo di controllo di fase di 135°
• Fino a 1,4 · IΔn per correnti continue pulsanti sovrapposte a una corrente di guasto continua liscia di massimo 6 mA
• 0,5 · IΔn a 1,4 · IΔn per correnti di guasto a frequenza mista
• 0,5 · IΔn a 2 · IΔn per correnti di guasto continue lisce

La corrente nominale In è un valore predeterminato che un interruttore differenziale può trasportare continuamente su ciascun conduttore di fase. I valori preferiti per In includono 10 A, 13 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 63 A, 80 A, 100 A e 125 A.

Secondo la DIN EN 61008-1 (VDE 0664-10):2013-08 (specifiche del produttore) per gli interruttori differenziali senza ritardo, i tempi di scatto massimi ammissibili sono 0,3 secondi a una corrente di IΔn, 0,15 secondi a 2 · IΔn e 0,04 secondi a 5 · IΔn. Questo rende l'insorgenza di fibrillazione ventricolare (letale) molto improbabile, ma non può essere completamente esclusa, anche perché l'effetto fisiologico di un impulso di corrente dipende dalla fase del battito cardiaco in cui cade.

Per gli interruttori differenziali selettivi - quelli con ritardo - i tempi di scatto massimi ammissibili sono 0,5 secondi a una corrente di IΔn, 0,2 secondi a 2 · IΔn e 0,15 secondi a 5 · IΔn.

I tempi di non-scatto sono definiti solo per gli interruttori differenziali selettivi. I tempi di non-scatto più brevi sono 0,13 secondi a una corrente di IΔn, 0,06 secondi a 2 · IΔn e 0,05 s a 5 · IΔn.

Per ottenere la selettività, gli interruttori differenziali possono essere collegati in serie. In questa configurazione, solo l'interruttore differenziale immediatamente associato al circuito guasto dovrebbe scattare senza alcun ritardo. Un interruttore differenziale con ritardo è collegato a monte come dispositivo di protezione aggiuntivo ed è contrassegnato con un simbolo S per la selettività. La selettività si ottiene quando:

• Il tempo di non-scatto più breve dell'interruttore differenziale a monte con ritardo è superiore al tempo di scatto più alto dell'interruttore differenziale a valle senza ritardo.
• La corrente di guasto nominale dell'interruttore differenziale a monte con ritardo è almeno tre volte il valore dell'interruttore differenziale a valle senza ritardo (selettività totale).

Gli interruttori differenziali con ritardo sono spesso definiti interruttori differenziali selettivi o ritardati. Come per i dispositivi di protezione da sovracorrente, l'obiettivo è ottenere una maggiore disponibilità dell'impianto elettrico attraverso la selettività. Inoltre, occorre osservare i seguenti punti:

• Gli interruttori differenziali con ritardo non possono essere utilizzati per misure di protezione aggiuntive poiché la loro corrente di guasto nominale è di almeno 100 mA. In questo caso, la caratteristica corrente-tempo per il tempo di scatto più alto è sempre in un intervallo in cui vi è un maggiore rischio di fibrillazione ventricolare.
• L'interruttore differenziale a valle non deve avere una sensibilità maggiore (rilevamento secondo la forma d'onda della corrente di guasto) rispetto all'interruttore differenziale a monte. Ad esempio, un interruttore differenziale di tipo B non dovrebbe essere installato a valle di un interruttore differenziale di tipo A.

Per evitare scatti indesiderati, vengono utilizzati interruttori differenziali con breve ritardo. Le cause di scatti indesiderati possono includere:

• Sovratensioni dovute a operazioni di commutazione e influenze atmosferiche.
• Processi di equalizzazione a seguito del collegamento o del cambio di carico di dispositivi capacitivi o induttivi.

I tempi di scatto massimi ammissibili sono gli stessi di quelli per gli interruttori differenziali senza ritardo. I produttori utilizzano i propri contrassegni specifici, come:

• ABB che indica AP-R e utilizza il termine "breve ritardo."
• Siemens che utilizza un simbolo K e termini come "super-resistente" o "breve ritardo."
• Doepke che utilizza i simboli G o KV e il termine "breve ritardo."

