Cos’è un quadro elettrico e a cosa serve

Scopri cos’è un quadro elettrico, quali dispositivi contiene e come protegge persone, circuiti e apparecchiature negli impianti domestici e fotovoltaici.

Il quadro elettrico è il punto nel quale l’energia viene ricevuta, distribuita e controllata prima di raggiungere luci, prese ed elettrodomestici. Negli impianti più articolati può gestire anche climatizzazione, sistemi di accumulo, stazioni di ricarica e produzione fotovoltaica.

All’interno del quadro si trovano dispositivi con funzioni differenti. Alcuni permettono di interrompere l’alimentazione, mentre altri intervengono in presenza di sovraccarichi, cortocircuiti o dispersioni verso terra.

Per questo il quadro non è una semplice scatola che raccoglie interruttori. È una parte essenziale della sicurezza dell’impianto elettrico, perché separa i circuiti e limita le conseguenze di eventuali anomalie.

La sua composizione deve essere definita in base alla potenza disponibile, al numero delle linee, agli apparecchi alimentati e alle caratteristiche dell’edificio. Un quadro domestico avrà esigenze diverse rispetto a quello di un’attività commerciale o di un impianto fotovoltaico.

Come funziona un quadro elettrico

L’energia proveniente dal contatore raggiunge il quadro generale e viene distribuita attraverso circuiti distinti. Una linea può alimentare l’illuminazione, un’altra le prese e altre ancora apparecchi con assorbimenti più elevati.

Questa separazione permette di dimensionare cavi e protezioni in base al carico effettivo. Consente inoltre di isolare una parte dell’impianto durante un guasto o un intervento, senza interrompere necessariamente tutte le altre linee.

Il quadro svolge quindi quattro funzioni principali:

distribuisce l’energia tra i diversi circuiti;
protegge cavi e apparecchiature da sovraccarichi e cortocircuiti;
riduce i rischi associati alle dispersioni di corrente;
permette il sezionamento e il controllo delle singole linee.

La quantità e il tipo di dispositivi presenti dipendono dal progetto. Aggiungere interruttori senza verificare portata dei cavi, potere d’interruzione e coordinamento delle protezioni non rende automaticamente l’impianto più sicuro.

Quali dispositivi contiene

Uno dei componenti più riconoscibili è l’interruttore generale, che permette di togliere alimentazione all’impianto o a una sua sezione.

Gli interruttori magnetotermici proteggono invece le linee da due condizioni diverse. La protezione termica interviene quando la corrente rimane troppo elevata per un certo periodo, mentre quella magnetica reagisce rapidamente in presenza di un cortocircuito.

L’interruttore differenziale, spesso chiamato salvavita, rileva una differenza tra la corrente che entra nel circuito e quella che ritorna. La presenza di questa differenza può indicare una dispersione verso terra. Il differenziale contribuisce alla protezione delle persone, ma deve essere scelto e coordinato con la messa a terra e con gli apparecchi collegati.

Nei quadri possono essere installati anche scaricatori di sovratensione, contattori, relè e dispositivi di controllo. Gli SPD limitano gli effetti delle sovratensioni transitorie che possono essere generate da fulmini o manovre sulla rete.

Morsettiere, barre di distribuzione e guide DIN permettono infine di organizzare i collegamenti. L’ordine interno non ha soltanto una funzione estetica: rende più semplici le verifiche e riduce il rischio di errori durante la manutenzione.

Perché i circuiti vengono separati

In un impianto molto semplice, una singola protezione potrebbe teoricamente alimentare più utenze. Nella pratica, la suddivisione in circuiti offre maggiore sicurezza e una gestione più razionale.

Se un elettrodomestico provoca l’intervento della protezione, una corretta separazione può evitare che anche tutta l’illuminazione venga disattivata. Allo stesso modo, apparecchi con assorbimenti elevati possono essere collegati a linee dedicate.

Cucina, climatizzazione, pompa di calore e stazione di ricarica possono richiedere circuiti dimensionati in modo specifico. Se nell’edificio viene installato un impianto fotovoltaico, devono essere aggiunte protezioni coerenti con inverter e collegamento alla rete.

La Norma CEI 64-8 rappresenta il riferimento principale per la progettazione e la realizzazione degli impianti elettrici in bassa tensione. La nona edizione, entrata in vigore il 1° novembre 2024, comprende prescrizioni relative alla sicurezza, alla scelta dei componenti, alle verifiche e alle applicazioni particolari, inclusi i sistemi fotovoltaici. (CEI - Comitato Elettrotecnico Italiano)

Quadro generale e sottoquadri

Il quadro generale riceve l’alimentazione principale e distribuisce l’energia verso le diverse zone dell’edificio. Quando gli spazi sono ampi o i circuiti sono numerosi, possono essere utilizzati uno o più sottoquadri.

Un sottoquadro può servire un piano dell’abitazione, un garage, un laboratorio o una zona esterna. Questa soluzione riduce la lunghezza di alcuni collegamenti e rende più immediata la gestione delle utenze locali.

Il collegamento tra quadro generale e sottoquadro deve essere protetto e dimensionato correttamente. Non basta scegliere un involucro capiente: devono essere valutati potenza richiesta, sezione dei conduttori, caduta di tensione e caratteristiche dei dispositivi.

