SISTEMI DI BASSA TENSIONE - pro.gewiss.com2006-3-6 · 40 Il Sistema di Protezione GEWISS nasce...

ITALIANO

2004MANUALI DIDATTICI

SISTEMI DI BASSA TENSIONE

02

38

INDICE

L’IMPIANTO ELETTRICO PAG. 43

LEGGI E NORME PAG. 46

SISTEMI DI DISTRIBUZIONE PAG. 49

DISTRIBUZIONE DORSALE PAG. 49

DISTRIBUZIONE RADIALE PAG. 49

CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI DI DISTRIBUZIONE PAG. 52

IMPIANTO DI TERRA PAG. 54

SCOPI DELLA MESSA A TERRA PAG. 54

PARTI COSTITUTIVE DELL’IMPIANTO DI TERRA PAG. 55

DETERMINAZIONE DELLA RESISTENZA DI TERRA RT PAG. 58

DIMENSIONAMENTO DEI CONDUTTORI PAG. 61

IL DISPERSORE PAG. 65

PROTEZIONE CONTRO I CONTATTI ACCIDENTALI PAG. 70

GLI EFFETTI DELLA CORRENTE ELETTRICA SUL CORPO UMANO PAG. 70

I CONTATTI ACCIDENTALI PAG. 73

PROTEZIONE CONTRO I CONTATTI DIRETTI PAG. 74

PROTEZIONE CONTRO I CONTATTI INDIRETTI PAG. 77

LUNGHEZZA MASSIMA PROTETTA PER LA PROTEZIONE DELLE PERSONE PAG. 79

DISPOSITIVI CONTRO I GUASTI VERSO TERRA PAG. 81

PROTEZIONE MEDIANTE BASSISSIMA TENSIONE DI SICUREZZA (SELV E PELV) PAG. 85

CONDUTTURE E CAVI PAG. 90

DIMENSIONAMENTO DEGLI IMPIANTI PAG. 90

DEFINIZIONE DI CONDUTTURE PAG. 91

CARATTERIZZAZIONE CAVI PAG. 91

SISTEMA DI DESIGNAZIONE DEI CAVI PAG. 92

PORTATA DEI CAVI PAG. 94

METODO DI INSTALLAZIONE PAG. 96

REQUISITI PARTICOLARI PAG. 110

SEZIONI MINIME AMMESSE E CADUTA DI TENSIONE NEI CAVI PAG. 110

CADUTA DI TENSIONE NEI CAVI PAG. 114

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PROTEZIONE CONTRO IL SOVRACCARICO E IL CORTOCIRCUITO PAG. 120

LA PROTEZIONE CONTRO LE SOVRACORRENTI PAG. 120

IL SOVRACCARICO PAG. 122

CRITERI DI PROTEZIONE SECONDO LA NORMA CEI 64-8 PAG. 124

IL CORTOCIRCUITO PAG. 126

RESISTENZA DEI CAVI AL CORTOCIRCUITO PAG. 128

SCELTA DELL’INTERRUTTORE GENERALE A VALLE DEI TRASFORMATORI PAG. 130

SCELTA DEGLI INTERRUTTORI NEI QUADRI DI DISTRIBUZIONE PAG. 133

IL POTERE D’INTERRUZIONE E CARATTERISTICHE DI LIMITAZIONE PAG. 140

CRITERI PER LA SCELTA DELLE PROTEZIONI CONTRO IL CORTOCIRCUITO PAG. 141

LUNGHEZZA MASSIMA PROTETTA PAG. 144

COORDINAMENTO DELLE PROTEZIONI PAG. 146

PROTEZIONE DI SOSTEGNO (O BACK-UP) PAG. 152

PROTEZIONE E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI PAG. 154

RIFASAMENTO PAG. 154

PROTEZIONE CONTRO LE SOVRATENSIONI PAG. 164

PROTEZIONE DEI CIRCUITI D’ILLUMINAZIONE PAG. 168

PROTEZIONE DEI MOTORI ELETTRICI PAG. 175

GRUPPI DI CONTINUITÀ STATICI UPS PAG. 179

SCELTA DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE PAG. 184

INTERRUTTORI MAGNETOTERMICI PAG. 184

INTERRUTTORI DI MANOVRA SEZIONATORI PAG. 226

INTERRUTTORI DIFFERENZIALI PAG. 230

COORDINAMENTO DELLE PROTEZIONI PAG. 242

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Il Sistema di Protezione GEWISS nasce dalla sinergia e perfetta integrazione di apparecchimodulari e scatolati con quadri e armadi di distribuzione, centralini e quadri combinati conprese industriali, per soddisfare ogni esigenza applicativa dal residenziale al terziarioavanzato, fino all’industriale.

Il Sistema consente di ottenere molteplici soluzioni applicative, garantite da una gamma diprodotti con corrente nominale fino a 1.600 A e potere d’interruzione fino a 100 kA. Laprogettazione è semplificata dall’accurata verifica dei coordinamenti elettrici, mentre larapidità d’installazione e la manutenzione sono garantite dalla standardizzazione deicomponenti. Infine, la forte compatibilità funzionale tra i prodotti dell’offerta, porta lasicurezza e l’affidabilità dell’impianto a livelli molto elevati. Tutto in un design moderno edesteticamente gradevole.

La realizzazione del Sistema di Protezione GEWISS è stata possibile grazie alla comprovatacapacità progettuale dell’azienda, unita al know-how sempre rinnovato nell’utilizzo deimateriali, nell’industrializzazione e nell’automazione dei processi produttivi.

Ne è una chiara testimonianza il Laboratorio Prove GEWISS, tra i pochi autorizzati a certificareIMQ la propria offerta secondo la procedura SMT (Supervised Manufacturer’s Testing): ilLaboratorio esegue prove che in precedenza venivano effettuate presso i laboratori IMQ edemette direttamente i rapporti di prova, necessari per l'ottenimento del marchio stesso, con unasemplice supervisione da parte IMQ che ne avalla la conformità.

Inoltre, GEWISS ha ottenuto l’accreditamento ACAE, che le permette di certificare LOVAG iprodotti di bassa tensione a prevalente uso industriale e terziario, non coperti dalla certificazioneIMQ. La certificazione LOVAG è riconosciuta a livello internazionale.

In particolare, GEWISS può fornire quadri di distribuzione cablati e montati già certificati,eseguendo prove di laboratorio per conto terzi e fornendo un ulteriore servizio ai propri clienti.Tutto questo dimostra ancora una volta la capacità e la qualità tecnica di GEWISS, unite adun’elevata qualità morale, comprovata dai continui feed-back positivi rilevati dagli enticertificatori tramite azioni di follow-up sul prodotto e sul mercato.

Infine, GEWISS oggi vanta l'impianto tecnologicamente più avanzato nella produzione degliinterruttori automatici compatti Serie 90 MTC: una linea produttiva di 110 m x 60 m in gradodi produrre un polo ogni 2 secondi in più di quaranta varianti. L’impianto è interamente gestitoda un sistema di supervisione informatico che permette di monitorare costantemente l’interoapparato, garantendo un elevato standard qualitativo, grazie ad accurati test sia meccaniciche elettrici effettuati su ogni singolo prodotto.

A supporto del Sistema di Protezione, GEWISS offre servizi ad alto valore aggiunto qualisoftware di progettazione e configurazione d’impianto, caratterizzati da un’interfacciagrafica semplice ed intuitiva, manuali tecnici dedicati ai diversi sistemi proposti, disponibili on-line, ed un servizio di assistenza tecnica qualificato (SAT), accessibile anche via Internet.

Nuova linea automatizzata

I PRODOTTI

IL KNOW-HOW

I SERVIZI

IL SISTEMA DI PROTEZIONE

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L’impianto elettrico è l’insieme delle macchine, delle apparecchiature, dei componenti e degliaccessori destinati alla produzione, trasformazione, trasporto, distribuzione e utilizzazionedell’energia elettrica.La presente guida considera solo la parte di impianto utilizzatore in bassa tensione, costituitoda tutti i componenti elettrici tra loro interconnessi, con caratteristiche coordinate, nonalimentati tramite prese a spina e dagli apparecchi utilizzatori fissi alimentati tramite prese aspina destinate unicamente alla loro alimentazione.Di fatto l’impianto elettrico sopra definito è l’impianto utilizzatore che, generalmente,comprende:

- i circuiti di distribuzione;

- i circuiti terminali;

- gli apparecchi di sezionamento, di protezione e di comando;

- i quadri di ogni tipo contenenti gli apparecchi;

- le prese a spina per l’allacciamento degli utilizzatori mobili.

Dal punto di vista delle competenze progettuali e installative, l’impianto utilizzatore vaconsiderato come una unità a sé stante, in grado di garantire funzionalità e sicurezza difunzionamento.L’impianto utilizzatore deve altresì essere coordinato:

- verso monte con l’impianto dell’Ente distributore che è tenuto a fornire i necessari datiriguardanti le correnti di cortocircuito, il sistema di distribuzione, i limiti di tensione efrequenza;

- verso valle con gli utilizzatori di cui si devono almeno poter presumere le funzioni, i datielettrici e la classe di protezione contro il pericolo di elettrocuzione.

Con l’entrata in vigore della Legge 46/90 le competenze dei soggetti coinvolti (committente,progettista, installatore), sono state chiaramente definite.

In particolare il committente è tenuto a rivolgersi a una impresa abilitata e a un progettistaregolarmente iscritto al rispettivo Albo. Il progetto deve essere chiaramente definito in tutte lesue parti, sicché il progettista risulta inequivocabilmente coinvolto per la parte di suaresponsabilità.

Una corretta progettazione deve avvenire nel rispetto della Guida CEI 0-2 che indica infunzione del tipo di impianto elettrico, la documentazione di progetto necessaria (Tab. 1.1).

LA PROGETTAZIONEDELL’IMPIANTO

L’IMPIANTO ELETTRICO

42

L’IMPIANTO ELETTRICO

Tab. 1.1 - Consistenza

della documentazione di

progetto in relazione alla

destinazione d’uso degli

edifici, delle costruzioni

e dei luoghi

DOCUMENTAIZONE DI PROGETTO

DOCUMENTAZIONE DELPROGETTO DI MASSIMA

DESTINAZIONE D’USO DEGLI EDIFICI, DELLE COSTRUZIONI E DEI LUOGHI

AGRCB

CIVAB

CIVBT

CIVCB

TERBT

TERCB

IND BT

IND CB

AGRBT

Relazione tecnicaSchema elettrico generaleSchemi e piani d’installazione, tabelle delledotazioni impiantistiche, disegniplanimetriciPreventivo sommario delle spese

Relazione tecnica sulla consistenza etipologia dell’impianto elettricoSchema elettrico generaleSchemi e piani d’installazionePotenze installate, potenze assorbite erelativi dimensionamentiTabelle e diagrammi di coordinamentodelle protezioniElenco dei componenti elettriciElenco delle condutture elettricheSpecifiche tecniche dei componenti elettriciDocumenti di disposizione funzionaleSchemi delle apparecchiature assiemate diprotezione e di manovra (quadri)Disegni planimetrici Dettagli d’installazioneDocumentazione specifica relativa agliambienti e applicazioni particolariDocumentazione relativa alla protezionecontro i fulmini (quando prevista)Capitolato speciale d’appalto prestazionalee descrittivoComputi metrici, stime e prezzi unitariDisposizione di sicurezza, operative e dimanutenzione, conseguenti alle scelteprogettuali

O O O O O O O O O

F O O O O O O OO O O F F F F F F

F O O O O O O O

F O F O O O F O

O O O O O O O OO O O O O O O O

F O O O O O O O OO O O O O O O O

O O O O O O O O O

F F O O O O O OF O O O O O O OO O O O O O O O

O O O O O O O O

F F F F F F F F

F F F F F F F F FF F F F F F F F

DOCUMENTAZIONE DELPROGETTO DEFINITIVO

AGRCB

CIVAB

CIVBT

CIVCB

TERBT

TERCB

IND BT

IND CB

AGRBT

Legenda:

CIVAB: Unità immobiliari o loro parti destinate ad uso abitativo, facenti parte di un edificio con più unità immobiliari (es. appartamento), al disotto dei limiti dimensionali ai fini della progettazione, indicati nella Legge 46/90 e nel DPR 447/91.