L'uso di interruttori differenziali con ritardo (selettività) è possibile anche se la misura di protezione aggiuntiva può essere omessa.

Negli standard tedeschi, venivano precedentemente utilizzati i seguenti termini:

• Interruttore differenziale (FI) per dispositivi indipendenti dalla tensione di rete (senza fonte di alimentazione ausiliaria),
• Interruttore di corrente differenziale (DI) per dispositivi dipendenti dalla tensione di rete (con fonte di alimentazione ausiliaria).

In commercio si possono trovare anche:

• Dispositivo di protezione del personale è un nome di marketing e non tecnicamente definito.
• Interruttore di protezione del personale è una designazione utilizzata per gli interruttori differenziali nelle linee di alimentazione e nelle prolunghe, nonché nelle spine intermedie, ma non è altrimenti definita con precisione. La BGI608 fornisce specifiche per tali dispositivi di protezione portatili quando utilizzati come fonte di alimentazione per i cosiddetti piccoli cantieri.

Le seguenti designazioni venivano utilizzate per gli interruttori differenziali combinati con interruttori automatici:

• Interruttore FI/LS quando indipendenti dalla tensione di rete,
• Interruttore DI/LS quando dipendenti dalla tensione di rete.

La distinzione tra dispositivi di protezione indipendenti dalla tensione di rete e dipendenti dalla tensione di rete non è fatta negli standard in lingua inglese e non è nemmeno utilizzata negli standard IEC ed EN. Negli standard internazionali sui dispositivi vengono utilizzate le seguenti designazioni:

Nei regolamenti di installazione per impianti elettrici, gli interruttori differenziali sono indicati uniformemente con il termine onnicomprensivo RCD. La distinzione tra FI, DI o design speciali non viene più fatta nei regolamenti di installazione per impianti elettrici. L'obiettivo di protezione è decisivo qui. Questo deve essere realizzato con design diversi a seconda del luogo di utilizzo.

L'uso di dispositivi a corrente residua è obbligatorio in molti paesi per nuove installazioni o modifiche in contesti residenziali e industriali, almeno per le prese (fino a 20 A o 32 A) (come DIN VDE o ÖVE), in aggiunta ai dispositivi di protezione da sovracorrente installati. Un dispositivo a corrente residua con un differenziale di corrente di scatto di 300 mA è spesso richiesto da alcune aziende di fornitura elettrica come misura di protezione antincendio per l'intero impianto elettrico se l'alimentazione domestica non avviene tramite cavi sotterranei ma tramite linee elettriche aeree.

In Europa, ad eccezione della Gran Bretagna, sono obbligatori i dispositivi a corrente residua (RCD) che non dipendono dalla tensione di rete. La filosofia di sicurezza sottostante mette in dubbio l'affidabilità dei circuiti amplificatori elettronici utilizzati nei più semplici e piccoli interruttori di corrente differenziale elettronici (interruttori DI) usati nel mondo anglosassone.

In Germania, i dispositivi a corrente residua (RCD) sono richiesti negli edifici nuovi dal maggio 1984 per le stanze con vasca da bagno o doccia secondo DIN VDE 0100-701 (l'unica eccezione sono gli scaldabagni fissi).

Dal giugno 2007, tutti i circuiti di presa destinati all'uso da parte di persone non esperte e per uso generale negli edifici nuovi devono essere dotati di un dispositivo a corrente residua con una corrente residua nominale non superiore a 30 mA. Ciò si applica ai circuiti finali con una corrente nominale fino a 20 A al chiuso e fino a 32 A all'aperto (DIN VDE 0100-410:2007-06, sezione 411.3.3, periodo di transizione fino a gennaio 2009).

Dall'ottobre 2018, questi requisiti si applicano anche al chiuso ai circuiti di presa fino a 32 A, nonché ai circuiti di illuminazione negli edifici residenziali (DIN VDE 0100-410:2018-10, sezione 411.3.3, periodo di transizione fino a luglio 2020).

