dieci metri quadri di ledwall
su un quadro che non li aspetta.

Un ledwall, visto dal quadro elettrico, non è una stufa e non è un motore. È una batteria di 20, 40 o 80 alimentatori switching collegati tutti in parallelo sullo stesso bus di alimentazione. E gli alimentatori switching presentano due anomalie fisiche che fanno impazzire i progettisti impreparati: una all'istante dell'accensione, l'altra costante per tutta la vita utile dell'impianto.

Entrambe sono certificate nei datasheet dei produttori di semiconduttori. Entrambe si calcolano a tavolino prima di posare un solo corrugato. Ma quasi nessun intermediario commerciale le inserisce nelle offerte: così esplodono in cantiere sotto forma di emergenza, quando il quadro generale è già cablato e collaudato.

Come si dimensiona l'impianto elettrico di un ledwall e cos'è l'inrush?

Il dimensionamento elettrico di un maxischermo non tollera approssimazioni. Si fonda su due grandezze inderogabili: la potenza massima assorbita a pieno carico bianco al 100% (in W/m² o kW nominali, maggiorata di un margine termico di sicurezza del 25%) e l'inrush current (corrente di spunto transitoria a freddo).

Nei primi 2–5 millisecondi successivi alla chiusura del sezionatore, i banchi di condensatori elettrolitici all'ingresso degli alimentatori sono completamente scarichi. Per la rete si comportano esattamente come un cortocircuito secco: ciascun modulo preleva un picco istantaneo tra 30 A e 60 A. Moltiplicatelo per 30 alimentatori: un'onda d'urto transitoria da oltre 1.000 Ampere che attraversa la linea in una frazione di secondo. Se il quadro monta un comune interruttore in curva C, l'inrush eccita la bobina magnetica all'istante: lo sganciatore scatta prima ancora che i diodi facciano in tempo a illuminarsi.

Il primo parametro critico: la corrente di spunto (Inrush Current)

All'accensione, i condensatori del circuito primario sono a zero volt. Nel micro-istante in cui si chiudono i contatti del relè, l'assorbimento non ha alcun legame con i 10 o 16 Ampere di targa dell'esercizio normale. I costruttori la dichiarano a chiare lettere come cold start inrush current.

Il picco varia in base alla serie, alla presenza di termistori NTC a bordo e soprattutto all'angolo di fase: se il contatto scatta sulla cresta dell'onda sinusoidale a 325 V di picco, la corrente di spunto è tripla rispetto a una chiusura sul passaggio per lo zero.

La vera insidia del ledwall è la somma simultanea: su un impianto medio da 15 o 20 m² convivono decine di alimentatori. Se vengono agganciati tutti insieme a un unico comando, i picchi si sommano nel medesimo millisecondo. Il carico continuo a regime sarebbe gestibilissimo; il picco d'avvio è una cannonata che polverizza la soglia di sgancio.

perché scatta la curva C, e cosa si fa

un interruttore magnetotermico ha due protezioni distinte. quella termica, che interviene sul sovraccarico prolungato, e quella magnetica, che interviene sul cortocircuito in pochi millisecondi. la soglia magnetica è la lettera della curva:

la curva C è quella che si trova già montata nel novantacinque per cento dei quadri esistenti, perché è la scelta ragionevole quando non si sa cosa verrà collegato. è anche quella che lo spunto di una batteria di alimentatori supera senza fatica: lo scatto avviene sulla magnetica, in millisecondi, e all'utente appare come «si accende e stacca subito». non c'è nessun guasto da cercare, perché non c'è nessun guasto.

le strade sono tre, e non si escludono:

1. curva D sulla linea del ledwall. la soluzione diretta. ⚠️ ma alzare la soglia magnetica allunga il tempo di intervento su un corto vero: va verificata la protezione contro i contatti indiretti, cioè che la corrente di guasto a fine linea sia ancora sufficiente a far scattare la magnetica nei tempi di norma. su linee lunghe o con sezioni ridotte non sempre lo è, e allora la curva D non è una scelta libera.
2. avviamento sequenziale. la più elegante: i cabinet non si accendono tutti insieme, ma a gruppi, sfasati di qualche centinaio di millisecondi tramite relè temporizzati o un PLC di quadro. gli spunti non si sommano più, e ogni circuito vede solo il proprio. È anche ciò che permette di tenere la curva C dove serve.
3. suddivisione in più circuiti. meno cabinet per interruttore: riduce sia lo spunto sommato sia — e vedremo che è il problema più insidioso — la corrente di dispersione totale su ciascun differenziale.

il secondo: le correnti di dispersione, che non sono un guasto

ogni alimentatore switching ha in ingresso un filtro EMC, che serve a rispettare i limiti di emissione condotta. quel filtro contiene condensatori collegati fra i conduttori attivi e la terra — i cosiddetti condensatori Y. la loro funzione è proprio scaricare a terra i disturbi ad alta frequenza: per progetto, fanno passare a terra una piccola corrente permanente, anche a impianto perfettamente sano.

