Nozioni di base sulla curva di intervento degli interruttori magnetotermici CC: Guida per principianti 2025

Introduzione

Se avete appena installato dei pannelli solari e avete notato una piccola scatola etichettata come “MCB CC” con lettere come “B”, “C” o “D”, vi starete chiedendo cosa significhino questi codici. La comprensione delle curve di intervento degli MCB CC è essenziale per chiunque voglia sapere come funziona effettivamente la protezione del proprio impianto solare.

Le curve di intervento sono come la personalità del vostro interruttore: determinano esattamente quando e quanto velocemente l'interruttore interverrà per proteggere le vostre apparecchiature. Alcune intervengono immediatamente in caso di correnti elevate, mentre altre sono più pazienti. Un tipo di curva sbagliato può significare un intervento fastidioso all'avvio o, peggio, una protezione ritardata durante un guasto pericoloso.

Questa guida per principianti spiegherà cosa sono le curve di viaggio, perché sono importanti, come si differenziano le curve B, C, D e Z e le basi della coordinazione in un inglese semplice e senza un gergo tecnico eccessivo.

💡 Risposta rapida: Le curve di intervento sono grafici che mostrano quando il vostro interruttore differenziale interverrà in base al sovraccarico di corrente. Le diverse lettere (B, C, D, Z) indicano la sensibilità dell'interruttore alle sovracorrenti improvvise, fondamentale per scegliere l'interruttore giusto per l'apparecchiatura solare.

Che cos'è un MCB CC? (In parole povere)

Un MCB DC (DC Miniature Circuit Breaker) è un interruttore specializzato che interrompe automaticamente l'alimentazione quando rileva livelli di corrente pericolosi nel sistema solare DC. A differenza dei normali interruttori domestici che gestiscono la corrente alternata, gli MCB DC sono progettati per interrompere la corrente continua, che è molto più difficile da fermare in modo sicuro.

Scomposizione del nome

DC (corrente continua): Significa che l'elettricità scorre in una sola direzione, ad esempio dai pannelli solari alla batteria o all'inverter. La corrente continua non attraversa naturalmente lo zero come la corrente alternata, rendendo più difficile l'interruzione.

MCB (interruttore automatico miniaturizzato): Il termine “miniaturizzato” si riferisce alle sue dimensioni compatte rispetto agli interruttori industriali. È abbastanza piccolo da poter essere inserito in un pannello residenziale, ma abbastanza potente da proteggere circuiti fino a 125A o più.

Curva di viaggio: È il cervello invisibile dell'interruttore, una caratteristica che determina esattamente quando e quanto velocemente interverrà in diverse condizioni di sovraccarico.

Che cosa fa realmente?

L'mcb dc funge da guardiano dell'impianto solare, proteggendo i cavi e le apparecchiature da due minacce principali:

1. Protezione da sovraccaricoQuando l'apparecchiatura assorbe gradualmente troppa corrente (ad esempio 1,3 volte la corrente nominale per un periodo prolungato), il meccanismo termico si riscalda lentamente e fa scattare l'interruttore prima che i fili si surriscaldino.

2. Protezione da cortocircuito: Quando si verifica un improvviso e massiccio picco di corrente (ad esempio 5-10 volte la corrente normale di un cortocircuito), il meccanismo magnetico apre istantaneamente l'interruttore in soli 0,02 secondi.

3. Prevenzione dei guasti da arco elettrico: Interrompendo la corrente in modo rapido e pulito, gli MCB DC di qualità prevengono pericolosi archi elettrici che potrebbero innescare incendi nell'impianto solare.

4. Disconnessione manuale: L'interruttore funge anche da punto di disconnessione visibile e bloccabile per gli interventi di manutenzione: è possibile spegnerlo e bloccarlo per lavorare in sicurezza sul sistema.

Analogia con il mondo reale: Pensate a un mcb dc come a una valvola dell'acqua intelligente, in grado di rilevare sia aumenti graduali di pressione (sovraccarico) sia improvvisi picchi di pressione (cortocircuito). Si chiude gradualmente per il primo problema e si chiude istantaneamente per il secondo, il tutto automaticamente.

Perché il vostro sistema solare ha bisogno di curve di intervento degli MCB CC

1. Impedisce interventi fastidiosi durante l'avviamento

Le apparecchiature solari, come gli inverter e i regolatori di carica, assorbono un picco momentaneo di corrente alla prima accensione: si tratta della cosiddetta corrente di spunto. Un mcb in corrente continua correttamente selezionato, con la giusta curva di intervento, tollera queste brevi sovratensioni senza intervenire inutilmente.

Esempio reale: Un inverter da 3000W potrebbe assorbire 2-3 volte la sua corrente normale per 0,1 secondi durante l'avvio. Un MCB con curva C consente questo breve picco, mentre un MCB con curva B potrebbe scattare ripetutamente, causando frustranti falsi allarmi.

2. Fornisce una protezione rapida durante i guasti reali

Quando si verifica un cortocircuito pericoloso, come quando un filo sfrega attraverso il suo isolamento e tocca il telaio metallico del pannello, la curva di intervento determina la rapidità di risposta del vostro mcb DC. Più veloce è meglio: ogni millisecondo è importante per prevenire incendi o danni alle apparecchiature.

La soglia di intervento magnetico (la parte “istantanea” della curva) può essere impostata a 5× la corrente nominale per la curva B o a 10× per la curva C. In questo modo si garantisce che i guasti veri e propri intervengano in meno di 0,1 secondi. In questo modo si garantisce che i guasti autentici facciano scattare l'interruttore in meno di 0,1 secondi.