I dispositivi a corrente residua sono richiesti anche per piscine, piscine all'aperto e stanze e cabine con stufe per sauna. Il termine spesso frainteso "Feuchtraum" (stanza soggetta a umidità) non si riferisce a bagni o servizi igienici negli spazi abitativi. Secondo la definizione nella DIN 68800, una stanza è considerata una stanza soggetta a umidità se l'umidità è superiore al 70% per un periodo prolungato. Le cucine negli appartamenti e le aree bagno negli appartamenti e negli hotel sono esplicitamente classificate come stanze asciutte rispetto all'installazione in conformità con DIN VDE 0100-200:2008-06 sezione NC.3.3 (poiché queste stanze sperimentano solo umidità occasionale).

Non c'è alcun obbligo di aggiornare i vecchi impianti in Germania. Ciò significa che un impianto può continuare a essere utilizzato e riparato se era conforme agli standard e alle linee guida applicabili al momento della sua costruzione e lo è ancora oggi (diritti acquisiti).

Tuttavia, in Germania, l'aggiornamento di un RCD è inevitabile nelle seguenti circostanze:

• quando vengono apportate modifiche nell'uso
• in caso di espansione dell'uso, misure di costruzione o ristrutturazioni che interferiscono con la struttura (non solo riparazioni/ripristino)
• se entrano in vigore nuove normative legali che richiedono l'aggiornamento (osservare TAB)
• dopo periodi di transizione scaduti
• in caso di pericoli immediati per persone e cose

Anche in agricoltura, gli interruttori differenziali devono essere utilizzati, specialmente nell'allevamento animale. La riduzione della tensione di contatto permanentemente ammissibile a 25 V CA e 60 V CC è stata eliminata secondo DIN VDE 0100-705:2007-10.

Secondo DIN VDE 0100-530:2018-06, gli RCD per la protezione aggiuntiva nei sistemi CA devono corrispondere a:

• DIN EN 61008-1 (VDE 0664-10) e DIN EN 61008-2-1 (VDE 0664-11) per interruttori differenziali senza protezione da sovracorrente incorporata (RCCB); o
• DIN EN 61009-1 (VDE 0664-20) e DIN EN 61009-2-1 (VDE 0664-21) per interruttori differenziali con protezione da sovracorrente incorporata (RCBO); o
• DIN EN 62423 (VDE 0664-40) per interruttori differenziali con e senza protezione da sovracorrente incorporata (RCBO e RCCB).

Al contrario, PRCD e SRCD (secondo DIN VDE 0662) non forniscono una protezione aggiuntiva nel senso della DIN VDE 0100-410, ma servono solo ad aumentare localmente il livello di sicurezza.

In Austria, un dispositivo a corrente residua è legalmente richiesto dal 1980. Secondo ÖVE E8001-1/A1:2013-11-01, i dispositivi a corrente residua con una corrente residua nominale massima di 30 mA sono richiesti per tutti i circuiti che contengono prese e la cui corrente nominale non supera i 20 A.

L'uso del tipo AC non è generalmente vietato. Nella maggior parte dei casi (minaccia di danni in caso di interruzione di corrente), deve essere utilizzato un dispositivo a corrente residua di tipo G, ritardato e resistente alle sovratensioni. Un fuso con la corrente nominale del dispositivo a corrente residua è consentito solo se esplicitamente indicato dal produttore; altrimenti, ad esempio, un dispositivo a corrente residua da 40 A deve essere protetto con un massimo di 25 A. A causa di queste peculiarità, diversi produttori vendono varianti specifiche per l'Austria (e significativamente più costose) dei loro prodotti, che vengono indicate, ad esempio, come ritardate, tipo G, fuso o protette da fuso.