CIVBT: Unità immobiliari diverse da quelle di CIVAB adibite ad uso civile, cioè: abitativo, studio professionale, sede di persone giuridicheprivate, associazioni, circoli, conventi e simili, alimentati direttamente a tensione non superiore a 1000 V c.a.

CIVCB: Unità immobiliari come sopra, alimentate con cabina propria. TERBT: Edifici, costruzioni e luoghi, adibiti ad attività commerciali, di intermediazione di beni e servizi, sedi di società, uffici, destinati a

ricevere il pubblico (culto, intrattenimento, pubblico spettacolo), scuole, edifici adibiti a pubbliche finalità dello Stato o di Enti pubbliciterritoriali istituzionali od economici, alimentati direttamente a tensione non superire a 1000 V c.a.

TERCB: Edifici, costruzioni e luoghi come sopra, alimentati con cabina propria.INDBT: Edifici, costruzioni e luoghi adibiti ad attività produttive (artigiane, industriali, magazzini e depositi, cantieri ecc.), alimentati

direttamente a tensione non superiore a 1000 V c.a.INDCB: Edifici, costruzioni e luoghi come sopra, alimentati con cabina propria.AGRBT: Edifici, costruzioni e luoghi adibiti ad attività agricole, alimentati direttamente a tensione non superiore a 1000 V c.a.AGRCB: Edifici, costruzioni e luoghi come sopra, alimentati con cabina propria.O: Documento previsto nella generalità dei casi. F: Documento da prevedere quando le caratteristiche del progetto lo richiedono (facoltativo).

O O O O O O O O OO O O O O O O

O O O O O O O O O

F F F F F F F F F

Relazione tecnica sulla consistenza etipologia dell’impianto elettricoSchema elettrico generaleSchemi e piani d’installazionePotenze installate, potenze assorbite erelativi dimensionamentiTabelle e diagrammi di coordinamentodelle protezioniElenco dei componenti elettriciElenco delle condutture elettricheSpecifiche tecniche dei componenti elettriciDocumenti di disposizione funzionaleSchemi delle apparecchiature assiemate diprotezione e di manovra (quadri)Disegni planimetrici Dettagli d’installazioneDocumentazione specifica relativa agliambienti e applicazioni particolariDocumentazione relativa alla protezionecontro i fulmini (quando prevista)Capitolato speciale d’appalto prestazionalee descrittivoComputi metrici, stime e prezzi unitariDisposizione di sicurezza, operative e dimanutenzione, conseguenti alle scelteprogettuali

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Si ricorda infine che la Norma CEI di riferimento per gli impianti elettrici (la CEI 64-8) individuai criteri fondamentali di progettazione che hanno per scopo:

- il corretto funzionamento per l’uso previsto;

- la protezione delle persone e dei beni in accordo con le prescrizioni contenute nellenorme CEI.

Le informazioni basilari per poter progettare correttamente l’impianto sia nella parteriguardante dimensionamento sia in quella, non meno importante, concernente la scelta deicomponenti sono le seguenti:

- natura della corrente (alternata o continua);

- natura e numero dei conduttori costituenti il sistema;

- valori caratteristici (tensione, frequenza, corrente presunta di cortocircuito all’origine ecc.);

- natura, numero, ubicazione e caratteristiche dei carichi;

- esigenza di prevedere alimentazione di sicurezza o di riserve;

- condizioni ambientali e utilizzazione (accessibilità, presenza di acqua, di polvere, pericolod’incendio ecc.).

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In qualsiasi ambito e in particolare nel settore elettrico si impone, per realizzare gli impianti “aregola d’arte”, il rispetto di tutte le norme giuridiche e tecniche di pertinenza.La conoscenza delle norme tecniche, in particolare, è il presupposto fondamentale per unapproccio corretto alle problematiche degli impianti elettrici che devono essere realizzaticonseguendo quel “livello di sicurezza accettabile” che non è mai assoluto, ma è, al progrediredella tecnologia, determinato e regolato dal normatore.

La legge di riferimento per il rispetto della regola d’arte è la 186 dello 01/03/68 “Disposizioniconcernenti materiali e impianti elettrici” che si compone di due articoli:

Art. 1 - Tutti i materiali, le apparecchiature, i macchinari, le installazioni e gli impianti elettrici edelettronici devono essere realizzati e costituiti a regola d’arte.Art. 2 - I materiali, le apparecchiature, i macchinari, le installazioni ed impianti elettrici edelettronici realizzati secondo le norme del Comitato Elettrotecnico Italiano si considerano costruitia regola d’arte.Grazie a questa legge venne offerto per la prima volta in Italia, a tutti gli operatori del settoreelettrico, un preciso riferimento (le norme CEI) per poter realizzare e gestire in modo corretto gliimpianti, le macchine e le apparecchiature elettriche ed elettroniche.

Negli anni poi sono state emanate numerose leggi concernenti gli impianti elettrici utilizzatori.

Disposizioni legislative riguardanti il settore elettrico. Nel seguito vengono richiamate quellepiù significative:

• D.P.R. n. 547 del 27/4/1955“Norme per la prevenzione degli infortuni sul lavoro” Supplemento ordinario alla Gazzetta Ufficiale 12/7/1955 n. 158

• D.P.R. n. 302 del 19/3/1956 “Norme generali per l’igiene del lavoro” Supplemento ordinario alla Gazzetta Ufficiale 30/4/1956 n. 105

• Legge n. 1341 del 13/12/1964 Linee elettriche aeree esterne

• Legge n. 791 del 18/10/1977 “Attuazione della direttiva del Consiglio delle Comunità Europee (n. 72/23/CEE) relativaalle garanzie di sicurezza che deve possedere il materiale elettrico destinato ad essereutilizzato entro alcuni limiti di tensione” Gazzetta Ufficiale 2/11/1977 n. 298

• D.M. del 15/12/1978 “Designazione del Comitato Elettrotecnico Italiano di Normalizzazione Elettrotecnica edElettronica” Gazzetta Ufficiale 28/6/1979 n. 176

• D.M. del 5/10/1984 “Attuazione della direttiva (CEE) n. 47 del 16/1/1984 che adegua al progresso tecnico laprecedente direttiva (CEE) n. 196 del 6/2/1979 concernente il materiale elettrico destinatoad essere impiegato in atmosfera esplosiva già recepito con il Decreto del Presidente dellaRepubblica 21/7/1982 n. 675” Gazzetta Ufficiale 18/10/1984 n. 338

LEGGI E NORME

LE LEGGI

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• Legge n. 818 del 7/12/1984 “Nulla osta provvisorio per le attività soggette ai controlli di prevenzione incendi, modificaagli Articoli 2 e 3 della Legge 4/3/1982 n. 66 e norme integrative all’ordinamento delcorpo Nazionale dei Vigili del Fuoco” Gazzetta Ufficiale 10/12/1984 n. 338

• D.M. dell’8/3/1985 “Direttive sulle misure più urgenti ed essenziali di prevenzione incendio ai fini del rilasciodel Nulla osta provvisorio di cui alla Legge 7/12/1984 n. 818” Supplemento ordinario alla Gazzetta Ufficiale 22/4/1985 n. 95

• D.M. del 27/3/1985 “Modificazioni al decreto Ministeriale 16/2/1982, contenente l’elenco dei depositi eindustrie pericolosi, soggetti alle visite e controlli di prevenzione incendi” Gazzetta Ufficiale 26/4/1985 n. 98 Per quanto concerne i luoghi con pericolo d’esplosione o d’incendio le numerose leggivigenti verranno ricordate nel fascicolo 18 “Classificazione dei luoghi con pericolod’esplosione e d’incendio”.

• Legge n. 46 del 5/3/1990 “Norme per la sicurezza degli impianti”

• D.P.R. 447 del 6/12/1991 “Regolamento d’attuazione della legge 46/1990

• D.M. del 20/2/1992 “Modello di dichiarazione di conformità dell’impianto alla regola d’arte”

• Direttiva 93/68 CEE del 22-7-93 Riguardante la marcatura CE del materiale elettrico

• DPR 392 del 18-4-94 “Emendamenti alla legge 46/90 e al DPR 447”

• DPR n. 459 24/07/1996

• Regolamento per l’attuazione delle direttive 89/392/CEE, 91/368/CEE, 93/44/CEE e93/68/CEE concernenti di riavvicinamento delle legislazioni degli Stati membri relativi allemacchine

• D.LGS n. 615 12/11/1996 Attuazione della direttiva 89/336/CEE del Consiglio del 3 maggio 1989 in materia diriavvicinamento delle legislazioni degli Stati membri relative alla compatibilitàelettromagnetica, modificata e integrata dalle direttive 92/ 31/ CEE, 93/ 68/ CEE, 93/97/ CEE

• D.LGS n°626 25/11/1996 Attuazione della direttiva 93/68/CEE (che notifica la direttiva 73/23/CEE) in materia dimarcatura CE del materiale elettrico destinato all’essere utilizzato entro taluni limiti ditensione

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Sono l’insieme delle prescrizioni sulla base delle quali devono essere progettate, costruite ecollaudate, le macchine, le apparecchiature, i materiali e gli impianti, affinché sia garantital’efficienza e la sicurezza di funzionamento.Le norme tecniche in generale, sono emanate da organismi nazionali e internazionali; inparticolare, in ambiente elettrico, gli enti normatori preposti alla redazione delle norme sonoquelli riportati nella Tab. 2.1.

Il primo Ente a occuparsi del settore elettrico è stato il CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano)fondato nel 1907 dall’AEI (Associazione Elettrotecnica Italiana) con lo scopo di emanarenormative elettriche atte a stabilire i requisiti che devono avere i componenti elettrici. Nel 1964il CEI è stato riconosciuto e oggi ne fanno parte: il CNR, l’AEI, l’ENEL e l’ANIE.Il CEI, tramite un’apposita convenzione con il CNR, è l’Ente incaricato dell’emanazione dinorme nel settore elettrotecnico ed elettronico. Nel 1967 con il DPR dell’11/7 vienericonosciuta personalità giuridica al CEI e con il DPR n. 837 del 9/9/72 viene approvato ilnuovo statuto. Nel 1968, con la Legge dell’1/3/68 n. 186, viene riconosciuta alle normeemanate del CEI la presunzione assoluta di adeguatezza alla “regola dell’arte” dei materiali,delle apparecchiature, degli impianti ecc. costituiti conformemente alle norme del ComitatoElettrotecnico Italiano. Nel 1978 con il DM del 15 dicembre il CEI viene riconosciuto comeunico organismo italiano a rappresentare l’Italia in sede internazionale nei comitati CENELEC(European Committee for Electrotechnical Standardization) e IEC (International ElectrotechnicalCommission).Anche la Legge 46/90 ribadisce la validità delle norme CEI ai fini dell’esecuzione a regolad’arte degli impianti elettrici e della rispondenza dei componenti ai requisiti di sicurezza.A tutt’oggi il CEI ha emanato una serie numerosa di norme raccolte in oltre 3000 fascicoli.Naturalmente le norme coprono tutto il settore dell’elettrotecnica e dell’elettronica, mentrequelle di maggior pertinenza nel settore degli impianti elettrici di BT sono state raccolte in unapposito CD (ELETTRA OMNIA) di cui viene nel seguito riportato l’indice.