3. Consente il corretto coordinamento con i dispositivi a valle

Coordinare le curve di intervento significa garantire che l'interruttore più vicino a un guasto si apra per primo, lasciando il resto del sistema alimentato. Se si dispone di più dispositivi dc mcb in serie, le loro curve devono essere coordinate in modo che scatti solo quello giusto.

Perché i codici li richiedono: L'articolo 690.9 del NEC richiede che le protezioni contro le sovracorrenti per i circuiti fotovoltaici siano accessibili e classificate per il funzionamento in corrente continua. La norma IEC 60947-2 specifica gli standard delle curve di intervento (curve B, C, D) per garantire prestazioni di protezione prevedibili e testabili.

4. Corrisponde alla capacità di corrente del cavo

I cavi hanno una capacità massima di corrente sicura in base alle loro dimensioni e al loro isolamento. La curva di intervento del mcb DC deve essere selezionata in modo che l'interruttore scatti prima che il cavo si surriscaldi. Ciò significa che il punto di intervento termico deve essere pari o inferiore a 1,45× il valore nominale continuo del cavo.

5. Adatta alla temperatura e al declassamento ambientale

Le curve di intervento sono specificate a 30°C di temperatura ambiente. Nelle installazioni in soffitte calde (50°C+), il meccanismo termico interviene prima del previsto. La comprensione della curva di intervento consente di tenere conto di questi fattori di declassamento durante la progettazione del sistema.

Come funzionano le curve di intervento degli interruttori magnetotermici in corrente continua: La versione semplice

La curva di intervento di un mcb DC è un grafico che traccia due cose: la quantità di corrente che scorre (asse orizzontale) e il tempo necessario all'interruttore per intervenire (asse verticale). Questa curva mostra la “personalità” completa dell'interruttore, da piccoli sovraccarichi a cortocircuiti massicci.

Due tipi di protezione in un unico dispositivo

Pensate a un mcb dc come a un rilevatore di fumo con due sensori: uno che reagisce lentamente al fumo fumante (protezione termica) e un altro che risponde istantaneamente alle fiamme (protezione magnetica). Entrambi lavorano insieme per fornire una protezione completa.

#### Protezione termica: Il guardiano del paziente

Cosa fa: Protegge da sovraccarichi moderati e prolungati, come quando un'apparecchiatura assorbe gradualmente 120% della sua corrente nominale per ore.

Come funziona: Una striscia bimetallica all'interno dell'interruttore si riscalda lentamente al passaggio della corrente. Quando la corrente supera il valore nominale, la striscia si riscalda più rapidamente e si piega maggiormente. Alla fine si piega abbastanza da far scattare meccanicamente l'interruttore.

Analogia con il mondo reale: Come un tradizionale termostato da forno che si piega man mano che si riscalda, solo che questo apre un interruttore invece di accendere un bruciatore.

Scala temporale: Impiega da 1 a 60 minuti per intervenire con sovraccarichi modesti (1,13-1,45× corrente nominale). Più alto è il sovraccarico, più veloce è l'intervento, seguendo una curva prevedibile.

#### Protezione magnetica: La protezione contro i fulmini

Cosa fa: Protegge da sovracorrenti improvvise e massicce, come quando un cortocircuito invia 500A in un circuito da 20A.

Come funziona: Una forte bobina elettromagnetica genera istantaneamente una forza magnetica proporzionale alla corrente. Quando la corrente supera la soglia magnetica (5-10× corrente nominale a seconda del tipo di curva), la forza magnetica allontana istantaneamente i contatti dell'interruttore.

Analogia con il mondo reale: Come la serratura automatica della portiera di un'auto che si innesta immediatamente quando si preme il pulsante: nessun ritardo, solo un'azione meccanica istantanea.

Scala temporale: Interviene in 0,01-0,1 secondi a correnti di guasto elevate (3-20× corrente nominale). Viene definito “istantaneo” anche se non è letteralmente a tempo zero.

Spiegazione dei tipi di curva di viaggio: B, C, D e Z

Capire le diverse denominazioni delle curve di intervento è come imparare la differenza tra salsa normale, media e piccante: sono tutte protettive, ma con livelli di sensibilità molto diversi.

MCB CC con curva B: il guardiano sensibile

Campo di intervento magnetico: 3-5× corrente nominale
Viaggio termico: Come le altre curve (1,13-1,45× nel tempo)

✅ Vantaggi:
- La risposta più rapida ai cortocircuiti: scatta a una corrente pari a 3-5 volte quella normale.
- La migliore protezione per i dispositivi elettronici sensibili
- Minima dispersione di energia durante i guasti
- Corse dei fili più brevi possibili prima che la corrente di guasto scenda al di sotto della soglia di intervento

❌ Svantaggi:
- Può provocare interventi fastidiosi con carichi induttivi
- Non è adatto per inverter con correnti di spunto elevate.
- Disponibilità limitata nelle versioni con corrente continua
- In alcuni sistemi può intervenire durante l'avvio a freddo del mattino

Ideale per: Circuiti di illuminazione, piccole uscite del regolatore di carica, carichi elettronici sensibili, circuiti di monitoraggio della batteria, brevi tratti di cavo in cui la corrente di guasto è elevata.

Esempio reale: Un interruttore CC con curva B da 10A scatta magneticamente quando la corrente raggiunge 30-50A (3-5×). Se il carico ha una sovracorrente di 40A anche solo per 0,1 secondi, questo interruttore scatta.