Nei cantieri edili, deve essere fornita una protezione aggiuntiva per tutti i circuiti di presa con una corrente nominale fino a 32 A e negli impianti agricoli e orticoli (non negli edifici residenziali adiacenti), nelle aree sauna, nelle piscine, negli impianti balneari all'aperto, nelle configurazioni sperimentali nelle aule scolastiche, nei locali ad uso medico, nei bagni, nei campeggi, nei moli per barche e nelle lampade da parete portatili negli spogliatoi, indipendentemente dalla loro corrente nominale.

In Svizzera, fino al 2009, secondo la Low Voltage Installation Standard (NIN) 2005 4.7.2.3.1-8, era richiesto un massimo di 30 mA per bagni, prese esterne, stanze umide e bagnate, ambienti corrosivi, atmosfere esplosive, cantieri, aree fieristiche, piazze di mercato e configurazioni di prova elettrica (tutte le prese ≤ 32 A).

Per le installazioni in ambienti corrosivi, stanze esplosive e soggette a incendio e nelle aziende agricole, sono richiesti 300 mA per l'intero impianto, con tutte le prese in agricoltura dotate di dispositivi a corrente residua da 30 mA.

Dal 1° gennaio 2010 è entrato in vigore il nuovo NIN 2010. D'ora in poi, ogni presa liberamente accessibile ≤ 32 A deve essere protetta da un dispositivo di protezione a corrente residua (RCD) massimo di 30 mA. Le eccezioni includono le prese nei sistemi IT dove la sicurezza operativa è più importante e la stanza può essere accessibile solo da un gruppo istruito di persone.

Nell'edilizia residenziale, il tipo A è generalmente utilizzato per tutte le applicazioni.

Per testare il tempo di interruzione ammissibile nell'installazione, 0,4 s si applica ai circuiti ≤ 32 A. Il test con mezza e piena corrente differenziale con un tempo di attivazione <0,3 s è un puro test del dispositivo e non ha alcun significato per la verifica della sicurezza degli impianti elettrici (SiNa).

L'attuale (18a) edizione dei Regolamenti per il cablaggio elettrico IEE richiede che tutte le prese di corrente nella maggior parte degli impianti abbiano una protezione RCD, sebbene vi siano esenzioni. Anche i cavi non armati interrati nelle pareti devono essere protetti da RCD (sempre con alcune esenzioni specifiche). La fornitura della protezione RCD per i circuiti presenti in bagni e docce riduce il requisito per il collegamento supplementare in tali posizioni. Possono essere utilizzati due RCD per coprire l'impianto, con i circuiti di illuminazione e di alimentazione del piano superiore e inferiore distribuiti su entrambi gli RCD. Quando un RCD scatta, l'alimentazione viene mantenuta su almeno un circuito di illuminazione e di alimentazione. Altre disposizioni, come l'uso di RCBO, possono essere impiegate per soddisfare i regolamenti. I nuovi requisiti per gli RCD non influiscono sulla maggior parte degli impianti esistenti a meno che non vengano ricablati, il quadro di distribuzione non venga cambiato, un nuovo circuito venga installato o vengano apportate modifiche come ulteriori prese di corrente o nuovi cavi interrati nelle pareti.

Gli RCD utilizzati per la protezione dalle scosse devono essere del tipo a funzionamento "immediato" (non ritardato) e devono avere una sensibilità alla corrente residua non superiore a 30 mA.

Se scatti spuri causassero un problema maggiore rispetto al rischio dell'incidente elettrico che l'RCD dovrebbe prevenire (esempi potrebbero essere un'alimentazione a un processo di fabbrica critico o a apparecchiature di supporto vitale), gli RCD possono essere omessi, a condizione che i circuiti interessati siano chiaramente etichettati e che venga considerato l'equilibrio dei rischi; ciò può includere la fornitura di misure di sicurezza alternative.