Anche lo spazio libero è importante. Un quadro completamente pieno rende più difficili manutenzione e ampliamenti futuri. Quando si prevede l’installazione di nuovi sistemi, può essere utile lasciare moduli disponibili.

Il quadro negli impianti fotovoltaici

In un impianto fotovoltaico sono presenti due sezioni elettriche differenti. I moduli producono corrente continua, mentre l’inverter fornisce corrente alternata all’impianto dell’edificio.

Il quadro DC protegge e seziona il collegamento tra pannelli e inverter. Il quadro AC protegge invece la linea posta tra inverter e impianto dell’utenza. In alcune configurazioni le due sezioni sono riunite in un unico quadro combinato AC/DC.

La parte in corrente continua richiede dispositivi espressamente idonei alla tensione e alla corrente delle stringhe. Non è corretto utilizzare automaticamente le stesse protezioni impiegate sul lato alternato, perché l’interruzione della corrente continua presenta caratteristiche differenti.

Nella categoria dedicata ai quadri elettrici fotovoltaici di LED Italia sono disponibili configurazioni da scegliere in base a potenza, numero di stringhe e tipologia di rete.

Il quadro combinato AC/DC monofase da 5 kW, ad esempio, integra una sezione DC per una stringa e una sezione AC monofase. La configurazione comprende sezionamento, protezione magnetotermica differenziale e scaricatori di sovratensione, all’interno di un involucro IP65. (V-TAC Italia)

La presenza di questi dispositivi non significa che il quadro possa essere scelto soltanto in base alla potenza indicata nel nome. Bisogna verificare tensione e corrente dei moduli, numero di MPPT, caratteristiche dell’inverter e schema dell’impianto. (V-TAC Italia)

Quadro monofase e trifase

Un quadro monofase viene utilizzato negli impianti alimentati attraverso una fase e un neutro, configurazione frequente nelle abitazioni e nelle piccole attività.

I sistemi trifase distribuiscono invece l’energia su tre fasi. Sono comuni negli edifici con potenze maggiori, nei capannoni e nelle attività con macchinari o carichi importanti.

Un quadro trifase non è semplicemente un quadro monofase con più interruttori. Cambiano la distribuzione dei circuiti e il coordinamento delle protezioni. Anche il bilanciamento dei carichi sulle fasi deve essere considerato durante il progetto.

Nel fotovoltaico la configurazione del quadro deve corrispondere a quella dell’inverter e del punto di connessione. Un inverter trifase richiede protezioni e collegamenti progettati per quella rete.

Dimensionamento e conformità

La scelta di un quadro non può basarsi soltanto sul numero di moduli disponibili nell’involucro.

Devono essere valutati la corrente nominale, il potere d’interruzione, le condizioni ambientali e la temperatura interna. Anche il grado IP deve essere coerente con il luogo di installazione.

La serie CEI EN IEC 61439 stabilisce requisiti generali di costruzione, caratteristiche tecniche e verifiche per i quadri elettrici di bassa tensione. Le prescrizioni riguardano l’assieme completo e non soltanto i singoli interruttori installati al suo interno. (MyNorma)

Per gli impianti negli edifici, il D.M. 37/2008 disciplina le attività di installazione e prevede il rilascio della dichiarazione di conformità al termine dei lavori da parte dell’impresa abilitata. Il documento attesta che l’impianto è stato realizzato a regola d’arte e deve essere accompagnato dagli allegati previsti.

La conformità dei singoli prodotti è quindi necessaria, ma non sostituisce la corretta progettazione e realizzazione dell’intero impianto.

Quando controllare o sostituire il quadro

Un quadro datato non deve essere sostituito soltanto per ragioni estetiche. Esistono però segnali che richiedono una verifica professionale.

Interventi frequenti delle protezioni, odore di materiale surriscaldato, rumori insoliti e parti annerite non devono essere ignorati. Anche morsetti allentati o interruttori che si scaldano possono indicare un problema.

Un controllo è opportuno anche quando vengono aggiunti carichi importanti, come climatizzatori, pompe di calore, accumuli o colonnine di ricarica. Il quadro esistente potrebbe non avere spazio o caratteristiche adeguate per gestire la nuova configurazione.

Gli interruttori non dovrebbero essere sostituiti con modelli di portata superiore per evitare che scattino. In assenza di una verifica dei cavi, questa modifica può eliminare la protezione della linea e aumentare il rischio di surriscaldamento.

Il centro di protezione dell’impianto

Il quadro elettrico organizza la distribuzione dell’energia e raccoglie i dispositivi che intervengono quando il funzionamento non è regolare.

La sua efficacia dipende dal corretto dimensionamento delle protezioni e dal coordinamento con cavi, impianto di terra e apparecchi collegati. Un involucro ordinato e moderno non garantisce da solo un impianto sicuro.

Negli edifici dotati di fotovoltaico, il quadro assume un ruolo ancora più importante perché deve proteggere sia la parte in corrente continua sia quella in corrente alternata.

Attraverso la categoria dedicata ai quadri elettrici e il sito ufficiale LED Italia è possibile consultare soluzioni per impianti fotovoltaici monofase e trifase. La configurazione definitiva deve comunque essere stabilita da un tecnico qualificato sulla base dello schema reale dell’impianto.