LEGGI E NORME

IL CEI

NORME TECNICHE

Tab. 2.1

Enti normativi nazionali

e internazionali

INTERNAZIONALE EUROPEO ITALIANO

ELETTROTECNICA EDELETTRONICA

TELECOMUNICAZIONI

ALTRI SETTORI

IEC

ITU

ISO

CENELEC

ETSI

CEN

CEI

CONCIT

UNI

47

FASCICOLI N. NORMA ANNO COM. TECN. TITOLO

(segue)

3157291050265025

3825C34073703

29082911

41524565

3444

3445

4153

5696636318385066575563816358

5756

3449R

512035184610

3517

5076C5397

3482R5006

5398

3483R4802

27306331

273143086237

CEI 0-2CEI 0-3

CEI 0-3; V1CEI 11-1CEI 11-8CEI 11-17CEI 11-18

CEI 11-35CEI 11-37

CEI EN 60439-1CEI EN 60439-1/A2

CEI EN 60439-2

CEI EN 60439-3

CEI EN 60439-4

CEI EN 60947-1 (17-44)CEI EN 60947-1/A1

CEI EN 60947-2 (17-5)CEI EN 60947-2/A1

CEI EN 60947-3 (17-11)CEI EN 60947-3/A1

CEI EN 60947-4-1 (17-50)

CEI 17-43

CEI 17-52

CEI 17-70CEI UNEL 35024-1

CEI UNEL 35024-1/EC

CEI UNEL 35024-2

CEI EN 60898CEI 61008-1

CEI 61008-2-1CEI 61008-2-1/A2

EN 61009-1

CEI EN 61009-2-1CEI EN 61009-2-1/A2

CEI 23-49CEI 23-49; V1

CEI 23-51CEI 23-51; V1CEI 23-51; V3

00011111111

1111

1717

17

17

17

17171717171717

17

17

172020

20

2323

23

23

2323

2323

232323

TAB. 2.2 - NORME CONSIGLIATE PER LA REALIZZAZIONE DEGLI IMPIANTI

19971996

1999199819971997

19961996

20002000

2000

1997

1998

2000200219981999200020022002

2000

1997

199919971997

1997

19991999

19971999

1999

19971998

19962001

199619982001

Guida per la definizione della documentazione di progetto degli impianti elettrici. (1a ediz.)Legge 46/90 Guida per la compilazione della dichiarazione di conformità e relativi allegati. (1a ediz.)Legge 46/90 Guida per la compilazione della dichiarazione di conformità e relativi allegati.Impianti elettrici con tensione superiore a 1 kV in corrente alternata. (9a ediz.)Impianti di produzione, trasmissione e distribuzione di energia elettrica. Impianti di terra. (3a ediz.)Impianti di produzione, trasmissione e distribuzione di energia elettrica. Linee in cavo. (2a ediz.)Impianti di produzione, trasporto e distribuzione di energia elettrica.Dimensionamento degli impianti in relazione alle tensioni. (1a ediz.)Guida all’esecuzione delle cabine elettriche d’utente. (1a ediz.)Guida per l’esecuzione degli impianti di terra di stabilimenti industriali per sistemidi I, II e III categoria. (1a ediz.)Apparecchiature assiemate di protezione e manovra per bassa tensione (quadri BT)Parte 1: Apparecchiature di serie soggette a prove di tipo (AS) e apparecchiature nondi serie parzialmente soggette a prove di tipo (ANS). (4a ediz.)Apparecchiature assiemate di protezione e manovra per bassa tensione(quadri elettrici per bassa tensione) Parte 2: Prescrizioni particolari per i condotti sbarre. (2a ediz.)Apparecchiature assiemate di protezione e manovra per bassa tensione (quadri BT)Parte 3: Prescrizioni particolari per apparecchiature assiemate di protezione e di manovradestinate a essere installate in luoghi dove personale non addestrato ha accesso al loro uso.Quadri di distribuzione (ASD).Apparecchiature assiemate di protezione e manovra per bassa tensione (quadri BT)Parte 4: Prescrizioni particolari per apparecchiature assiemate per cantiere (ASC). (1a ediz.)Apparecchiatura a bassa tensione. Parte 1: regole generali. (3a ediz.)

Apparecchiatura a bassa tensione. Parte 2: interruttori automatici. (6a ediz.). Variante 1 (1999)

Apparecchiatura a bassa tensione. Parte 3: interruttori di manovra, sezionatori, interruttori dimanovra-sezionatori e unità combinate con fusibili. (4a ediz.)Apparecchiatura a bassa tensione. Parte 4: contattori e avviatori. Sez. 1 - contattori e avviatorielettromeccanici. (2a ediz.)Metodo per la determinazione delle sovratemperature, mediante estrapolazione per apparecchiatureassiemate di protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT) non di serie (ANS). (2a ediz.)Metodo per la determinazione della tenuta al cortocircuito delle apparecchiature assiemate non diserie (ANS). (1a ediz.)Guida all’applicazione delle norme dei quadri di bassa tensione. (1a ediz.)Cavi elettrici isolati con materiale elastomerico o termoplastico per tensioni nominali non superiori a1000 V in corrente alternata e 1500 V in corrente continua.Portate di corrente in regime permanente per posa in aria.Cavi elettrici ad isolamento minerale per tensioni nominali non superiori a 1000 V in correntealternata e a 1500 V in corrente continua.Portate di corrente in regime permanente per posa in aria.Interruttori automatici per la protezione dalle sovracorrenti per impianti domestici e similari. (4a ediz.)Interruttori differenziali senza sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche esimilari. Parte 1: prescrizioni generali. (2a ediz.)Interruttori differenziali senza sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche esimilari. Parte 2-1: applicabilità delle prescrizioni generali agli interruttori differenziali confunzionamento indipendente dalla tensione di rete. (1a ediz.) Variante 1 (1999)Interruttori differenziali con sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche esimilari. Parte 1: prescrizioni generali. (2a ediz.)Interruttori differenziali con sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche esimilari. Parte 2-1: applicabilità delle prescrizioni generali agli interruttori differenziali confunzionamento indipendente dalla tensione di rete. (1a ediz.) Variante 1 (1998)Involucri per apparecchi per installazioni elettriche fisse per usi domestici e similari. Parte 1: prescrizionigenerali. Parte 2: prescrizioni particolari per involucri destinati a contenere dispositivi di protezioneed apparecchi che nell’uso ordinario dissipano una potenza non trascurabile. (1a ediz.)

Prescrizione per la realizzazione, le verifiche e le prove dei quadri di distribuzione per installazionifisse per uso domestico e similare. (1a ediz.)

48

LEGGI E NORME

FASCICOLI N. NORMA ANNO COM. TECN. TITOLO

5026

2789

2895

2895

4139

4591

366629305779483054925901

5063511062736365636746184131

4132

4133

4134

4135

4136

4137

59025903

3681292448145180

6364

CEI 31-35/A

CEI 31-27

CEI 31-30

CEI EN 60079-10

CEI EN 60079-14

CEI EN 60079-17

CEI 64-12CEI 64-14

CEI 64-14; V1CEI 64-15CEI 64-17CEI 64-50

CEI 64-51CEI 64-52CEI 64-53CEI 64-54CEI 64-55CEI 64-7

CEI 64-8/1

CEI 64-8/2

CEI 64-8/3

CEI 64-8/4

CEI 64-8/5

CEI 64-8/6

CEI 64-8/7

CEI 64-8; V1CEI 64-8; V2

CEI 81-1CEI 81-4

CEI 81-4/1CEI 81/3

CEI 81-8

31

31

31

31

31

31

646464646464

64646464646464

64

64

64

64

64

64

6464

81818181

81

2001

1996

1996

1996

1998

1998

199819962000199820002001

1999200020022002200219981998

1998

1998

1998

1998

1998

1998

20012002

1998199619981999

2002

Costruzioni elettriche per atmosfere esplosive per la presenza di gas.Guida all’applicazione della Norma CEI EN 60079-10 (CEI 31-30).Classificazione dei luoghi pericolosi. Esempi di applicazioni.Guida per l’esecuzione degli impianti elettrici nelle centrali termiche non inserite in un ciclodi produzione industriale. (Abrogata il 9/2001)Costruzioni elettriche per atmosfere esplosive per la presenza di gas Parte 10: Classificazionedei luoghi pericolosi.Costruzioni elettriche per atmosfere esplosive per la presenza di gas Parte 10: Classificazionedei luoghi pericolosi. (1a ediz.)Costruzioni elettriche per atmosfere esplosive per la presenza di gas Parte 14: Impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione per la presenza di gas (diversi dalle miniere). (1a ediz.)Costruzioni elettriche per atmosfere esplosive per la presenza di gas Parte 17: Verifica emanutenzione degli impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione per la presenza di gas(diversi dalle miniere). (1a ediz.)Guida per l’esecuzione dell’impianto di terra negli edifici per uso residenziale e terziario. (1a ediz.)Guida alle verifiche degli impianti elettrici utilizzatori. (1a ediz.)Guida alle verifiche degli impianti elettrici utilizzatori.Impianti elettrici negli edifici pregevoli per rilevanza storica e/o artistica. (1a ediz.)Guida all’esecuzione degli impianti elettrici nei cantieri.Edilizia residenziale. Guida per l’integrazione nell’edificio degli impianti elettrici utilizzatori, e per lapredisposizione per impianti ausiliari, telefonici e di trasmissione dati o criteri generali.Guida all’esecuzione degli impianti elettrici nei centri commerciali.Guida all’esecuzione degli impianti elettrici negli edifici scolastici.Criteri particolari per edifici ad uso prevalentemente residenziale. (1a ediz.)Criteri particolari per locali di pubblico spettacolo. (1a ediz.)Criteri particolari per le strutture alberghiere. (1a ediz.)Impianti elettrici di illuminazione pubblica. (3a ediz.)Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a1500 V in corrente continua Parte 1: Oggetto, scopo e principi fondamenti. (4a ediz.)Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a1500 V in corrente continua Parte 2: Definizioni. (4a ediz.)Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a1500 V in corrente continua Parte 3: Caratteristiche generali. (4a ediz.)Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a1500 V in corrente continua Parte 4: Prescrizioni per la sicurezza. (4a ediz.)Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e1500 V in corrente continua Parte 5: Scelta ed installazione dei componenti elettrici. (4a ediz.)Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a1500 V in corrente continua Parte 6: Verifiche. (4a ediz.)Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a1500 V in corrente continua Parte 7: Ambienti ed applicazioni particolari. (4a ediz.)Guida alle verifiche degli impianti elettrici utilizzatori.Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in c.a. e a 1500 V in c.c. -Ambienti particolari Sez. 710 - Locali ad uso medico.Protezione delle strutture contro i fulmini. (3a ediz.)Protezione delle strutture contro i fulmini. Valutazione del rischio dovuto al fulmine. (1a ediz.)Protezione delle strutture contro i fulmini. Valutazione del rischio dovuto al fulmine.Valori medi del numero di fulmini a terra per anno e per chilometro dei Comuni d’Italia, in ordinealfabetico. (3a ediz.)Guida di applicazione all’utilizzo di limitatori di sovratensione sugli impianti elettrici utilizzatoridi bassa tensione.

(SEGUE) TAB. 2.2 - NORME INDISPENSABILI PER GLI IMPIANTI

49

SISTEMI DI DISTRIBUZIONE

I circuiti di distribuzione svolgono la funzione di convogliare l’energia nei punti o lungo direttriciprestabilite al fine di elettrificare l’ambiente nel modo più conveniente.Si ottiene con essi una “rete di distribuzione” che deve assumere caratteristiche atte aprivilegiare una o più delle seguenti prerogative:

- economia di materiale e di apparecchi;

- facilità di ampliamento;

- facilità di riparazione dei guasti;

- minimo disservizio in caso di guasti;

- selettività, ove possibile, d’intervento delle protezioni da sovracorrente.

In ogni caso i circuiti di distribuzione devono consentire la corretta attuazione delle funzioni disezionamento per manutenzione elettrica, comando di emergenza, protezione dei conduttorida sovraccarico e dal cortocircuito, interruzioni delle correnti di guasto a terra.Generalmente i circuiti di distribuzione impiegati sono di due tipi: dorsale e radiale.

La distribuzione dorsale prevede un’unica linea destinata ad alimentare più utilizzatori.

Si possono avere dorsali a sezione unica, con linee sezionate e protette all’origine da un unicoapparecchio, quando si alimentano tanti utilizzatori di piccola potenza e con basso fattore dicontemporaneità (è il caso tipico delle officine con tante piccole macchine). Si possono altresìavere dorsali con più tronchi a sezione decrescente, sezionate e protette contro il cortocircuitoall’origine; ciò avviene quando si alimentano pochi utilizzatori di notevole potenzasingolarmente protetti dal sovraccarico. Questo sistema di distribuzione richiede in genere unaprogettazione abbastanza complessa.La distribuzione dorsale in genere privilegia l’economia di materiali e di apparecchi e la facilitàdi ampliamento in ambienti densamente elettrificati con bassi fattori di contemporaneità.