MCB CC con curva a C: lo standard equilibrato

Campo di intervento magnetico: 5-10× corrente nominale
Viaggio termico: Come le altre curve

✅ Vantaggi:
- Il più comune e facilmente disponibile nelle classificazioni in corrente continua
- Buon equilibrio tra protezione e resistenza agli interventi di disturbo
- Gestisce le correnti di spunto tipiche degli inverter
- Funziona per la maggior parte delle applicazioni solari residenziali
- Ampia scelta di produttori e prezzi competitivi

❌ Svantaggi:
- Può lasciar passare troppa energia su lunghe tratte di cavo.
- Meno protettivo della curva B per le apparecchiature sensibili
- Può non essere ben discriminato con gli interruttori con curva B a valle

Ideale per: Ingressi di inverter, connessioni di regolatori di carica, circuiti di scollegamento delle batterie, protezione generale delle stringhe di pannelli solari, la maggior parte degli impianti fotovoltaici residenziali.

Esempio reale: Un mcb da 20A con curva a C interviene magneticamente a 100-200A (5-10×). Ciò consente a un inverter da 3000W di avviarsi con i suoi 2-3 secondi di spunto, ma protegge comunque rapidamente da veri e propri cortocircuiti.

🎯 Suggerimento professionale: La curva C è la scelta predefinita per la maggior parte degli impianti solari. Scegliere la curva B solo se si sa di avere un minimo di spunto e la curva D solo se si dispone di apparecchiature ad alto spunto documentate.

MCB CC con curva D: il protettore del paziente

Campo di intervento magnetico: 10-20× corrente nominale
Viaggio termico: Come le altre curve

✅ Vantaggi:
- Gestisce correnti di spunto elevate da motori e trasformatori
- Eccellente per il coordinamento con gli interruttori di curva C o B a valle
- Riduce i fastidiosi inciampi su carichi difficili
- Ideale per lunghe tratte di cavo dove la corrente di guasto è ridotta

❌ Svantaggi:
- Protezione più lenta: lascia passare più energia di guasto.
- Richiede una corrente di guasto più elevata per intervenire (potrebbe non intervenire su alcuni guasti)
- Meno comune nelle versioni con corrente continua
- Non adatto come unico dispositivo di protezione
- Può richiedere cavi più pesanti a causa della protezione più lenta.

Ideale per: Carichi motorizzati (pompe, ventilatori), grandi combinazioni inverter/caricabatterie, sezionatore principale CC davanti a più circuiti secondari con curva a C, lunghe tratte di cavi.

Esempio reale: Un mcb CC con curva a D da 30A non scatta magneticamente finché la corrente non raggiunge 300-600A (10-20×). Questo è perfetto per una pompa di pozzo che assorbe 8× di corrente per 1 secondo durante l'avvio, ma potrebbe non scattare abbastanza velocemente se un cortocircuito produce solo 250A a causa della lunga resistenza del filo.

MCB CC con curva a Z: lo specialista ultrasensibile

Campo di intervento magnetico: 2-3× corrente nominale
Viaggio termico: Come le altre curve

✅ Vantaggi:
- Risposta estremamente rapida anche a piccole sovracorrenti
- Ideale per la protezione delle apparecchiature elettroniche
- Individua i difetti che altre curve potrebbero non notare
- Eccellente per la protezione di precisione

❌ Svantaggi:
- Molto raro nelle versioni con classificazione DC
- Elevata probabilità di inciampi fastidiosi
- Non adatto a carichi induttivi
- Può intervenire durante il normale funzionamento di alcune apparecchiature
- Costoso e difficile da reperire

Ideale per: Protezione dedicata per circuiti di misura ultrasensibili, sistemi di acquisizione dati, apparecchiature di laboratorio di precisione, raramente utilizzati nelle installazioni solari standard.

Comprensione delle caratteristiche tempo-corrente

La curva caratteristica tempo-corrente è il grafico vero e proprio che mostra il comportamento del vostro mcb in tutte le condizioni. Imparare a leggere questa curva è come imparare a leggere una carta meteorologica: all'inizio sembra tecnica, ma rivela informazioni semplici e utili.

Leggere la curva: Assi e zone

Asse orizzontale (asse X): Corrente, indicata come multiplo della corrente nominale (In). Ad esempio, se si dispone di un interruttore da 20A, “5× In” significa 100A.

Asse verticale (asse Y): Tempo di intervento, mostrato su una scala logaritmica. Ciò significa che 0,01s, 0,1s, 1s, 10s, 100s sono equamente distanziati, coprendo un enorme intervallo di tempo su un unico grafico.

La zona termica: La parte sinistra della curva mostra linee dolci e inclinate in cui il tempo diminuisce gradualmente all'aumentare della corrente. Questo è il punto in cui la striscia bimetallica si riscalda.

La Zona Magnetica: La parte destra mostra una brusca caduta quasi verticale in cui il tempo di viaggio diventa improvvisamente molto veloce (meno di 0,1 secondi). È qui che subentra la forza magnetica.

Punti di viaggio standard sulla curva

La norma IEC 60947-2 definisce i punti di test specifici che tutti i dispositivi mcb in corrente continua devono soddisfare:

Cosa ci dice la curva

Pendenza della zona termica: Più la pendenza è elevata, più l'interruttore è sensibile ai sovraccarichi moderati. Tutte le curve hanno pendenze simili in questa zona.

Posizione della soglia di intervento magnetico: Il punto in cui la curva scende improvvisamente in verticale definisce la corrente minima necessaria per l'intervento istantaneo. È questo che distingue le curve B da quelle C e D.

Larghezza della zona incerta: Tra le zone termiche e magnetiche si trova una “zona grigia” in cui il tempo di intervento varia in modo significativo. Una buona progettazione mantiene il normale funzionamento ben lontano da questa zona.