su un singolo alimentatore è una frazione di milliampere e non se ne accorge nessuno. su trenta alimentatori in parallelo la somma diventa una corrente di dispersione dell'ordine delle decine di milliampere — confrontabile con la soglia di un differenziale da 30 mA. il risultato è un impianto che scatta senza che ci sia niente da riparare, tipicamente quando l'umidità sale o quando si accende tutto insieme.

la regola pratica che i costruttori di dispositivi differenziali indicano è tenere la dispersione permanente del circuito sotto il 30% della soglia: su un 30 mA significa restare sotto i 9-10 mA. è questo, molto più della potenza, il numero che decide quanti cabinet può reggere un circuito.

e perché il tipo AC o A non è la protezione giusta

c'è un secondo aspetto, che è quello di sicurezza vera e non di fastidio. la corrente che torna dal ledwall verso terra non è una sinusoide a 50 Hz: a valle del raddrizzatore in ingresso ci sono componenti continue e, per via della commutazione ad alta frequenza, componenti a frequenze molto superiori. e un dispositivo differenziale rileva solo le forme d'onda per cui è costruito:

la differenza fra «scatta quando non deve» e «non scatta quando dovrebbe» è tutta qui. un tipo A davanti a un carico che genera dispersione continua può saturare: da quel momento non è più in grado di rilevare nemmeno un guasto vero. è la ragione per cui il tipo B non è un accessorio di lusso, ma la protezione corretta in presenza di raddrizzatori trifase — e per cui la scelta va fatta sul progetto, non in cantiere su ciò che c'è in magazzino.

la potenza: quale dei due numeri si usa

ogni scheda tecnica dichiara due potenze al metro quadro, e vengono confuse di continuo:

• la potenza massima, misurata con lo schermo tutto bianco al cento per cento di luminanza. è una condizione che il contenuto reale raggiunge di rado, ma che l'impianto deve poter sostenere — perché prima o poi va in onda una schermata chiara, o si esegue un test di uniformità;
• la potenza media, su contenuto reale: tipicamente intorno a un terzo della massima. è il numero che serve a stimare il consumo e il costo in bolletta.

il quadro, i cavi e le protezioni si dimensionano sulla massima. il conto economico si fa sulla media. usare la media per dimensionare è l'errore che produce l'impianto che funziona benissimo per settimane e stacca il giorno della prova generale.

a valle di questo restano i conti ordinari di ogni linea: caduta di tensione entro il limite ammesso sulla lunghezza reale del percorso — e sulle facciate il percorso è quasi sempre più lungo di quanto sembri in pianta — sezione dei conduttori coerente con la portata e con la protezione scelta, e coordinamento fra interruttore e cavo. non c'è nulla di speciale, ma va fatto sui numeri veri della serie installata.

l'altra metà del conto: il rendimento

il dimensionamento guarda alla potenza che l'impianto deve reggere. c'è però un secondo numero, che non compare quasi mai nelle offerte e che si paga tutti i giorni per dieci anni: il rendimento degli alimentatori, cioè quanta della potenza prelevata dalla rete arriva davvero allo schermo e quanta diventa calore dentro il cabinet.

la differenza fra una serie all'88% e una al 50% vale, su un impianto da 3 kW acceso dodici ore al giorno, quasi quattromila euro l'anno di sola energia — a parità di luce sullo schermo. ed è lo stesso componente che decide l'inrush e la dispersione: la scelta della serie di alimentatori è il punto in cui il progetto elettrico e il costo di esercizio si toccano.

le sei domande da fare prima di disegnare il quadro

tutte hanno una risposta scritta sul datasheet della serie installata. se non arrivano, il dato più importante lo si è comunque ottenuto: chi propone l'impianto non sa quale serie sta montando.

1. potenza massima e media al metro quadro, dichiarate separatamente.
2. corrente di spunto del singolo alimentatore, e quanti alimentatori per cabinet.
3. corrente di dispersione dichiarata per alimentatore, a 230 V / 50 Hz.
4. tipo di differenziale prescritto dal costruttore, e con quale soglia.
5. numero massimo di cabinet per circuito raccomandato, e se è previsto l'avviamento sequenziale.
6. rendimento e fattore di potenza della serie, nelle condizioni di lavoro reali.

sono le stesse sei domande che poniamo noi al fornitore prima di confermare un ordine, ed è la ragione per cui, sul primo lotto di una serie nuova, l'assorbimento lo misuriamo al ricevimento invece di fidarci del valore di targa: è l'unico modo per consegnare a un progettista un numero su cui possa mettere una firma.

cosa resta al progettista

questa pagina dice quali sono i due comportamenti anomali del carico, come si riconoscono e quali dati servono per tenerne conto. non è un progetto elettrico e non lo sostituisce: la scelta delle protezioni, il coordinamento, la verifica dei contatti indiretti e la dichiarazione di conformità restano di un professionista abilitato, sull'impianto reale e sulle norme in vigore.

quello che possiamo fare noi è consegnare i numeri giusti prima che il quadro sia fatto, invece di scoprirli insieme il giorno dell'accensione. su una fornitura, i sei dati qui sopra fanno parte della documentazione che accompagna l'offerta — e se un'offerta non li contiene, vale la pena chiederli a chiunque la faccia.