La distribuzione radiale prevede una singola linea per ogni gruppo di utilizzatori allacciati alpunto terminale. Non avendo derivazioni intermedie può considerarsi come una vera e proprialinea di solo trasporto di energia.La linea radiale richiede un apparecchio di protezione e di sezionamento all’origine e in generesi usa per collegare un quadro a un sottoquadro o per connettere al sottoquadro utilizzatori dinotevole potenza o che richiedono un distinto sezionamento per manutenzione elettrica o peremergenza: in quest’ultimo caso il circuito di distribuzione e il circuito terminale si identificanoessendo unico l’utilizzatore alimentato.La distribuzione radiale privilegia la facilità di riparazione, il minimo disservizio in caso diguasti e la selettività di intervento delle protezioni. Con la distribuzione radiale è altresìpossibile realizzare buone economie per utilizzatori di notevole potenza e con elevato fattoredi contemporaneità. Da ultimo si osserva che nella realtà i due sistemi convivono nello stesso impianto utilizzatoreche in genere ha circuiti di distribuzione di tipo misto e cioè radiale sino ai sottoquadri o perutilizzatori di notevole potenza e dorsale per l’impianto di illuminazione e per i piccoliutilizzatori.In questi casi si ha sovente una distribuzione a dorsale ramificata, realizzata con conduttoridella medesima sezione e perciò proteggibili con un unico apparecchio posto all’origine; è ilcaso, per esempio, del circuito che alimenta le prese a spina o i centri luce negli edifici a usoresidenziale o similare (Fig. 3.1).

DISTRIBUZIONEDORSALE

DISTRIBUZIONERADIALE

50


Fig. 3.1

Tipi di distribuzione dorsale

Dorsale ramificata a sezione unica con unica protezione

usata per utilizzatori di piccolissima potenza protetti a monte con un unico apparecchio

2,5 mm2 2,5 mm2

2,5 mm2

2,5 mm2

2,5 mm2

2,5 mm2 2,5 mm2

2,5 mm2 2,5 mm2

2,5 mm2

Dorsale a più tronchi

usata per apparecchi singolarmente protetti che assicurano anche la protezione dorsale

10 mm2 6 mm2 4 mm2

Dorsale a sezione unica

usata per utilizzatori singolarmente protetti e sezionati

10 mm2 10 mm2 10 mm2 10 mm2

4 mm2 4 mm2 2,5 mm2 2,5 mm2

51

La distribuzione dell’energia elettrica alle utenze alimentate in bassa tensione, avviene invecein funzione del sistema di conduttori attivi (vedere Tab. 3.2) e del loro modo di collegamentoa terra.

La Norma CEI 64-8 definisce sistema elettrico la “parte di un impianto elettrico costituito dalcomplesso dei componenti elettrici aventi una determinata tensione nominale”; inoltre, secondola Norma CEI 11-1 la suddivisione dei sistemi elettrici avviene in quattro categorie, comeriportato dalla Tab. 3.1.

Tab 3.1 - Classificazione

dei sistemi elettrici in

relazione alla tensione

nominale Un

Tab 3.2 - Distribuzione

dell’energia elettrica in

funzione del sistema di

conduttori attivi

SISTEMI DICATEGORIA

TENSIONE NOMINALE Un [V]

0 (zero) ≤50 c.a.≤120 c.c.

I 50 < Un ≤ 1.000 c.a.120 < Un ≤ 1.500 c.c.

II 1000 < Un ≤ 30.000 c.a.1500 < Un ≤ 30.000 c.c.

III Un > 30.000

SISTEMA N° CONDUTTORI ATTIVI

Monofase 2 (fase-fase)2 (fase-neutro)

Trifase 3 (L1-L2-L3)4 (L1-L2-L3-N)

52


CLASSIFICAZIONEDEI SISTEMI DIDISTRIBUZIONE

Fig. 3.2

Sistema TN

Delle 2 lettere TN-TT-IT, la prima indica lo stato del neutro del secondario del trasformatore didistribuzione; la seconda il modo con cui le masse sono collegate a terra presso l’utente.La lettera S significa conduttore di neutro N e di protezione PE separati; la lettera C conduttoredi neutro e di protezione riuniti in un solo conduttore (PEN).

Un punto del sistema è collegato direttamente a terra e le masse dell’impianto sono collegate aquel punto per mezzo del conduttore di protezione (PE o PEN).Il sistema TN si suddivide in:- TN-S dove il conduttore di neutro e di protezione sono separati;- TN-C dove la funzione di neutro e di protezione sono combinate in un unico conduttore;- TN-C-S dove le funzioni di neutro e di protezione sono combinate in un unico conduttore solo

in una parte del sistema.Il sistema TN è da impiegare solo in impianti con cabina propria di trasformazione.

Nel sistema TN-C-S la continuità del conduttore di protezione non deve mai venir meno; lastessa è prioritaria anche rispetto alla continuità del conduttore neutro.Pertanto, nell’effettuare la separazione del conduttore PEN nei due conduttori PE ed N si deveaver cura di collegare il PEN ed un adeguato giunto (o morsetto di separazione) realizzandopoi un collegamento stabile con un secondo giunto in corrispondenza del morsetto a cui verràcollegato il PE e viceversa omettendo il collegamento con il morsetto da cui partirà il neutro N.

Sistema TN

53

Fig. 3.4

Sistema IT

Nessuna parte attiva collegata a terra (se non tramite un’impedenza Z), mentre le masse sonocollegate a terra.

Fig. 3.3

Sistema TT

Neutro collegato direttamente a terra, masse dell’impianto collegate a un impianto di terraelettricamente indipendente da quello del sistema.

Sistema TT

Sistema IT

54

Un impianto di terra è costituito da tutti gli elementi necessari a collegare un circuito, unamassa, una massa estranea al terreno per ottenere uno o più dei seguenti scopi:

a) offrire una via di chiusura a bassa resistenza alle correnti di dispersione verso terra negliimpianti TT per facilitare l’intervento degli apparecchi di interruzione del guasto;

b) vincolare al potenziale di terra un punto di un circuito che può essere il centro stella deltrasformatore di cabina (sistemi TT e TN), il secondario di un trasformatore ecc., allo scopodi determinare in modo univoco la tensione nominale verso terra per esigenze ai finifunzionali;

c) limitare la tensione totale verso terra di una massa in avaria in un sistema IT in caso di primoguasto;

d) vincolare al potenziale di terra una massa o una massa estranea al fine di controllare lostato di isolamento rispetto a un sistema elettrico isolato da terra (sistema IT o protezionemediante separazione elettrica).

Si hanno inoltre impianti di terra per:

- l’eliminazione di cariche elettrostatiche;

- il funzionamento di speciali circuiti monofilo con ritorno a terra (ferrovie, tramvie);

- la protezione contro le scariche atmosferiche.

L’impianto di terra trattato in questo fascicolo è adatto alla funzione di protezione contro icontatti indiretti negli impianti utilizzatori in bassa tensione (cat. 0 e I). Detto impianto, nelrispetto della Norma CEI 64-8/4, deve essere unico per masse simultaneamente accessibili.

IMPIANTO DI TERRA

SCOPI DELLA MESSAA TERRA

Fig. 4.1

Impianti di terra per:

a) garantire un percorso

a bassa resistetività alle

correnti di dispersione

verso terra;

b) vincolare al potenziale

di terra il nucleo di un

trasformatore

55

Per la corretta applicazione delle norme CEI, è necessario definire l’impianto di terradistinguendo le seguenti parti, ognuna delle quali è soggetta a specifiche prescrizionidimensionali.

È costituito dai corpi metallici in intimo contatto con il terreno ed è la parte destinata adisperdere o a captare le correnti di terra. Il dispersore può essere “intenzionale” quando èinstallato unicamente per scopi inerenti alla messa a terra dell’impianto elettrico oppure “difatto” quando si utilizza una struttura avente altri scopi primari. Sono ad esempio dispersori di fatto le armature metalliche interrate delle fondazioni incalcestruzzo, le camicie metalliche di pozzi, le tubazioni metalliche interrate ecc. In ogni caso un elemento metallico fa parte del dispersore se contribuisce in misura significativaalla dispersione delle correnti oppure se, essendo necessario al funzionamento, è soggettoall’azione corrosiva del terreno: ad esempio una corda nuda direttamente interrata, destinataa collegare fra loro due parti disperdenti, fa parte del dispersore; la stessa corda se isolata dalterreno e protetta dall’azione corrosiva non è più facente parte del dispersore, bensì delconduttore di terra (CT).

È un elemento destinato a collegare il dispersore al collettore di terra oppure i diversi elementidel dispersore fra loro, ma che non è in intimo contatto con il terreno (ciò non significa chedebba essere isolato elettricamente da terra).Il conduttore di terra può essere costituito da cavo isolato, corda metallica nuda, piattinametallica, tubi metallici o altri elementi strutturali metallici inamovibili con le seguenticaratteristiche di affidabilità, di continuità elettrica e resistenza alla corrosione:

- percorso breve;

- giunzioni con saldatura a forte o con appositi robusti morsetti o manicotti protetti contro lacorrosione;

- assenza di sollecitazioni meccaniche;

- opportuno dimensionamento.

PARTI COSTITUTIVEL’IMPIANTO DI TERRA

Il dispersore

Il conduttore di terra

R i R T

R tR i

UT = U~

Fig. 4.2

Ulteriori applicazioni

dell’impianto di terra; ad

esempio per l’eliminazione

delle cariche elettrostatiche

e/o per la protezione contro

le scariche atmosferiche

Ri = resistenza di isolamento della reteRt = resistenza di terra locale

56

IMPIANTO DI TERRA

È l’elemento al quale confluiscono i conduttori di terra, i conduttori di protezione principali, iconduttori equipotenziali principali. Esso può essere costituito da un morsetto o da una sbarrameccanicamente robusti e atti ad assicurare, nel tempo, la continuità elettrica. Deve esserepossibile il sezionamento, solo mediante l’uso di un attrezzo, almeno del conduttore di terra perpoter effettuare le verifiche. Uno stesso impianto può comprendere uno o più collettori di terra(per esempio uno per ogni montante). Non è invece lecito realizzare impianti di terra senzacollettori o con una o più giunzioni inaccessibili tra dispersore e conduttori di protezione.

Sono gli elementi destinati a collegare le masse al collettore principale di terra. In genere sonocostituiti da cavi unipolari isolati o da anime di cavi multipolari isolate contraddistinte dal coloregiallo-verde. Si possono impiegare anche conduttori nudi a percorso indipendente dallaconduttura principale o altre strutture metalliche inamovibili con opportune caratteristiche dicontinuità elettrica e di affidabilità meccanica. Nei sistemi TN, quando l’interruzione del guasto a terra è affidata a dispositivi a massimacorrente, è opportuno, per ridurre la reattanza induttiva dell’anello di guasto, che i conduttoridi protezione siano incorporati nella stessa conduttura comprendente i conduttori di fase o,quanto meno, che corrano paralleli nelle immediate vicinanze.Si deve comunque evitare la concatenazione magnetica su lunghi tratti tra conduttore diprotezione ed estese strutture in ferro che potrebbero diventare sede di correnti indotte,trasformando l’anello di guasto in un circuito con comportamento simile a quello del primariodi un trasformatore di corrente (con evidente enorme aumento dell’impedenza).

conduttore di protezione PE

conduttoreequipotenziale

supplementare EQS

conduttoreequipotenzialeprincipale EQP

dispersore di fatto dispersoreintenzionale

conduttore di terra

collettore di terra

CT

Fig. 4.3

Esempi costruttivi

di un impianto di terra

Il collettore (o nodo)principale di terra

I conduttori diprotezione (PE)

57

Sono tutti gli elementi destinati a collegare le masse alle masse estranee e le masse estranee traloro, allo scopo di assicurare l’equipotenzialità.Si distinguono dai conduttori di protezione per la loro funzione elettrica. Infatti i conduttori diprotezione sono dimensionati per convogliare a terra, attraverso il dispersore, le correnti che siverificano per contatto franco fra una massa e un conduttore di fase facente parte dell’impiantostesso; si tratta quindi di correnti di intensità prevedibile in genere notevole (che nei sistemi TNpossono essere anche di diversi kA).I conduttori equipotenziali sono invece destinati solo a rendere equipotenziali (e quindi allostesso valore di tensione) tutte le masse estranee. In teoria quindi non dovrebbero, sia incondizioni ordinarie che di guasto, essere attraversati da corrente (tanto che la sezione di questiconduttori è dettata da ragioni di resistenza meccanica e non elettrica). Si distinguono inconduttori equipotenziali principali (EQP) e supplementari (EQS).I conduttori equipotenziali principali collegano le strutture metalliche principali dell’edificio(impianto termo-idraulico, armature del calcestruzzo, grondaie ecc.) al collettore di terra conconnessioni in genere realizzate alla base dell’edificio.Si ricorda che i collegamenti equipotenziali principali devono sempre essere realizzati neisistemi TT e TN con protezione contro i contatti indiretti mediante interruzione automatica delcircuito guasto.I conduttori equipotenziali supplementari collegano in loco le masse estranee (in genere giàcollegate al collettore di terra) al morsetto di terra locale per costituire un’ulteriore sicurezza. Si ricorda che questi collegamenti non sono indispensabili negli ambienti ordinari e sonoobbligatori in taluni ambienti particolari (bagni, docce, piscine, luoghi conduttori ristretti).