💡 Approfondimento chiave: La curva indica i tempi massimi di intervento. Il vostro interruttore potrebbe intervenire più velocemente, ma è garantito che interverrà entro i limiti della curva. Questa prevedibilità rende possibile il coordinamento.

Nozioni di base sul coordinamento degli MCB CC

Coordinare significa disporre più dispositivi dc mcb in modo che solo l'interruttore più vicino a un guasto si apra, lasciando il resto del sistema sotto tensione. Si pensi agli interruttori di una casa: quando si collegano troppe cose in camera da letto, scatta solo l'interruttore di quella stanza, non il pannello principale.

Perché il coordinamento è importante nei sistemi solari

Scenario 1 - Scarso coordinamento: Si verifica un cortocircuito nella stringa 3 del campo solare. Senza un adeguato coordinamento, sia l'interruttore della stringa che quello del combinatore principale scattano. Ora l'intero campo è offline ed è necessario individuare la stringa con il guasto.

Scenario 2 - Buon coordinamento: Si verifica lo stesso guasto, ma interviene solo l'interruttore della stringa 3. Le stringhe 1, 2 e 4 continuano a produrre energia. È possibile sapere immediatamente quale stringa ha un problema e risolverlo mentre il sistema continua a funzionare con una capacità di 75%.

La regola di base del coordinamento

Per il coordinamento selettivo tra un mcb a monte (principale) e uno a valle (diramazione):

Il dispositivo a monte deve avere una curva di intervento più lenta del dispositivo a valle a TUTTI i livelli di corrente.

Ciò significa che in ogni punto del grafico tempo-corrente, la curva dell'interruttore a monte deve trovarsi a destra o sopra la curva a valle, senza mai incrociarla.

Tre modi per ottenere il coordinamento

#### Metodo 1: utilizzare diversi tipi di curva
– A monte: Curva D (viaggi a 10-20× In)
– A valle: Curva C (viaggi a 5-10× In)

Questo crea una separazione nella zona magnetica. Un guasto che produce una corrente 8× farà scattare magneticamente l'interruttore con curva C, mentre l'interruttore con curva D rimarrà in modalità termica.

Esempio:
- Combinatore principale: 40A curva D mcb dc
- Circuiti di stringa: 12A C-curva dc mcb
- Un guasto che produce 96A farà scattare istantaneamente l'interruttore di stringa (96A = 8× 12A, nella zona magnetica della curva C) mentre il principale vede solo 2,4× la sua portata (96A ÷ 40A), mantenendolo chiuso.

### Metodo 2: utilizzare valori di corrente diversi
– A monte: Valutazione più elevata (ad es., curva C da 63A)
– A valle: Potenza inferiore (ad esempio, curva C da 16A)

Questo crea una separazione perché la stessa corrente assoluta è un multiplo diverso della portata di ciascun interruttore.

Esempio:
- Principale: 63A curva C (magnetico a 315-630A)
- Ramo: Curva C da 16A (magnetica a 80-160A)
- Il guasto che produce 150A fa scattare istantaneamente il ramo, ma il principale vede 150A ÷ 63A = 2,38×, e rimane in modalità termica lenta.

### Metodo 3: utilizzo di fusibili a tempo a monte

Combinare un mcb in corrente continua (ad azione rapida) a valle con un fusibile a ritardo (più lento) a monte. La curva tempo-corrente intrinseca del fusibile è molto più lenta e crea un coordinamento naturale.

Esempio:
- Principale: fusibile a tempo da 60A
- Rami: 20A curva a C dc mcb
- L'MCB interviene in 0,03 secondi, mentre il fusibile ha bisogno di 0,3+ secondi alla stessa corrente-10× di separazione.

Errori comuni nella scelta degli interruttori magnetotermici in corrente continua

❌ Utilizzo di interruttori magnetotermici in corrente alternata per applicazioni in corrente continua

Problema: Gli interruttori CA non sono progettati per interrompere la corrente CC. La corrente continua crea archi sostenuti che gli interruttori in c.a. non sono in grado di estinguere in modo sicuro. L'interruttore potrebbe non eliminare il guasto, surriscaldarsi o addirittura esplodere.

Scenari comuni:
- Utilizzo di interruttori domestici standard in un sistema solare CC
- Installazione di MCB in c.a. etichettati “adatti fino a 250 V” in un sistema a 300 V c.c.
- Supponendo che il valore nominale “125/250V” significhi 250VDC (non è così, significa 125VAC o 250VDC/125VDC).

Correzione: Verificare sempre che l'interruttore sia esplicitamente classificato per la tensione CC. Cercare segni come “250VDC” (non “250V”) o “IEC 60947-2 DC rating” sull'etichetta.

⚠️ Avvertenze: L'uso di interruttori in corrente alternata per la corrente continua comporta un grave rischio di incendio. Gli archi in corrente continua sono 3-5 volte più difficili da estinguere rispetto a quelli in corrente alternata, perché la corrente continua non attraversa lo zero 120 volte al secondo come fa la corrente alternata.

❌ Ignorare le limitazioni di tensione

Problema: I valori nominali di tensione degli MCB DC diminuiscono all'aumentare della corrente nominale. Un interruttore nominale per 400 Vc.c. a 10 A potrebbe essere nominale solo per 250 Vc.c. a 32 A. L'uso simultaneo di corrente e tensione elevate può causare un arco voltaico.