La precedente edizione dei regolamenti richiedeva l'uso di RCD per le prese di corrente soggette all'uso da parte di apparecchi esterni. La pratica normale negli impianti domestici era quella di utilizzare un singolo RCD per coprire tutti i circuiti che richiedevano protezione RCD (tipicamente prese e docce) ma di avere alcuni circuiti (tipicamente l'illuminazione) non protetti da RCD. Questo per evitare una perdita di illuminazione potenzialmente pericolosa qualora l'RCD dovesse scattare. Le disposizioni di protezione per altri circuiti variavano. Per implementare questa disposizione, era comune installare un'unità di consumo che incorporasse un RCD in quella che è nota come configurazione a carico diviso, dove un gruppo di interruttori automatici viene alimentato direttamente dall'interruttore principale (o RCD a ritardo nel caso di una terra TT) e un secondo gruppo di circuiti viene alimentato tramite l'RCD. Questa disposizione presentava i problemi riconosciuti che le correnti di dispersione verso terra cumulative dal normale funzionamento di molti elementi di apparecchiature potessero causare scatti spuri dell'RCD e che lo scatto dell'RCD scollegherebbe l'alimentazione da tutti i circuiti protetti.

I GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) sono richiesti in Nord America per le prese di corrente situate in aree con un facile percorso verso terra, come aree umide e stanze con pavimenti in cemento scoperto, per proteggere contro le scosse elettriche.

Sia in Canada che negli Stati Uniti, le vecchie prese NEMA 1 a due fili non messe a terra possono essere sostituite con prese NEMA 5 protette da un GFCI (integrale con la presa o con l'interruttore automatico corrispondente) al posto di ricablare l'intero circuito con un conduttore di messa a terra. Le prese GFCI hanno facce rettangolari e accettano piastre frontali Decora, e possono essere mescolate con prese o interruttori normali in una scatola multi-gruppo con piastre di copertura standard. In tali casi, le prese devono essere etichettate con "nessuna messa a terra dell'apparecchiatura" e "protetto da GFCI."

Il National Electrical Code degli Stati Uniti richiede che i dispositivi in determinate posizioni siano protetti da GFCI dagli anni '60. I GFCI sono comunemente disponibili come parte integrante di una presa o di un interruttore automatico installato nel quadro di distribuzione. Le edizioni successive del codice hanno ampliato le aree in cui sono richiesti i GFCI per includere cantieri (1974), bagni e aree esterne (1975), garage (1978), aree vicino a vasche idromassaggio o spa (1981), bagni di hotel (1984), prese del bancone della cucina (1987), spazi interrati e scantinati non finiti (1990), vicino a lavandini di bar umidi (1993), vicino a lavandini della lavanderia (2005) e nelle stanze della lavanderia (2014).

I GFCI approvati per la protezione contro le scosse elettriche scattano a 5 mA entro 25 ms, mentre un dispositivo di protezione dell'apparecchiatura (EPD) può scattare fino a 30 mA di corrente per la protezione dell'apparecchiatura invece della protezione delle persone. L'American Boat and Yacht Council richiede sia GFCI per le prese che Equipment Leakage Circuit Interrupter (ELCI) per l'intera barca, con ELCI che scattano a 30 mA dopo un massimo di 100 ms per fornire protezione riducendo al minimo gli scatti di disturbo. Gli RCD ad alta corrente con correnti di scatto fino a 500 mA vengono talvolta impiegati in ambienti (come i centri di calcolo) dove una soglia inferiore comporterebbe un rischio inaccettabile di scatti accidentali, servendo per la protezione delle apparecchiature e antincendio invece della protezione contro i rischi di scosse elettriche.

Secondo il Regolamento 36 dei Regolamenti sull'elettricità del 1990

1. Per un luogo di intrattenimento pubblico, la protezione contro la corrente di dispersione verso terra deve essere fornita da un dispositivo a corrente residua con sensibilità non superiore a 10 mA.
2. Per un luogo in cui il pavimento è probabilmente bagnato o in cui la parete o l'involucro ha una bassa resistenza elettrica, la protezione contro la corrente di dispersione verso terra deve essere fornita da un dispositivo a corrente residua con sensibilità non superiore a 10 mA.
3. Per un impianto in cui è probabile che vengano utilizzate apparecchiature, apparati o elettrodomestici portatili, la protezione contro la corrente di dispersione verso terra deve essere fornita da un dispositivo a corrente residua con sensibilità non superiore a 30 mA.
4. Per un impianto diverso dall'impianto in (1), (2) e (3), la protezione contro la corrente di dispersione verso terra deve essere fornita da un dispositivo a corrente residua con sensibilità non superiore a 100 mA.