Tipo/Dimensioni non considerati nella NormaLe novità sono cerchiate

Tab. 4.1

Caratteristiche dei

conduttori di terra

Conduttoriequipotenziali

1 2 3 4 5

TIPO DIELETTRODO

DIMENSIONI

ACCIAIOZINCATO A

CALDO (NORMACEI 7-6) (1)

ACCIAIORIVESTITO DI

RAMERAME

Per posa nelterreno

Per infissionenel terreno

Conduttorecordato

Tondino oconduttoremassiccio

Nastro

Piastra

Picchetto atubo

Picchettomassiccio

Picchetto inprofilato

∅ est. (mm)Spess. (mm)

∅ (mm)

Spess. (mm)Dimensione

trasversale (mm)

402

20

550

303

1515 (2)(3)

550

∅ ciascun filo (mm)

Sez. corda (mm2)

Sez. (mm2)

Spess. (mm)Sez. (mm2)

Spess. (mm)

1,8

50

50

3100

3

1,8

35

35

50

3

(1) Anche acciaio senza rivestimento protettivo, purché con spessore aumentato del 50% (sezione minima 100 mm2)(2) Rivestimento per deposito elettrolitico: 100 µm(3) Rivestimento per trafilatura: spessore 500 µm

58

IMPIANTO DI TERRA

Per ricavare il valore della resistenza di terra si possono seguire le indicazioni riportate alcapitolo 2 della Guida CEI 64-12; “Guida per l’esecuzione dell’impianto di terra negli edificiper uso residenziale e terziario”, in funzione del sistema di distribuzione (TT o TN).

Il metodo che può essere eseguito per la determinazione della resistenza di terra è indicato nelseguente diagramma di Fig. 4.4, nel quale il valore della resistenza del dispersore viene presoin considerazione al posto del valore che nella Norma CEI 64-8 è indicato con Ra (resistenzadel dispersore - resistenza del conduttore di protezione). Questa semplificazione è giustificatadal fatto che la resistenza del conduttore di protezione è trascurabile rispetto a quella deldispersore.

AMBIENTI PARTICOLARI

ad esempio:- CANTIERI

- LOCALI AD USO MEDICO

Rt ≤ 25 / Ia Rt ≤ 50 / Ia

SI NO

Ia = CORRENTE DI INTERVENTO

DELLA PROTEZIONE CONTRO

LE SOVRACORRENTI

(in 5 sec. o a scattoistantaneo)

È PREVISTA

PROTEZIONE

DIFFERENZIALE

SI NO

Ia = I∆n = CORRENTE

DIFFERENZIALE NOMINALE

Fig. 4.4

Determinazione delle

resistenze di terra

nei sistemi TT

DETERMINAZIONEDELLE RESISTENZE DITERRA RT

I sistemi TT

SISTEMA TT

DETERMINAZIONE DELLA Ia

59

L’uso generalizzato di protezioni differenziali rende agevole l’ottenimento del valore richiestoper la resistenza di terra.Infatti con un interruttore differenziale avente corrente differenziale nominale I∆n = 0,3 A

Se invece l’impianto fosse protetto, per esempio, da un interruttore automatico avente correntenominale di 16 A, con corrente di funzionamento entro 5 sec. di 90 A, la resistenza di terradovrebbe essere

Si rende praticamente necessario per il sistema TT l’uso di interruttori differenziali comedispositivi di protezione, dal momento che il valore da tenere alla resistenza di terra risultamolto basso.

La resistenza di terra viene determinata sulla base dei seguenti dati che devono essere forniti,su richiesta del progettista, dall’Ente distributore:

- valore della corrente di guasto a terra (IG);

- tempo di eliminazione del guasto (t).

Noti questi dati, si può calcolare il valore della tensione totale di terra, che non deve superareil valore, aumentato del 20%, corrispondente al tempo t, riportato nella seguente tabella.

0,556 Ω≤RT

50

Ia

50

90= =

≤ 166,67 ΩRT

50

I∆n

50

0,3= =

Ad esempio si assume:

- IG = 150 A

- t = 0,7 s

si deve avere:

≤RT

1,2 × 130

150= 1,04 Ω

I sistemi TN

Tab. 4.2 TEMPO DIELIMINAZIONE

DEL GUASTO (S)

TENSIONE DICONTATTO

AMMISSIBILE UTP (V)

10 802 851 103

0,8 1200,7 1300,6 1550,5 2200,39 3000,2 5000,14 6000,08 7000,04 800

60

IMPIANTO DI TERRA

Qualora sia disponibile (o calcolabile) il valore della corrente IT che l’impianto di terra disperdenel terreno, il valore della resistenza di terra può venire calcolato sulla base di tale corrente IT,anziché sulla base della corrente IG.Dall’esempio si nota che il valore di RT deve poter risultare piuttosto basso; ciò implicaparticolare attenzione nella fase di studio del dispersore.Un esempio di metodo, che può essere seguito per la determinazione della resistenza di terra,è indicato nel seguente diagramma.

NotaNel caso che il valore RT richiesto non possa essere ottenuto perché si viene a determinare unvalore di tensione totale di terra UT superiore al limite ammesso, è necessario riconsiderare laconfigurazione del dispersore. Si precisa tuttavia che è possibile progettare l’impianto di terralimitando le dimensioni di passo e di contatto.

Fig. 4.5

Determinazione delle

resistenze di terra

nei sistemi TN

SISTEMA TN

DIMENSIONAMENTO PER GUASTO A TERRA SUL LATO MT

RICHIESTE A ENTE DISTRIBUTORE DI:- CORRENTE CONVENZIONALE DI GUASTO VERSO TERRA (IG)- TEMPO DI ELIMINAZIONE GUASTO IN MT

CALCOLO DELLA RESISTENZA DI TERRA

TEMPO DI ELIMINAZIONEDEL GUASTO (S)

10

2

1

0,8

0,7

0,6

0,5

0,39

0,2

0,14

0,08

0,04

1,2 · 80 / IG1,2 · 85 / IG1,2 · 103 / IG1,2 · 120 / IG1,2 · 130 / IG1,2 · 155 / IG1,2 · 220 / IG1,2 · 300 / IG1,2 · 500 / IG1,2 · 600 / IG1,2 · 700 / IG1,2 · 800 / IG

RESISTENZA DI TERRA RT

61

La sezione dei conduttori di protezione può essere determinata in due modi. Il primo è basato sulla considerazione che l’anello di guasto interessa sempre il conduttore difase e che tale conduttore è protetto dalle sovracorrenti se l’impianto è eseguito a regola d’arte. Si ricorda inoltre che nei sistemi TT si deve avere in genere:

dove IA è la corrente di scatto dell’interruttore automatico, oppure la corrente nominaledifferenziale dell’interruttore differenziale.Questa corrente è certamente sopportabile per 5 sec. da conduttori con sezione non inferiore aquella dei conduttori di fase, anche per resistenze di terra dell’ordine di qualche decimo diohm. Nei sistemi TN deve essere:

dove:ZS = l’impedenza dell’anello di guasto che comprende la sorgente, il conduttore attivo fino al

punto di guasto e il conduttore di protezione tra il punto di guasto e la sorgente.IA = è la corrente che provoca l’interruzione automatica del dispositivo di protezione entro un

tempo definito dalla norma in funzione della tensione nominale verso terra Uo come databella.

≤IA

U0

ZS

≤IA

50

RA

IA

50

RA

IA

50

RA

Se la protezione dal corto circuito è correttamente dimensionata (K2S2 ≥ I2t) è certamenteassicurata anche la protezione contro le correnti di guasto a terra per conduttori di parisezione. È quindi sufficiente che i conduttori di protezione non abbiano sezione inferiore ai rispettiviconduttori di fase per risultare protetti. Per conduttori di fase con sezione superiore a 16 mm2 èsufficiente un conduttore di protezione con sezione non inferiore alla metà di quella delconduttore di fase, poiché certamente gli apparecchi di protezione intervengono per correnti diguasto di notevole entità.La Tab. 4.4 riporta le sezioni del conduttore di protezione correttamente correlati con ilconduttore di fase.

DIMENSIONAMENTODEI CONDUTTORI

Dimensionamento dei conduttori diprotezione

Tab. 4.3

Tempi massimi di

interruzione per i sistemi TN

U0 (V) TEMPO DIINTERRUZIONE (S)

120 0,8230 0,4400 0,2

> 400 0,1

U0 = è la tensione nominale in c.a., tra fase e terra.

62

IMPIANTO DI TERRA

Quando un unico conduttore di protezione collega masse di elementi alimentati da più circuitila correlazione deve essere fatta con il circuito di sezione più elevata (e non con la somma dellesezioni perché non si deve considerare l’evento di più guasti contemporanei). Il metodo di dimensionamento per correlazione con la sezione del conduttore di fase è semplicema talvolta esageratamente abbondante specialmente per conduttori di grande sezione quandol’interruzione del guasto è affidata a interruttori differenziali. In questi casi è conveniente utilizzare la relazione:

dove: I2t è l’energia lasciata passare dal dispositivo (detto anche integrale di Joule)K è una costante data dalla relazione:

dove: QC = calore specifico del conduttore in J/°C mm2

B = inverso del coefficiente di temperatura della resistivitàρ20 = resistività del conduttore a 20 °Cϑ0 = temperatura iniziale del conduttore in °Cϑ f = temperatura finale del conduttore massima ammessa

20)K =

ρ20

QC (B+ln 1+

− θ0θF

+ θ0B

S I2t

K2≥

Si nota che quando, oltre i 16 mm2, non esiste una sezione unificata pari alla metà esatta diquella del conduttore di fase si deve scegliere la sezione unificata più prossima anche seleggermente minore di 1/2 SF. La correlazione di Tab. 4.4 vale per conduttori di protezione in rame; per altri materiali si devescegliere una sezione di resistenza unitaria equivalente a quella del rame (vedi Tab. 4.5).

Tab. 4.4SEZIONE DEL CONDUTTORE DI FASE IN mm2

SEZIONE MINIMA DEL CORRISPONDENTECONDUTTORE DI PROTEZIONE IN mm2

1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240

1,5 2,5 4 6 10 16 16 16 25 35 50 70 70 95 120

Tab. 4.5MATERIALE

rame 17,214 1alluminio 28,264 1,65piombo 214 12,44acciaio 138 8

Se il conduttore di protezione in rame deve avere sezionenon inferiore a 16 mm2 si può utilizzare la guaina dipiombo purché di sezione non inferiore a 200 mm2

(16 x 12,44)

RESISTIVITÀr (mW mm)

RAPPORTOCON IL RAME

ESEMPIO

63

Per i casi più ricorrenti K assume i valori indicati nelle seguenti tabelle. In ogni caso i conduttoridi protezione non compresi in cavo e non facenti parte di una conduttura in tubo protettivo o incanale, comprendente anche i conduttori di fase, devono avere sezione non inferiore a 2,5 mm2

(4 mm2 se non protetti meccanicamente).