Scenari comuni:
- Installare un interruttore da 32A con corrente nominale “400VDC” in un sistema da 380VDC senza verificare la tensione nominale specifica della corrente.
- Supponendo che tutti gli interruttori di una linea di prodotti abbiano la stessa tensione nominale
- Non declassato per l'altitudine (la tensione nominale scende di 1% per 100m sopra i 2000m)

Correzione: Controllare la scheda tecnica del produttore per conoscere la tensione nominale con la VOSTRA corrente nominale specifica. Creare una tabella di selezione:

Curva di intervento sbagliata per l'applicazione

Problema: Selezione di un tipo di curva in base alla disponibilità piuttosto che ai requisiti dell'applicazione. L'uso della curva B su un inverter provoca interventi di disturbo; l'uso della curva D come unica protezione può non intervenire su alcuni guasti.

Scenari comuni:
- Installazione di interruttori con curva C su dispositivi elettronici sensibili (dovrebbero usare la curva B)
- Installazione della curva B sugli ingressi dell'inverter (dovrebbe essere utilizzata la curva C)
- Utilizzo della curva D come protezione di ramo senza studio di coordinamento

Correzione: Abbinare la curva alle caratteristiche del carico:
- Curva B: Carichi resistivi, elettronica, illuminazione
- Curva C: Carichi generici, inverter, regolatori di carica
- Curva D: Apparecchiature ad alto numero di spunti, motori, sezionatori principali

❌ Sovradimensionamento per evitare interventi fastidiosi

Problema: Installazione di un MCB da 32A in corrente continua su un circuito che fa scattare un MCB da 20A, senza indagare sul PERCHE' scatta. Il problema di fondo (connessione allentata, sovraccarico effettivo, cavo sottodimensionato) rimane, ma ora senza protezione.

Scenari comuni:
- Aumento ripetuto della dimensione dell'interruttore per interrompere l'intervento
- Installazione di un interruttore da 40A per proteggere un filo da 10 AWG (con una tensione nominale di 30A) perché “il 20A continua a scattare”.”
- Utilizzo di una corrente nominale più elevata invece di cambiare il tipo di curva

Correzione: Se un interruttore correttamente dimensionato scatta, indagare sulla causa:
1. Misurare l'assorbimento di corrente effettivo
2. Verificare la presenza di collegamenti allentati (resistenza elevata)
3. Verificare che il dimensionamento dei cavi sia adeguato
4. Considerare se il tipo di curva sbagliata sta causando viaggi fastidiosi.
5. Aumentare la portata solo se la corrente effettiva lo richiede e se il cavo è adeguato.

⚠️ Avvertenze: Il sovradimensionamento della protezione del circuito costituisce una violazione del codice e un rischio per la sicurezza. L'interruttore deve proteggere il CAVO, non solo il carico.

❌ Mancata considerazione delle stringhe parallele

Problema: Quando più stringhe solari sono collegate in parallelo, l'interruttore a monte vede la somma delle correnti di tutte le stringhe. L'interruttore di ogni singola stringa può essere dimensionato correttamente, ma l'interruttore del combinatore principale vede 4-6 volte quella corrente.

Scenari comuni:
- Quattro stringhe da 12A (48A totali) protette da un interruttore principale da 40A (sottodimensionato)
- Non tiene conto della corrente di ritorno da altre stringhe durante un guasto.
- Supponendo che gli interruttori di stringa impediscano le sovracorrenti sul bus principale

Correzione: L'interruttore principale del combinatore deve essere dimensionato per:
- Minimo: Somma di tutti gli Isc di stringa (correnti di cortocircuito) × 1,25 fattore di sicurezza
- Considerate il backfeed: Se una stringa va in cortocircuito, le altre possono immettere corrente all'indietro attraverso l'interruttore nel guasto.

Formula: Potenza dell'interruttore principale ≥ (Numero di stringhe × Isc di stringa × 1,25)

Esempio: 5 stringhe, ogni Isc = 11A → Interruttore principale ≥ (5 × 11 × 1,25) = 69A → Selezionare l'interruttore da 80A

Esempi pratici di coordinamento

Vediamo tre scenari reali per capire come funziona in pratica il coordinamento dc mcb.

Esempio 1: Impianto solare residenziale con 4 stringhe

Sistema:
- 4 stringhe, ciascuna delle quali produce 10A Isc a 370VDC
- Sistema totale: 40A nell'inverter
- 50 piedi di cavo dal combinatore all'inverter

Design della protezione:
Spezzafili (ad array): 4× 15A Curva C dc mcb (nominale 500VDC)
- Ognuno protegge una stringa (10A × 1,25 = 12,5A, arrotondare a 15A)
- La curva C è stata scelta per evitare spostamenti fastidiosi dovuti agli effetti del bordo delle nuvole.

Interruttore del combinatore principale: 1× mcb dc con curva a D da 63 A (nominale 500 Vc.c.)
- Protegge il cavo principale e funge da sezionatore
- La curva D è stata scelta per il coordinamento con gli interruttori di stringa della curva C
- Valutazione: 40A × 1,25 = 50A, ma è stato scelto 63A per un migliore margine di coordinamento.

Perché funziona:
- Se la stringa 3 ha un cortocircuito: L'interruttore della stringa 3 vede una corrente elevata e scatta nella zona magnetica della curva C (5-10× 15A = 75-150A).
- L'interruttore principale vede la stessa corrente, ma è solo 1,2-2,4× il suo valore nominale di 63A, mantenendolo in modalità termica lenta.
- La separazione temporale minima di 10× garantisce l'apertura del rompi stringa per primo

Controllo del coordinamento:
– String fault at 100A: String breaker trips in <0.05s (magnetic), Main breaker would need 30+ seconds (thermal) → ✅ Coordinated – Main cable fault at 400A: String breakers see 100A each (slow thermal), Main sees 6.3× rating (magnetic) → Main trips first → ✅ Correct

Esempio 2: Sistema di batterie con più carichi

Sistema:
- Banco batterie da 48VDC (tensione di carica 60VDC)
- Tre carichi: inverter da 20A, regolatore di carica da 10A, illuminazione da 5A.