Gli interruttori differenziali (RCCB) possono essere utilizzati in tutti i sistemi CA (sistemi TN, TT e IT). Nei sistemi TN, vengono utilizzati principalmente come protezione aggiuntiva poiché la protezione dai guasti è già fornita dai dispositivi di protezione da sovracorrente. Nei sistemi TT, gli RCCB spesso forniscono protezione dai guasti poiché l'attivazione dei dispositivi di protezione da sovracorrente non è garantita. Nei sistemi IT, il loro uso dovrebbe essere l'eccezione. È necessario un RCCB separato per ogni dispositivo elettrico.

Nelle nuove costruzioni, nulla impedisce di proteggere l'intera alimentazione elettrica. Almeno due RCCB dovrebbero essere installati in un sottoquadro per appartamenti per garantire che l'intero impianto non venga spento in caso di guasto. Tuttavia, questo può essere scomodo, quindi si consiglia di limitare i circuiti protetti utilizzando RCCB. La selezione dovrebbe anche tenere conto delle correnti di dispersione dei carichi elettronici (es. alimentatori elettronici) o del loro possibile tipo di corrente di guasto (es. convertitore di frequenza integrato in una lavatrice).

Gli RCCB possono anche essere attivati da eventi esterni, come sovratensioni causate da fulmini sulle linee elettriche aeree. Ciò può spesso portare a spiacevoli effetti collaterali, come lo spegnimento di impianti di riscaldamento o raffreddamento anche se non vi è alcun guasto nell'impianto. Per questo motivo, sono stati sviluppati interruttori che riaccendono automaticamente la tensione due o tre volte poco dopo essere stati attivati. Rimangono spenti in modo permanente solo se il guasto persiste. Questi modelli sono particolarmente utili per sistemi controllati a distanza dove non c'è personale in loco per riaccendere l'interruttore.

L'interruttore differenziale fu brevettato da Schuckert nel 1903 con il nome di "circuito di somma di corrente" per il rilevamento di guasti a terra (DRP-No. 160.069). Kuhlmann descrisse un metodo per misurare le correnti di guasto a terra nella rete di Berlino presso AEG. La tecnologia, su cui si basano anche gli attuali interruttori differenziali, fu ulteriormente sviluppata da Nicholsen (1908, US-Pat-No. 959.787).

All'inizio degli anni '50, dopo numerosi suggerimenti e studi tecnici sull'applicabilità di base del circuito come dispositivo di protezione, fu presentato per la prima volta un interruttore differenziale maturo per l'uso diffuso da parte dei clienti elettrici. Nel 1951, un interruttore differenziale con il nome commerciale "Spiderweb" fu sviluppato da Schutzapparate-Gesellschaft & Co. mbH. KG, Schalksmühle/Westf. (Schupa), progettato in versioni a due, tre e quattro poli per una corrente nominale di 25 A e tensioni fino a 380 V con una corrente di guasto di scatto di 0,3 A. Una soglia di scatto più bassa fu discussa ma scartata perché economicamente non fattibile. Le correnti di dispersione ammissibili per gli apparecchi di riscaldamento all'epoca avrebbero portato a frequenti scatti falsi con una soglia di scatto più bassa.

Nel 1957, Gottfried Biegelmeier presso Felten & Guilleaume in Austria sviluppò un interruttore differenziale. In Austria, questi divennero legalmente richiesti nelle famiglie private nel 1980, con la corrente di scatto gradualmente ridotta dall'originale 100 mA a 70, 65 e 30 mA. Dall'inizio del 1985, questo vale anche in Svizzera con l'introduzione del regolamento SEV 1000-1.1985.