Anche per il dimensionamento del conduttore di terra è ammesso il metodo per correlazionecon la sezione del conduttore di fase facendo riferimento alla linea di maggior sezione chealimenta l’impianto per conduttore di rame protetto meccanicamente e contro la corrosione.Per conduttore di rame non protetto meccanicamente la sezione minima è di 16 mm2.

Tab. 4.6

Valori caratteristici

dei metalli più usati

RAME PIOMBO ACCIAIO

B

QC

ρ20

235

0,0034

17,2 x 10-6

230

0,0014

214 x 10-6

202

0,0038

138 x 10-6

Tab. 4.7 Tab. 4.8

Tab. 4.9 Tab. 4.10

VALORI DI K PER CAVI UNIPOLARI ISOLATI (1)

RameAlluminioFerro

1439552

17611664

16611060

CONDUTTOREISOLANTE

PVC EPR G2

VALORI DI K PER RIVESTIMENTI METALLICIDEI CAVI (ARMATURA)

RameAlluminioFerroPiombo

122794222

149965119

140904819

CONDUTTOREISOLANTE

PVC EPR G2

VALORI DI K PER CONDUTTORE DI PROTEZIONECOMPRESO IN UN CAVO MULTIPOLARE (2)

RameAlluminio

11576

14394

13589

CONDUTTOREISOLANTE

PVC EPR G2

VALORI DI K PER CONDUTTORI NUDI POSATI INMODO TERMICAMENTE NON PERICOLOSO (3)

RameAlluminioFerro

22812582

15910558

1389150

CONDUTTORETEMPERATURA LIMITE

500 °C (3) 200 °C 150 °C

Note

(1) Vale anche per conduttori nudi acontatto con l’isolante dei cavi

(2) Questi valori sono inferiori aquelli dei cavi unipolari perchési deve considerare latemperatura interna al cavo che vale rispettivamente 70°C, 80°C e 85°C

(3) Non ammesso in ambientiaccessibili

Nota:

(1) 25 mm2 se non protetto controla corrosione

Dimensionamento delconduttore di terra

Tab. 4.11SEZIONE DEL CONDUTTORE DI FASE IN mm2

SEZIONE MINIMA DEL CONDUTTORE DITERRA IN RAME IN mm2 NON PROTETTOMECCANICAMENTE

≤35 50 70 95 120 150 185 240

16 (1) 25 35 50 70 70 95 120

64

IMPIANTO DI TERRA

Per materiali diversi dal rame si deve scegliere una sezione di resistenza unitaria equivalente aquella del rame con lo stesso criterio visto per i conduttori di protezione.Quando il metodo per correlazione con la sezione del conduttore di fase dà risultati esageratisi può utilizzare la formula:

già vista per i conduttori di protezione.

Possono costituire conduttori di protezione gli involucri metallici di quadri, i rivestimenti metallicio le armature dei cavi, i tubi protettivi metallici purché presentino:

- conduttanza equivalente alla sezione minima in rame ammessa;

- siano inamovibili;

- abbiano sufficiente robustezza meccanica e resistenza alla corrosione;

- siano appositamente previsti o successivamente adattati per la funzione di conduttori diprotezione.

Possono essere utilizzati come conduttori di terra anche elementi strutturali metallici purchéinamovibili, di conduttanza idonea, con percorso breve, non soggetti a sforzi meccanici né alpericolo di logoramento o corrosione.Le connessioni fra le varie parti devono essere eseguite con saldatura forte o autogena o conappositi robusti morsetti (bulloni con ∅ ≥ 10 mm e sezione di contatto ≥ 200 mm2). Possonoquindi costituire un tronco del conduttore di terra pali, tralicci, travi in ferro e simili.

S I2t

K2≥

Fig. 4.6

Sezioni minime dei

conduttori equipotenziali

(EQP)

P

Uso di elementistrutturali metallicicome conduttori diprotezione o di terra

65

Le sezioni minime da adottarsi per i collegamenti equipotenziali sono state fissateempiricamente dalla Norma CEI non essendo possibile prevedere l’intensità delle correntitransitanti.I conduttori equipotenziali principali, cioè che fanno capo al collettore di terra, devono averesezione non inferiore alla metà del conduttore di protezione di maggior sezione che fa capoallo stesso collettore con minimo di 6 mm2 e massimo di 25 mm2.La sezione minima dei conduttori equipotenziali supplementari (EQS) dipende dal tipo dicollegamento e dalla sezione del conduttore di protezione secondo lo schema sotto indicato.

Gli elementi che costituiscono il dispersore intenzionale possono assumere diverseconformazioni ed essere di rame, acciaio ramato, ferro zincato; sono utilizzabili anche altrimateriali purché siano chimicamente compatibili con il terreno e non siano soggetti adincrostazioni superficiali che possano compromettere il contatto metallo-terra.La profondità d’interro deve essere sufficiente a evitare aumenti di resistenza del terreno peressiccamento o per congelamento, danneggiamento meccanico e tensioni di passo pericolose. In genere la posa dei dispersori è tale che le parti più alte si trovano a non meno di 0,5 m sottoil piano di campagna.Per motivi di consistenza meccanica e di resistenza alla corrosione le dimensioni trasversali diciascun elemento non devono essere inferiori ai valori indicati in Tab. 4.12.

Dimensionamentodei conduttoriequipotenziali

Fig. 4.7

Sezioni minime per i

collegamenti equipotenziali

IL DISPERSORE

Criteri generali diprogettazione

66

IMPIANTO DI TERRA

Si possono realizzare dispersori complessi derivati dai due tipi fondamentali a picchetti e acorda combinati tra loro. In particolare sono molto usati i dispersori ad anello e a magliadirettamente ricavati dai tipi a corda. I dispersori ad anello, se i lati paralleli sonosufficientemente distanti, possono essere dimensionati in base alla lunghezza della cordainterrata aumentando la resistenza del 10÷20% per tener conto delle interferenze.I dispersori a maglia sono da adottare esclusivamente per ridurre le tensioni di passo sulle areecircostanti le cabine MT/BT poiché il costo per sterri e reinterri è notevole e non ripaga il bassovalore di RT.Talvolta, per migliorare il funzionamento ai vertici del dispersore ad anello o lungo il perimetrodei dispersori a maglia, si infiggono picchetti; ciò serve anche a diminuire le tensioni di passoalla periferia della maglia.Altri tipi di dispersori intenzionali (a piastra, a sfera, a rete) servono in casi speciali per officineelettriche ma sono totalmente desueti negli impianti di messa a terra di protezione nei sistemi dicategoria I.Per il dimensionamento di massima del dispersore si possono utilizzare le formule semplificateindicate in Tab. 4.13.

Tab. 4.12

Dimensioni trasversali

minime

MATERIALE

PER POSA NELTERRENO

PER INFISSIONENEL TERRENO

PIASTRA Z

ZS

S

SØC

ØE

Z

ØE

ZL

NASTRO

TONDINO O CONDUTTOREMASSICCIO

CONDUTTORE CORDATO

PICCHETTO TUBOLARE

PICCHETTO MASSICCIO

PICCHETTO TUBOLARE

ACCIAIOZINCATO

ACCIAIORAMATO

RAME

TIPO DIELETTRODO

3

3100

50

501,8

402

20

550

–

––

–

––

––

15

––

3

350

35

351,8

303

15

550

Legenda

Z = spessore in mm

S = Sezione in mm2

L = Dimensione trasversale (mm)

ØE = Diametro esterno (mm)

ØC = Diametro singolo filo (mm)

Dispersori ad anello ea maglia

67

MAGLIACORDEPICCHETTI Tab. 4.13

I principali tipi di

dispersori

TIPO

FORMULAAPPROSSIMATAPER ECCESSO

USO TIPICO

vale per L / D compresotra 30 + 40

RE = 0,8ρ

L

terreni di ridotte dimensioni conbassa resistività negli stratiprofondi

vale per L / D compreso tra 5 + 30

RE ≅ 2ρ

L

terreni estesi in lunghezza conbassa resistività negli stratisuperficiali

RE ≅ 0,8ρ

L1+L2

terreni di ridotte dimensioni(specialmente per cabine MT / BT)

DL

L2

L1

r

D

L

Ferri d’armaturadel calcestruzzo epalificazioni difondazione

Gli acquedotti

I ferri d’armatura del calcestruzzo sono proficuamente utilizzabili solo se fanno parte dellefondamenta, parzialmente o totalmente a contatto con il terreno. Le palificazioni metalliche difondazione in terreni acquitrinosi costituiscono eccellenti dispersori di fatto a bassissimaresistenza.

Le tubazioni metalliche degli acquedotti molto estesi sono eccellenti dispersori a condizione cheil metallo nudo sia a contatto con il terreno.Le tubazioni con rivestimento protettivo non sono impiegabili perché trasmettono a distanza ipotenziali di guasto e possono costituire grave pericolo per gli addetti alla manutenzioneidraulica.La Norma CEI 64-8/5, Art. 542.2.5 ammette l’uso degli acquedotti pubblici come dispersori,previo consenso dell’esercente, alle seguenti condizioni:

- la resistenza di terra, rilevata con opportune misure, sia adeguata;

- l’esercente si impegni a comunicare all’utente ogni variazione alla rete idrica che possaalterare le caratteristiche di dispersione (esempio: posa di tratte in plastica o in tubo rivestito).

In ogni caso un dispersore di fatto utilizzato come unico elemento disperdente o come parteintegrante di un dispersore intenzionale, dovrebbe avere i seguenti requisiti:

- inamovibilità;

- inalterabilità;

- dotazione di punti di connessione che assicurino la possibilità di misura.

Inoltre, se trattasi di armatura del calcestruzzo, occorre che:

- siano collegati al conduttore di terra almeno 1/4 dei ferri contenuti nelle fondazioni (con unminimo di 2);

- le giunzioni siano eseguite con saldatura a forte con robusti morsetti a compressione in puntinon sollecitati meccanicamente (ad esempio sulle estremità libere);

- la presa di terra, per prova, sia installata in posizione accessibile a edificio finito.

68

IMPIANTO DI TERRA

In ogni caso e senza alcuna misura, un dispersore di fatto può essere utilizzato come elementoaggiuntivo del dispersore intenzionale (che però da solo deve assicurare la corretta dispersionedelle correnti di guasto a terra).

Per mantenere nel tempo l’efficienza del dispersore è necessario limitare al minimo i fenomenidi corrosione del metallo in intimo contatto con il terreno. La corrosione può essere dovuta:

1) all’aggressività chimica del terreno per acidità o basicità;

2) alla formazione di coppie galvaniche tra metalli vicini con potenziale elettrochimico diverso;

3) a processi elettrochimici dovuti a correnti continue vaganti presenti nel terreno;

4) a processi elettrochimici dovuti a protezione catodica di strutture metalliche vicine aldispersore.

Aggressività chimica del terrenoNel primo caso, che si verifica quando il terreno è fortemente aggressivo, si devono usareelementi in rame o in acciaio rivestito di rame evitando l’uso dell’acciaio zincato. Si devecomunque evitare la posa di dispersori in terreni che, per la presenza di scarichi di fognature,contengano ammoniaca o sali ammoniacali che attaccano anche il rame. In genere un terrenoè tanto più aggressivo quanto più è bassa la sua resistività. In terreni mediamente aggressivi (r = 20 ÷ 50 Ωm) o poco aggressivi (r = 50 ÷ 100 Ωm) può essere usato anche l’acciaio purchézincato a caldo. Sono sconsigliabili tutti gli altri materiali a meno che non si sia certi della loro specificaresistenza chimica agli acidi e alle basi presenti nel terreno. L’alluminio puro non è adatto perché la pellicola di ossido che riveste immediatamente la suasuperficie è fortemente isolante e ostacola il buon contatto elettrico con il terreno (a questoproposito si tenga presente che la resistenza di contatto si somma sempre alla resistenza didispersione riducendo drasticamente l’efficienza).