Design della protezione:
Interruttori di carico (ai carichi):
- Inverter: 32A C-curve dc mcb (100VDC nominale)
- Regolatore di carica: 16A C-curve dc mcb (100VDC nominale)
- Illuminazione: 10A B-curve dc mcb (100VDC nominale)

Scollegare la batteria principale: Fusibile di classe T da 80 A (ad azione rapida)
- Il fusibile è stato scelto perché gli MCB DC oltre 63A sono costosi.
- Valutazione: 35A di carico totale × 1,25 = 44A, ma 80A scelti per il coordinamento
- Il fusibile di classe T ha una curva tempo-corrente più lenta rispetto agli interruttori automatici di potenza.

Perché funziona:
– If inverter has internal short: 32A MCB trips in <0.1s, battery fuse stays closed (needs >0.5s)
- Se il positivo della batteria va in cortocircuito con il telaio: Una corrente enorme (1000A+) fa saltare istantaneamente il fusibile principale, anche tutti gli MCB scattano, perché è un'emergenza.

🎯 Suggerimento professionale: Per i sistemi a bassa tensione (sotto i 100VDC), i fusibili sono spesso più convenienti dei grandi MCB DC, pur garantendo un buon coordinamento.

Esempio 3: Solare off-grid con generatore di backup

Sistema:
- Gruppo solare: 6 stringhe, 12A ciascuna
- Ingresso del generatore: 30A a 48VDC (dal raddrizzatore)
- Banco batterie: 48V, 800Ah
- Carichi misti: 80A di picco totale

Design della protezione:
Spezzafili: 6× 16A Curva C dc mcb
Principale solare: 100A D-curve dc mcb (protegge il combinatore dal cavo della batteria)
Ingresso del generatore: 40A Curva C dc mcb (protegge il cavo del generatore)
Carico principale: 125A D-curve dc mcb (protegge il cavo della batteria al pannello di carico)
Carichi individuali: Vari MCB con curva B e C (10-32A)

Strategia di coordinamento:
- Tre livelli: Rami di carico (curva B/C) → Rete di origine (curva D) → Rete di batteria (curva D)
- Diversi tipi di curve creano una separazione temporale ad ogni livello
- Le linee principali della curva D si coordinano con le diramazioni della curva C (differenza di tempo 10×)
- I guasti isolano la sezione più piccola possibile del sistema.

Matrice di controllo del coordinamento:

Domande frequenti

Qual è la differenza tra un mcb in corrente continua e un normale interruttore automatico?

Un mcb CC è progettato specificamente per interrompere in modo sicuro la corrente continua, che è fondamentalmente più difficile dell'interruzione della corrente CA. La corrente continua crea archi elettrici continui che non si estinguono naturalmente, mentre la corrente alternata attraversa la tensione zero 120 volte al secondo, rendendo molto più facile l'estinzione dell'arco.

Gli interruttori magnetotermici in c.c. utilizzano speciali scivoli per l'arco, bobine magnetiche di spegnimento potenziate e coppie di contatti collegati in serie per allungare e raffreddare l'arco in c.c. fino al suo spegnimento. I normali interruttori in c.a. sono privi di queste caratteristiche e possono subire guasti catastrofici se utilizzati su circuiti in c.c.. Inoltre, i dispositivi mcb in c.c. sono classificati con valori di tensione in c.c. espliciti (come 500 Vc.c.), mentre gli interruttori in c.a. mostrano in genere solo valori di tensione in c.a..

Anche la struttura interna è diversa: gli interruttori in corrente continua spesso utilizzano una struttura a doppio polo anche per applicazioni “unipolari”, creando di fatto due interruzioni in serie per gestire l'arco prolungato. L'uso di un interruttore in corrente alternata su un interruttore in corrente continua costituisce una grave violazione della sicurezza e un rischio di incendio.

Come si determina il tipo di curva di intervento necessaria per il proprio impianto solare?

Iniziate identificando le caratteristiche del vostro carico: se avete inverter o regolatori di carica con correnti di spunto documentate, avete bisogno di un mcb DC con curva C per evitare interventi fastidiosi all'avvio. Per i carichi resistivi, come i riscaldatori CC o l'illuminazione a LED senza correnti di spunto, la curva B offre una protezione più rapida.

Controllare la documentazione del sistema per conoscere la corrente di spunto massima e la durata. Calcolare il rapporto tra la corrente di spunto e la normale corrente di funzionamento. Se questo rapporto è inferiore a 3×, la curva B funzionerà. Se è compreso tra 3-8×, scegliere la curva C. Se è superiore a 8× (raro nel solare, comune con i motori), è necessaria la curva D.

Ai fini del coordinamento, se si dispone di più livelli di protezione, utilizzare la curva C per i circuiti secondari e la curva D per la rete. In questo modo si crea la necessaria separazione temporale. In caso di dubbio, la curva C è la soluzione predefinita per le applicazioni solari: è la più comune, ampiamente disponibile e adatta all'80% delle installazioni solari residenziali.

Infine, verificare la scelta effettuata controllando le curve tempo-corrente del produttore rispetto ai livelli di corrente di guasto previsti (calcolati in base alla resistenza del filo e alla corrente disponibile della sorgente).

Posso utilizzare un unico grande mcb in corrente continua invece di singoli interruttori di stringa per risparmiare?

