Selezione RCD per caricabatterie EV: Tipo B vs. Tipo F vs. Tipo EV (IEC 62955 & IEC 62423)

Per ingegneri elettrici e installatori, la rapida espansione dell'infrastruttura per veicoli elettrici (EV) presenta una specifica sfida di protezione: Correnti di guasto in CC. A differenza dei carichi domestici standard, i circuiti di rettifica all'interno dei caricabatterie di bordo (OBC) dei veicoli elettrici possono generare correnti di dispersione CC continue in caso di guasto.

Se non adeguatamente isolate, queste correnti CC possono accecare i dispositivi a corrente differenziale (RCD) di Tipo A a monte, rendendo l'intera installazione elettrica non sicura.

Questa guida tecnica analizza le tre strategie di protezione conformi definite da IEC 60364-7-722 e IEC 61851-1: l'utilizzo di un RCD di Tipo B, un RCD di Tipo F (con condizioni specifiche) o il più recente approccio “Tipo EV” (RDC-DD). Esamineremo le distinzioni tecniche tra IEC 62423 e IEC 62955 per determinare la selezione ottimale per sicurezza, conformità e rapporto costo-efficacia.

L'effetto “accecante”: perché il Tipo A è insufficiente

Il problema fondamentale nella protezione dei veicoli elettrici è la saturazione magnetica del nucleo di rilevamento negli RCD standard. Uno standard RCD di tipo A (comunemente usato nei circuiti residenziali e commerciali) utilizza un trasformatore toroidale ottimizzato per AC a 50/60Hz e CC pulsante.

Quando corrente continua liscia (corrente CC con ripple inferiore a 10%) scorre attraverso questo toroide, crea un flusso magnetico costante. Se questa dispersione CC supera 6mA, può spostare il punto di lavoro del nucleo magnetico in saturazione. Una volta saturo, il nucleo non può rilevare il campo magnetico alternato generato da un guasto a terra in AC pericoloso per la vita. L'RCD diventa “cieco” e non scatterà, lasciando gli utenti non protetti contro le scosse elettriche.

Pertanto, gli standard internazionali impongono che qualsiasi punto di ricarica per veicoli elettrici debba essere protetto da un dispositivo che disconnette l'alimentazione in caso di corrente di guasto CC ≥ 6mA.

Definizione dei contendenti: Tipo B vs. Tipo F vs. Tipo EV

1. RCD di Tipo B (IEC 62423)

Il RCD di tipo B è la soluzione più robusta. Contiene due sistemi di rilevamento: un fluxgate standard per AC/CC pulsante e un circuito di rilevamento elettronico ad alta frequenza separato per CC continua.

• Capacità: Rileva AC sinusoidale, CC pulsante e CC continua correnti differenziali. Rileva anche correnti a frequenze fino a 1000Hz (fondamentale per rilevare le dispersioni di frequenza di commutazione dagli inverter).
• Soglia di intervento: Tipicamente 30mA AC e 60mA DC. (Nota: sebbene lo standard consenta fino a 2x IΔn per CC, gli interruttori VIOX di Tipo B spesso intervengono prima per una maggiore sicurezza).
• Applicazione: Richiesto per i caricabatterie trifase dove la dispersione CC può essere continua e per le installazioni che richiedono il massimo tempo di attività e selettività.

2. RCD di Tipo F (IEC 62423)

Il RCD di Tipo F è un Tipo A migliorato. Offre una migliore immunità agli interventi intempestivi dovuti a correnti di sovratensione e può rilevare correnti differenziali con frequenze miste (fino a 1kHz).

• Limitazione: Fondamentalmente, Il Tipo F non rileva la CC continua.
• Applicazione EV: Voi non utilizzare un RCD di Tipo F da solo per la ricarica di veicoli elettrici. Deve essere abbinato a un RDC-DD (Dispositivo di rilevamento della corrente continua differenziale) che gestisce il rilevamento di CC a 6mA.

3. Tipo EV / RDC-DD (IEC 62955)

Spesso commercializzato come “Tipo EV”, questo è tecnicamente un Dispositivo di rilevamento della corrente continua differenziale (RDC-DD). È specificamente progettato per impedire che gli RCD di Tipo A a monte vengano accecati.

• Funzione: Monitora il circuito per la dispersione di CC continua.
• Soglia: avere un deve intervenire a 6mA DC.
• Standard: Regolato da IEC 62955.
• Varianti:
  • RDC-MD (Dispositivo di monitoraggio): Rileva la dispersione e segnala al contattore del caricabatterie EV di aprirsi. Se i contatti del contattore si saldano, la protezione fallisce.
  • RDC-PD (Dispositivo di protezione): Include il proprio meccanismo di disconnessione (simile a un interruttore automatico).

Per una comprensione più approfondita di come questi dispositivi si inseriscono in sistemi commerciali più ampi, fare riferimento alla nostra guida su Protezione della ricarica commerciale per veicoli elettrici.

Matrice di confronto tecnico

La tabella seguente riassume le capacità di rilevamento e la conformità agli standard per ogni tipo di dispositivo.

*La norma IEC 62423 consente alla corrente di intervento CC di essere fino a 2 volte la corrente differenziale nominale AC (IΔn). Per un dispositivo da 30 mA, questo è 60 mA CC. Tuttavia, il dispositivo stesso è progettato per resistere a questo livello di CC senza accecamento.