Collare per il collegamento diretto allatubazione interrata di un acquedotto contubi metallici a contatto con il terreno

A

A

Fig. 4.8

Collegamento del conduttore

di terra all’acquedotto

Problemi di corrosionedei dispersori

69

Le coppie galvanicheSi possono formare coppie galvaniche tra metalli chimicamente affini purché a potenzialeelettrochimico diverso. Si devono evitare soprattutto le seguenti coppie:

- rame (o acciaio ramato) zinco (o acciaio zincato): in questo caso lo zinco è reattivo esubisce corrosione;

- rame (o acciaio ramato) ferro (il ferro si corrode);

- rame (o acciaio ramato) piombo (tubazioni di scarico o guaine di vecchi cavi): anchein questo caso è il piombo ad avere la peggio.

Come si vede, anche contro le coppie galvaniche il rame rappresenta la miglior soluzione.

Le correnti vagantiIn prossimità di ferrovie o tramvie il cui circuito in corrente continua si chiude attraverso la terravi possono essere correnti vaganti che interessano il dispersore e lo possono rendere reattivorispetto al terreno; in queste condizioni il metallo può diventare l’anodo di un sistemaelettrochimico e subire corrosione. Ci si può proteggere dalle correnti vaganti mediante l’installazione di dispersori di drenaggiocioè di elementi antistanti (rispetto alla direzione della corrente) che “schermano” il dispersore.

La protezione catodicaMolto più complessa è la situazione in presenza di strutture metalliche interrate in prossimità deldispersore e protette catodicamente:

- se le strutture protette non sono collegate al dispersore, si deve evitare che le correntigalvaniche impresse vadano ad interessare gli elementi del dispersore che diventerebbe inquesto caso un anodo sacrificale corrodendosi rapidamente; solitamente ci si protegge daquesto inconveniente mediante allontanamento.

- se le strutture protette catodicamente sono collegate al dispersore, esso diventa ricevitore dicorrente e perciò non si corrode ma, in situazioni particolari, può ricoprirsi (specialmente sedi rame) di sostanze isolanti che riducono l’efficienza.

In presenza di elementi catodicamente protetti è indispensabile rivolgersi a specialisti perrisolvere nel migliore dei modi lo specifico caso.Infondato è invece il timore che effetti di corrosione elettrochimica possano essere prodotti instrutture collegate in equipotenzialità dal funzionamento del dispersore: infatti il dispersorescarica a terra correnti di guasto alternate di durata e intensità limitata che non possono

produrre alcun effetto elettrochimico; inoltreeventuali fenomeni galvanici indotti neldispersore non producono alcun danno inelementi metallici che non siano in intimocontatto con terreno contenente acqua e aria.

Tab. 4.14

Potenziale elettro-chimico

dei metalli a 25°C

PER METALLI PURI IN SOLUZIONE NORMALENEI PROPRI SALI

AlluminioZincoFerroStagnoPiomboRame

+ 1,7+ 0,76+ 0,44+ 0,14+ 0,13– 0,35

METALLO E (V) COMPORTAMENTO

Catod

oAn

odo

Prote

ttoCo

rroso

70

PROTEZIONI CONTRO I CONTATTI ACCIDENTALI

Fig. 5.2

Percentuale delle persone,

in funzione della corrente,

che riescono a staccarsi in

seguito ad un contatto della

mano con parti in tensione

Il sistema nervoso di tutti gli esseri viventi è percorso da segnali di natura elettrica checomandano le diverse funzioni, fra le quali la più comune è lo stimolo dei movimenti muscolari.Non si tratta di correnti elettroniche paragonabili a quelle che percorrono i circuiti metallici, madi correnti neuroniche consistenti in cariche elettriche trasmesse da una cellula attigua dei tessutinervosi, le cui manifestazioni fisiche e fisiologiche sono del tutto equivalenti: è noto, infatti, checon stimolatori elettrici esterni si possono sostenere gli impulsi cardiaci e i movimenti muscolari.Quando alle correnti neuroniche interne si sovrappongono o si sostituiscono correnti impresseda generatori esterni, si hanno alterazioni più o meno gravi in funzione dell’organoattraversato, dell’intensità, del tipo di corrente, del tempo di permanenza.In Fig. 5.1 sono sintetizzati gli effetti prodotti dalla corrente alternata sinusoidale a 50 Hz inseguito a un contatto mano-piedi, che costituiscono lo standard fondamentale di studio condottoda oltre quarant’anni dal comitato IEC 479.Si distinguono tre tipi di danni macroscopici: la tetanizzazione muscolare, la fibrillazionecardiaca e le ustioni nel punto di contatto. Quest’ultimo fenomeno è grave quando l’intensità dicorrente assume valori dell’ordine degli ampere e perciò non si verifica in termini rilevanti neicircuiti a bassa tensione che, nella peggiore delle ipotesi, comportano intensità dell’ordine diqualche decimo di ampere. La tetanizzazione si produce quando la corrente attraversa muscoli

volontari e può manifestarsi in forme più o menoacute che vanno dalla sensazione di formicolio,alla scossa dolorosa, alle contrazioni fino allaparalisi temporanea.La tetanizzazione può avere effetti mortali pereventi che sono conseguenti alle contrazioni oalla paralisi (ad esempio l’asfissia derivantedall’impossibilità di funzionamento dei muscolipettorali che presiedono alla respirazione).Sotto l’aspetto quantitativo si distinguono per ivari tipi di corrente e di danno diverse soglie dipercezione e di rilascio. La soglia di percezioneè il minimo valore della corrente (o dell’impulsodi corrente) percepibile dall’organismo umano(ad esempio il formicolio, la scossa ecc.).Molto importante è la soglia di rilascio perchécorrisponde al massimo valore di corrente chenon provoca paralisi delle mani e degli arti,

consentendo all’infortunato di sottrarsi immediatamente e istintivamente al contatto; superatatale soglia l’infortunato rimane “attaccato” al contatto a causa della paralisi muscolare e può

subentrare l’asfissia (ve-desi a tal proposito ildiagramma di Fig. 5.2).

Fig. 5.1

Gli effetti della corrente

sul corpo umano

GLI EFFETTI DELLACORRENTE ELETTRICASUL CORPO UMANO

Contatto mano-piedi

Parti attraversate Effetto

1 Punto di contatto2 Muscoli degli arti3 Torace4 Cuore

ScossaParalisi reversibileArresto temporaneo della respirazioneFibrillazione ventricolare

4 3 2

1

71

Enormemente più gravi sono i danni causati della corrente che attraversa il cuore che possonocondurre alla fibrillazione ventricolare. Il nostro cuore è costituito da fibre muscolari che sicontraggono ritmicamente parecchie decine di volte al minuto grazie ad impulsi elettriciprovenienti da un organo, “il nodo senoatriale”, che di fatto costituisce il generatore elettricobiologico del cuore.Gli impulsi generati dal nodo senaotriale vengono trasmessi, tramite specifici tessuti diconduzione, alle fibrille (fibre muscolari dei ventricoli) che contraendosi ciclicamente generanola sistole ventricolare che spinge il sangue nel sistema arterioso.È evidente che un’elevata corrente, di provenienza esterna al corpo a causa di un contattoelettrico, stimola in modo disordinato i ventricoli, i quali, contraendosi in modo caotico,impediscono al cuore di svolgere la sua ordinaria funzione: è questo il fenomeno dellafibrillazione ventricolare.

La determinazione del valore minimo dicorrente in grado di innescare la fibrillazioneventricolare non è uniformemente accettatodagli studiosi del settore, a causa dimolteplici fattori tra i quali riveste particolarerilevanza il percorso della corrente all’internodell’organismo umano. In corrente alternata,preso come riferimento il percorso manosinistra-piedi, è stato definito un fattore dipercorso F indicante, a parità di corrente cheviene introdotta nel corpo umano, quale sia ilpercorso più pericoloso.La tabella 5.1 riporta i fattori di percorso piùcomuni, definiti dall’IEC (InternationalElectrotechnical Commission).

Tab. 5.1

Fattori di percorso per

alcuni percorsi tipici

della corrente all’interno

del corpo umano:

quanto maggiore è il

valore del fattore F

tanto più è pericoloso

il percorso.

Percorso di riferimento:mano sinistra - piedi

Altri percorsi:mano sinistra - piede sinistromano sinistra - piede destromano sinistra - mano destramano sinistra - dorsomano sinistra - toracemano destra - piede sinistromano destra - piede destromano destra - piedimano destra - dorsomano destra - toraceregione glutea verso mano destra o sinistra

1

110,40,71,50,80,80,80,31,30,7

Sulla base di quanto detto, l’IEC, allo scopo di porre le basi per l’individuazione di efficacimezzi di prevenzione e protezione contro l’elettrocuzione, ha predisposto una serie di curveindicanti la pericolosità della corrente in funzione del tempo in cui essa circola all’interno delcorpo umano.Nelle figure 5.3 e 5.4 sono riportati i diagrammi IEC validi rispettivamente per correnti continuee alternate (nella gamma di frequenza 15÷100 Hz).Ciascun diagramma è concettualmente diviso in quattro zone indicanti:

• zona 1: assenza di reazione sino alla soglia di percezione e comunque nessun dannopermanente all’organismo;

• zona 2: in genere nessun effetto fisiologico pericoloso, fino alla soglia di tetanizzazione;

• zona 3: possono verificarsi effetti patofisiologici, in genere reversibili, che aumentano conl’intensità della corrente e con il tempo; in particolare: contrazione muscolari, difficoltà direspirazione, aumento della pressione sanguigna, disturbi nella formazione e trasmissionedegli impulsi elettrici cardiaci, ma senza fibrillazione ventricolare;

• zona 4: elevata probabilità di fibrillazione ventricolare, arresto del cuore, arresto dellarespirazione, gravi bruciature. Anche in questo caso le curve C2 e C3, indicano unaprobabilità di fibrillazione ventricolare via via crescente (rispettivamente: C2 = 5%, C3 = 50%).

FATTORE DIPERCORSO (F)PERCORSO

72


Fig. 5.3

Zone di pericolosità

della corrente continua

Fig. 5.4

Zone di pericolosità

della corrente elettrica

alternata (15 ÷ 100 Hz)

20

0,1 I(mA)

10

50

100

200

500

1000

2000

5000

10000

t(ms)

0,5 1 5 10 50 100 500 1000 5000

1 2 3 4

a b c1 c2 c3

20

0,1 I(mA)

10

50

100

200

500

1000

2000

5000

10000

t(ms)

0,5 1 5 10 50 100 500 1000 5000

1 2 3 4

ba c1 c2 c3

73

I CONTATTIACCIDENTALI

I contatti che una persona può avere con le parti in tensione sono concettualmente divisi in duecategorie:

- contatti diretti;

- contatti indiretti.

Si ha un contatto diretto quando una parte del corpo umano viene a contatto con una partedell’impianto elettrico normalmente in tensione (conduttori, morsetti ecc.).Un contatto si dice invece indiretto quando una parte del corpo umano viene a contatto con unamassa o con altra parte conduttrice, normalmente non in tensione (ad esempio la carcassa diun motore o la scocca di un elettrodomestico), ma che accidentalmente si trova in tensione inseguito ad un guasto o all’usura dell’isolamento. Ne consegue che tutti gli impianti e leinstallazioni elettriche devono essere realizzati ponendo in atto adeguati metodi di protezionecontro i contatti accidentali. Tali metodi, imposti dalla Norma CEI 64-8, sono quelli riassuntinello schema a blocchi di Fig. 5.5.

Fig. 5.5

Metodi di protezione

contro i contatti accidentali

DIRETTI

INDIRETTI

PROTEZIONE TOTALE

isolamentoinvolucribarriere

PROTEZIONE PARZIALEostacoli

allontanamento

PROTEZIONE ATTIVAmessa a terra

+protezione differenziale

PROTEZIONE PASSIVA

doppio isolamentotrasformatori di isolamento

circuiti SELVlocali isolanti

CONTATTIACCIDENTALI

74


La protezione contro i contatti diretti si effettua per tutti i componenti dell’impianto adottandoopportune misure aventi lo scopo di impedire che una persona possa entrare in contatto conuna parte attiva del circuito elettrico.Come evidenziato in Fig. 5.5, la protezione può essere parziale o totale. La scelta tra laprotezione parziale o totale dipende dalle condizioni d’uso e d’esercizio dell’impianto (adesempio potrà essere parziale laddove l’accessibilità ai locali è riservata solo a personeaddestrate).