Questo non è consigliato e probabilmente viola le norme elettriche. I singoli interruttori di stringa svolgono diverse funzioni critiche oltre alla semplice protezione da sovracorrente: forniscono l'isolamento per la manutenzione (consentendo di lavorare su una stringa mentre le altre rimangono sotto tensione), la localizzazione dei guasti (indicando quale stringa specifica ha un problema) e, soprattutto, la protezione contro la corrente di ritorno da altre stringhe.

Quando una stringa sviluppa un guasto a terra o un cortocircuito, le altre stringhe in parallelo possono trasferire la corrente all'indietro nella stringa guasta attraverso la sbarra comune. Senza interruttori di stringa individuali, questa corrente di ritorno non ha un punto di interruzione e può causare danni estesi o incendi.

L'articolo 690.9 del NEC richiede in genere una protezione contro le sovracorrenti nel punto in cui i conduttori ricevono l'alimentazione, ovvero sia alla sorgente (interruttori di stringa) che nei punti di connessione. Un singolo combinatore dc mcb non protegge il cablaggio delle singole stringhe.

Il risparmio economico derivante dall'eliminazione degli interruttori di stringa è in genere solo di $100-300 per un sistema residenziale, ma il rischio comprende l'annullamento delle garanzie, il fallimento delle ispezioni, le difficoltà nella risoluzione dei problemi e i rischi reali per la sicurezza. L'approccio corretto prevede singoli interruttori di stringa più un interruttore o un sezionatore principale.

Cosa succede se la curva di intervento del mio mcb dc non corrisponde alla portata del mio cavo?

Ciò crea una condizione pericolosa in cui il cavo può surriscaldarsi prima che intervenga l'interruttore CC, causando potenzialmente guasti all'isolamento, incendi o danni al sistema. La regola fondamentale è che l'interruttore deve proteggere il componente più debole del circuito, che di solito è il cavo.

Ad esempio, se il cavo di rame da 10 AWG è dimensionato per 30A continui (in un ambiente di 30°C), l'interruttore deve essere dimensionato per 30A o meno. Il punto di intervento termico dell'interruttore a 1,45× il valore nominale (43,5A per un interruttore da 30A) non deve superare la capacità di sovraccarico a breve termine del cavo (in genere 1,5× per il cavo, o 45A per un cavo da 30A).

Se su quel cavo da 10 AWG è stato installato un mcb da 40A in corrente continua, il punto 1,45× dell'interruttore è pari a 58A, ben al di sopra di quanto il cavo può gestire in sicurezza. Il cavo potrebbe surriscaldarsi per lunghi periodi prima che l'interruttore scatti.

Per correggere questo problema, è necessario ridimensionare l'interruttore per adattarlo al cavo (installare un MCB da 30A) o aumentare il cavo per adattarlo all'interruttore (installare un 8 AWG per 40A). Non esiste un'altra opzione sicura. Progettate sempre il sistema in modo che sia la portata del cavo a determinare la dimensione massima dell'interruttore, e non il contrario.

Come faccio a sapere se i miei dispositivi dc mcb sono coordinati correttamente?

Un corretto coordinamento significa che, per qualsiasi livello di corrente di guasto, l'interruttore CC a valle (ramo) scatta prima di quello a monte (principale). Per verificarlo, è necessario tracciare le curve tempo-corrente di entrambi gli interruttori sullo stesso grafico e verificare che non si incrocino in nessun punto.

La maggior parte dei produttori fornisce curve tempo-corrente nelle proprie schede tecniche; richiedetele per i vostri modelli specifici di interruttori. Tracciare prima la curva a valle e poi sovrapporre quella a monte. A ogni livello di corrente, da 1 a 50 volte la corrente nominale, la curva a monte dovrebbe mostrare un tempo di intervento più lungo di quella a valle.

Una rapida verifica: se gli interruttori a monte e a valle hanno la stessa corrente nominale, devono avere tipi di curva diversi (ad esempio, C a valle e D a monte). Se hanno lo stesso tipo di curva, la corrente nominale a monte deve essere almeno 2,5-3 volte quella a valle.

Per i sistemi critici, affidate a un ingegnere elettrico qualificato l'esecuzione di uno studio di coordinamento. Calcolerà le correnti di guasto disponibili in ogni punto, verificherà che gli interruttori intervengano entro i limiti dei loro valori nominali e si accerterà che esista una separazione temporale adeguata. Questa operazione costa in genere $500-2000, ma garantisce il corretto funzionamento del sistema durante i guasti.

Testare il coordinamento creando deliberatamente dei guasti è pericoloso e sconsigliato; affidatevi invece ai calcoli e all'analisi delle curve.

I dispositivi mcb dc necessitano di manutenzione e con quale frequenza è necessario testarli?

Sì, i dispositivi mcb dc richiedono una manutenzione e un test periodici per garantirne il funzionamento. A differenza dei fusibili, che si guastano visibilmente, gli interruttori possono degradarsi internamente pur sembrando normali: i contatti possono corrodersi, le molle possono indebolirsi e le bobine magnetiche possono guastarsi.

Mensilmente: Eseguire una prova di scatto manuale portando la maniglia in posizione di spegnimento e riaccendendola. In questo modo si esercita il collegamento meccanico e si conferma che la maniglia funziona senza problemi. Se risulta appiccicosa, grintosa o richiede una forza eccessiva, il demolitore deve essere ispezionato o sostituito.

Ogni 6 mesi: Controllare la tenuta di tutti i collegamenti elettrici ai terminali dell'interruttore (utilizzare i valori di coppia specificati dal produttore). I collegamenti allentati causano un riscaldamento che può danneggiare il meccanismo di sgancio termico del disgiuntore e provocare interventi indesiderati o guasti.