IEC 62955 vs. IEC 62423: Quale standard si applica?

La scelta tra un dispositivo conforme a IEC 62423 (Tipo B) e un dispositivo IEC 62955 (RDC-DD) dipende spesso dall'hardware di ricarica e dall'ambiente di installazione.

Scenario 1: L'approccio “Integrato” (IEC 62955)

Molti wallbox AC moderni (7kW – Caricabatterie da 22kW) sono dotati di rilevamento CC da 6 mA integrato. Questo è un RDC-DD conforme a IEC 62955.

• Requisito: È necessario installare un RCD di tipo A a monte nel quadro di distribuzione per gestire i guasti AC.
• Pro: Costo dei componenti inferiore nel pannello.
• Contro: Se il rilevamento interno del caricabatterie fallisce, l'RCD di Tipo A a monte è a rischio di accecamento. La manutenzione prevede la sostituzione dell'intera PCB del caricabatterie anziché un componente su guida DIN.

Scenario 2: L'approccio “Protezione Esterna” (IEC 62423)

Utilizzo di un RCD di tipo B montato su guida DIN Interruttore differenziale di tipo B) nel quadro di distribuzione.

• Requisito: Non è necessario alcun RDC-DD aggiuntivo all'interno del caricabatterie. L'RCD di Tipo B gestisce guasti AC, CC pulsante e CC liscia.
• Pro: Manutenzione centralizzata, maggiore affidabilità, immune alle interferenze CC esterne, chiara indicazione del tipo di guasto (sui modelli avanzati).
• Contro: Costo iniziale dei componenti più elevato.

Quadro decisionale per la selezione

Quando si specifica la protezione per un progetto, seguire questa logica per garantire la conformità a IEC 60364-7-722:

1. Controllare la scheda tecnica del caricabatterie: L'EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment) dichiara un RDC-DD integrato conforme a IEC 62955?
   • SÌ: È possibile utilizzare un Tipo A RCD/RCBO (o di Tipo F) nel pannello.
   • NO: Voi dovere utilizzare un Tipo B RCD di Tipo B nel pannello.
2. Controllare la selettività a monte:
   • Se si installa un RCD di Tipo B per il caricabatterie, assicurarsi che il "Scatto intempestivo". L'RCD principale non sia di Tipo A. Un guasto CC che passa attraverso il Tipo B potrebbe accecare un Tipo A a monte. Idealmente, il circuito EV dovrebbe essere collegato parallelamente ad altri circuiti, non a valle di un Tipo A generale DIFFERENZIALI, oppure l'interruttore principale dovrebbe essere di Tipo B (raro/costoso) o non-RCD (se TN-C-S/TN-S lo consente).
3. Considerare gli ambienti commerciali:
   • In ambienti commerciali con più caricabatterie, la dispersione cumulativa (anche inferiore a 6 mA per caricabatterie) può essere problematica. RCD di tipo B sono preferiti per la durata ed evitare di fare affidamento sulla qualità variabile dell'elettronica interna del caricabatterie.

Analisi costi vs. sicurezza

Per beni di alto valore e infrastrutture critiche, il RCD di tipo B rimane la preferenza ingegneristica grazie alla sua indipendenza dall'elettronica interna del caricabatterie. Per le implementazioni residenziali di massa, il Modello Tipo A + RDC-DD è lo standard economico.

FAQ

D: Posso utilizzare un RCD di Tipo AC per la ricarica EV?
A: NO. Gli RCD di Tipo AC sono vietati per la ricarica EV nella maggior parte delle giurisdizioni (anche ai sensi della norma IEC 60364-7-722) perché non possono rilevare la CC pulsante, che è comune nei circuiti di rettifica EV.

D: Se ho un RCD di Tipo B, ho bisogno di un dispersore di terra?
R: Il tipo di RCD determina il rilevamento delle dispersioni, non le disposizioni di messa a terra. Tuttavia, per le alimentazioni PME (TN-C-S), potrebbe comunque essere necessario un dispositivo di rilevamento open-PEN o un dispersore di terra, indipendentemente dal fatto che si utilizzi un RCD di Tipo B o di Tipo A.

D: Qual è la differenza tra RDC-MD e RDC-PD?
R: Entrambi sono definiti nella norma IEC 62955. Un RDC-MD monitora perdita e indica a un contattore di aprirsi (più economico, integrato). RDC-PD ha un proprio protezione meccanismo (di commutazione), rendendolo più sicuro se il contattore si salda in posizione chiusa.

D: Posso utilizzare un RCD di Tipo B a valle di un RCD di Tipo A?
R: Generalmente, no. Idealmente, gli RCD dovrebbero essere coordinati. Se si verifica un guasto in corrente continua, questa fluisce attraverso entrambi. L'RCD di Tipo B a valle scatterà, ma la corrente continua potrebbe aver già accecato l'RCD di Tipo A a monte, disabilitandolo per altri circuiti. La prassi migliore è collegare il circuito EV in parallelo o assicurarsi che il dispositivo a monte sia anch'esso di Tipo B (o di Tipo S a tempo ritardato, se appropriato per il sistema di messa a terra).

Per ulteriori informazioni sulla selezione della protezione del circuito giusta per i tuoi progetti, esplora le nostre guide su Fattori di declassamento elettrico e Tipi di interruttori automatici.