Annualmente: Per i sistemi critici, eseguire un test di intervento utilizzando un banco di carico calibrato o un iniettore di corrente. Applicare 1,5 volte la corrente nominale e verificare che l'interruttore scatti entro il tempo specificato dal produttore (in genere 1-10 minuti). Questo conferma che le funzioni di sgancio termico e magnetico rimangono entro i limiti di tolleranza.

Ogni 5 anni o dopo qualsiasi evento di guasto: Considerare la sostituzione o la verifica professionale. Gli interruttori magnetotermici in corrente continua hanno un numero limitato di operazioni (in genere 10.000 meccaniche, 1.000 a corrente nominale) e le interruzioni per guasto accelerano l'usura. Dopo che l'interruttore ha interrotto un guasto significativo, ispezionarlo per verificare la presenza di danni ai contatti e considerare la possibilità di sostituirli: i contatti potrebbero essere bucherellati o saldati.

Quali sono gli errori più comuni che i principianti commettono con le curve di intervento dei circuiti integrati?

L'errore più frequente consiste nel ritenere che una corrente nominale più elevata fornisca una protezione migliore: in realtà è il contrario. Un interruttore da 40A non protegge “di più” di un interruttore da 20A, ma protegge di meno consentendo correnti più elevate prima di intervenire. Dimensionare sempre l'interruttore in base alla capacità del cavo, non al picco di richiesta del carico.

Il secondo è l'utilizzo di curve di intervento in modo incoerente in tutto il sistema. L'installazione di combinazioni casuali di curve B, C e D senza considerare il coordinamento porta a situazioni in cui gli interruttori principali scattano prima degli interruttori di derivazione, perdendo energia all'intero sistema quando un solo circuito si guasta.

Il terzo è ignorare il declassamento della tensione CC con la corrente. Un interruttore con la dicitura “500VDC” potrebbe essere classificato solo per 500VDC a basse correnti (6-10A) ma declassare a 250VDC a correnti più elevate (32A+). Spesso i principianti non tengono conto di questo dettaglio nella scheda tecnica e ciò porta a installazioni sottotensionate.

Il quarto è l'attesa di tempi di intervento precisi. La curva di intervento mostra un intervallo: con una corrente di 10×, una curva a C dc mcb interviene tra 0,01 e 0,1 secondi. Questa variazione di 10 volte è normale, ma i principianti si aspettano la precisione. Progettate per il caso peggiore (il più lento) di intervento, non per il tempo tipico.

Infine, i principianti spesso trascurano gli effetti della temperatura. Le curve di intervento sono specificate a 30°C ambiente. L'installazione di interruttori in un sottotetto caldo (50°C+) o in un ambiente esterno freddo (-20°C) sposta significativamente il punto di intervento termico. Un interruttore da 20A in un ambiente a 50°C può intervenire a 17A, mentre lo stesso interruttore a 0°C potrebbe intervenire solo a 23A. In fase di progettazione, tenere conto della temperatura effettiva dell'installazione.

Conclusione

La comprensione delle curve di intervento dei mcb in corrente continua è essenziale per chiunque si occupi di impianti elettrici solari, dai proprietari di casa che desiderano conoscere il proprio sistema agli installatori che progettano schemi di protezione. Le curve di intervento non sono solo specifiche tecniche: sono la “personalità” fondamentale che determina il modo in cui i dispositivi di protezione rispondono al normale funzionamento, ai sovraccarichi e ai guasti pericolosi.

Punti di forza:

1. Le curve di intervento definiscono il comportamento della protezione: La curva B è la più veloce (3-5× In), la curva C è standard (5-10× In), la curva D è la più tollerante (10-20× In) e la curva Z è ultrasensibile (2-3× In) per applicazioni specializzate.

2. Il coordinamento previene i guasti a cascata: I dispositivi dc mcb adeguatamente coordinati assicurano che scatti solo l'interruttore più vicino a un guasto, mantenendo il resto del sistema operativo e semplificando la risoluzione dei problemi.

3. Abbinamento delle curve alle caratteristiche del carico: Gli inverter necessitano di una curva C per evitare interventi fastidiosi dovuti alla corrente di spunto, mentre i dispositivi elettronici sensibili beneficiano di una protezione più rapida della curva B.

4. Le curve tempo-corrente sono strumenti predittivi: Questi grafici mostrano i tempi di intervento massimi a ogni livello di corrente, consentendo di progettare i sistemi con la certezza che la protezione funzionerà come previsto.

5. I valori nominali in corrente continua sono obbligatori: Non utilizzare mai interruttori in c.a. per applicazioni in c.c.: la fisica fondamentale dell'interruzione dell'arco elettrico è completamente diversa e l'utilizzo di interruttori in c.a. per applicazioni in c.c. crea gravi rischi di incendio.

L'investimento nella comprensione di queste nozioni di base si ripaga con sistemi che funzionano in modo affidabile, proteggono correttamente le apparecchiature e forniscono una protezione sicura e prevedibile per decenni. Sia che stiate scegliendo i componenti per una nuova installazione o che stiate cercando di risolvere i problemi di un sistema esistente, la conoscenza della curva di intervento vi fornisce le basi per prendere decisioni informate.

Risorse correlate:
– Guida completa agli interruttori automatici CC
– Selezione e applicazione dei fusibili CC
– Nozioni di base sulla protezione contro le sovratensioni DC SPD

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Ultimo aggiornamento: Ottobre 2025
Autore: Team tecnico SYNODE
Recensito da: Dipartimento di ingegneria elettrica

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