L’isolamento, destinato a impedire il contatto con parti in tensione, deve realizzare unacopertura totale delle parti attive; inoltre relativamente alle caratteristiche fisico-chimiche e allospessore, deve essere tale da resistere alle sollecitazioni meccaniche, chimiche, elettriche etermiche alle quali può essere sottoposto durante, tenendo conto della sua specifica funzioneprotettiva.

Involucri e barriere sono così definiti dalle norme CEI:

Involucro - Elemento che assicura un grado di protezione appropriato contro determinati agentiesterni e un determinato grado di protezione contro i contatti diretti in ogni direzione.

Barriera - Elemento che assicura un determinato grado di protezione contro i contatti direttinelle direzioni abituali di accesso.

La Norma CEI EN 60529 identifica il grado di protezione di un involucro o di una barrieramediante la sigla IP seguita da due cifre più eventuali lettere opzionali; la prima cifra indica ilgrado di protezione contro i contatti diretti e contro l’ingresso di corpi estranei, la seconda cifraindica il grado di protezione contro la penetrazione dei liquidi.La struttura del codice IP è rappresentata nella Fig. 5.6, mentre il significato da attribuire allesingole cifre o lettere del codice IP può essere dedotto dalla Tab. 5.2.

Note:1) quando non sia richiesta una cifra caratteristica, quest’ultima deve essere sostituita dalla lettera “X” (“XX” se sono omesse entrambe le cifre).

2) le lettere addizionali e/o supplementari possono essere omesse senza essere sostituite. Nel caso di più lettere supplementari, si deve applicarel’ordine alfabetico.

3) se un involucro fornisce diversi gradi di protezione per differenti sistemi di montaggio, il costruttore deve indicare nelle istruzioni i gradi diprotezione corrispondenti ai differenti sistemi di montaggio.

Lettere caratteristiche (Protezione Internazionale)

Prima cifra caratteristica (cifra da 0 a 6, o lettera X)

Seconda cifra caratteristica (cifra da 0 a 8, o lettera X)

Lettera addizionale (opzionale) (lettere A, B, C, D)

Lettera supplementare (opzionale) (lettere H, M, S, W)

IP 2 3 C HStruttura del codice IP

Fig. 5.6

Protezione medianteisolamento delle partiattive

Protezione medianteinvolucri e barriere

PROTEZIONE CONTROI CONTATTI DIRETTI

75

Tab. 5.2

Elementi della struttura

del codice IP

ELEMENTO

LetterecaratteristichePrima cifracaratteristica

Seconda cifra caratteristica

Lettera addizionale(opzionale)

Letterasupplementare(opzionale)

IP

0123456

012345678

ABCD

HMSW

—

Contro la penetrazione di corpi solidiestranei:(non protetto)≥50 mm di diametro≥12,5 mm di diametro≥2,5 mm di diametro≥1,0 mm di diametroprotetto contro la polverestagno contro la polvereContro la penetrazione di acqua con effetti dannosi:(non protetto)caduta verticalecaduta di gocce d’acqua (inclinazione 15 °)pioggiaspruzzi d’acquagetti d’acquagetti potentiimmersione temporaneaimmersione continua

—

Informazioni supplementari relative a:Apparecchiatura ad alta tensioneProva con acqua con apparecchiatura in motoProva con acqua con apparecchiatura non in motoCondizioni atmosferiche

—

Contro l’accesso a partipericolose con:(non protetto)dorso della manoditoattrezzofilofilofilo

—

Contro l’accesso a partipericolose con:dorso della manodito attrezzo filo

—

CIFREO LETTERE

SIGNIFICATO PER LA PROTEZIONEDELLE PERSONE

SIGNIFICATO PER LA PROTEZIONEDELL’APPARECCHIATURA

76


La protezione parziale è ritenuta sufficiente solo in luoghi dove operano persone addestrate allosvolgimento di una specifica e particolare attività in relazione al tipo di impianto, al tipo dioperazione e alle condizioni ambientali. Si attua mediante ostacoli o allontanamento.La protezione mediante ostacoli si ottiene utilizzando opportune strutture che hanno lo scopo diimpedire l’avvicinamento non intenzionale a parti di circuito in tensione e di evitare il contattoinvolontario dell’operatore durante interventi sul circuito elettrico in tensione per lavori diriparazione, manutenzione, modifiche e simili che per particolari ragioni di funzionalità, nonpossono essere effettuate a circuito aperto; il grado di protezione offerto dagli ostacolirealizzati impiegando birilli, parapetti ecc., può essere inferiore a IPXXB.Non è necessario che gli ostacoli siano fissati in modo da richiedere l’uso di un attrezzo per larimozione; è invece indispensabile che sia evitata la rimozione accidentale.

La protezione mediante allontanamento consiste nell’adottare opportuni criteri installativi al finedi evitare che elementi di circuito elettrico in tensione possano trovarsi a portata di mano. Siconsiderano simultaneamente accessibili parti conduttrici che distano fra di loro meno di 2,5metri in verticale o di 2 metri in orizzontale (Fig. 5.7).

Protezione parzialemediante ostacoli oallontanamento

Si intendono per parti conduttrici simultaneamente accessibili non solo le parti attive del circuitoelettrico ma anche le masse, le masse estranee, i conduttori di protezione, i dispersori, ipavimenti e le pareti non isolanti.Si ricorda che per massa estranea si intende una parte conduttrice non facente partedell’impianto elettrico, ma in grado di introdurre in un ambiente il potenziale di terra o altripotenziali. Si considerano masse estranee, per esempio, le tubazioni dell’acqua, del gas, delriscaldamento e gli elementi metallici facenti parte di strutture di edifici.

Fig. 5.7

Allontanamento oltre il

volume di accessibilità

m 2,50

m 0,75

m 1,25

77

PROTEZIONE CONTROI CONTATTI INDIRETTI

Secondo l’articolo 271 del D.P.R. 547/55 tutte “le parti metalliche degli impianti ad altatensione soggette a contatto delle persone e che per difetto di isolamento o per altre causepotrebbero trovarsi sotto tensione devono essere collegate a terra”.Un impianto di messa a terra serve pertanto a stabilire un contatto elettrico efficiente con ilterreno, allo scopo di condurre a terra le correnti elettriche. Una corrente inviata nel terrenotrova un’opposizione alla circolazione dovuta alla resistenza elettrica del terreno, il quale sicomporta come un conduttore elettrico avente un proprio valore di resistenza.Sia la normativa italiana che quella internazionale prevedono diversi tipi di sistemi elettrici,messi a terra sia direttamente che indirettamente.In particolare, limitando l’analisi alla situazione italiana, i sistemi di messa a terra sono: TT, TN,IT le cui configurazioni e varianti sono state esaminate nel capitolo precedente. Taliconfigurazioni vengono riprese nella Tab. 5.3 dove, per ciascuna di esse, vengono precisate leprescrizioni normative che devono essere soddisfatte ai fini della sicurezza.

TAB. 5.3 - PRESCRIZIONI NORMATIVE PER I DIVERSI SISTEMI DI MESSA A TERRA

Prescrizioni normativeL’art. 413.1.3.3 della Norma CEI 64-8 prescrive che le caratteristiche dei dispositivi diprotezione e le impedenze dei circuiti devono essere tali che, se si presenta un guasto diimpedenza trascurabile in qualsiasi parte dell’impianto tra un conduttore di fase e unconduttore di protezione o una massa, l’interruzione automatica dell’alimentazione avvengaentro il tempo specificato, soddisfacendo la seguente condizione:

Zs Ia ≤ Uodove:Zs è l’impedenza dell’anello di guasto che comprende la sorgente, il conduttore attivo fino al

punto di guasto ed il conduttore di protezione tra il punto di guasto e la sorgente;Ia è la corrente che provoca l’interruzione automatica del dispositivo di protezione entro il

tempo definito nella Tab. 41A in funzione della tensione nominale verso terra Uo oppurenelle condizioni specificate al successivo Art. 413.1.3.5 che prevede un tempo diintervento delle protezioni di 5 s nei circuiti di distribuzione ed un analogo tempo, ma solose si è in presenza di un collegamento equipotenziale supplementare, nei circuiti terminaliche alimentano solo componenti elettrici fissi;

Uo è la tensione nominale in c.a., valore efficace tra fase e terra.

Tab. 41A - Tempi massimi di interruzione per i sistemi TN

Protezione differenzialeLa protezione differenziale, purchè il sistemanon sia TNC, diventa consigliata quando:- l’impedenza dell’anello di guasto a valle

del punto in questione non è nota odifficilmente calcolabile;

- vi è un rischio di rottura del conduttore diterra o protezione;

- cavi di notevole lunghezza;- masse lontane non interconnesse;- si cambia il sistema del neutro.Con i dispositivi differenziali si ottiene unamaggiore sicurezza, perché le elevatecorrenti di guasto, tipiche dei sistemi TN,provocano l’intervento in un tempo di30÷40 ms, rendendo tollerabili tensioni fino280 V.

SISTEMA TN

UO TEMPO DI INTERRUZIONE

120 V 0,8 s230 V 0,4 s400 V 0,2 s

> 400 V 0,1 s

(segue)

Messa a terrae interruttoredifferenziale

78


Prescrizioni normativeL’Art. 413.1.4.2 richiede che sia soddisfatta la seguente condizione: RA . Ia ≤ 50dove: RA è la somma delle resistenze del dispersore e dei conduttori di protezione dellemasse, in ohm;Ia è la corrente che provoca il funzionamento automatico del dispositivo di protezione, inampere.Quando il dispositivo di protezione è un dispositivo di protezione a corrente differenziale, Iaè la corrente nominale differenziale Idn. Per ragioni di selettività, si possono utilizzaredispositivi di protezione a corrente differenziale del tipo S (vedere Norma CEI EN 61008-1,61009-1 e 60947-2) in serie con dispositivi di protezione a corrente differenziale di tipogenerale. Per ottenere selettività con i dispositivi di protezione a corrente differenziale neicircuiti di distribuzione è ammesso un tempo di interruzione non superiore a 1 s. Quando il dispositivo di protezione è un dispositivo di protezione contro le sovracorrenti,esso deve essere:• un dispositivo avente una caratteristica di funzionamento a tempo inverso, ed in questo caso

Ia deve essere la corrente che ne provoca il funzionamento automatico entro 5 s, oppure• un dispositivo con una caratteristica di funzionamento a scatto istantaneo ed in questo caso

Ia deve essere la corrente che ne provoca lo scatto istantaneo.

Protezione differenzialeConsiderato che per gli ordinari dispositividi protezione a tempo inverso il valore dellacorrente a cui corrisponde il tempo diintervento di 5 s è orientativamentecompreso tra 3 e 6 volte la In, ne deriva chesono molto rare le situazioni in cui laprotezione contro i contatti indiretti puòessere assicurata con i dispositivi diprotezione contro le sovracorrenti. Laprotezione differenziale diviene in questicasi praticamente necessaria; la stessaNorma CEI 64-8 nella parte dedicata alcommento dell’art. 413.1.4.2 precisa che idispositivi a corrente differenziale sonoadatti per assicurare la protezione contro icontatti indiretti nei sistemi TT.

SISTEMA TT

Prescrizioni normativeIn questi sistemi la Norma prevede:art. 413.1.5.1 - nei sistemi IT le parti attive devono essere isolate da terra oppure collegate aterra mediante un’impedenza di valore sufficientemente elevato. Questo collegamento puòessere effettuato al punto neutro del sistema oppure ad un punto neutro artificiale, che puòvenire collegato direttamente a terra quando l’impedenza di sequenza zero risultante siasufficientemente elevata. Se non esiste alcun punto neutro, si può collegare a terra attraversoun’impedenza un conduttore di fase.Nel caso di un singolo guasto a terra la corrente di guasto è quindi debole e non è necessariointerrompere il circuito se le prescrizioni di cui in 413.1.5.3 sono soddisfatte. Si devonotuttavia prendere precauzioni per evitare il rischio di effetti fisiologici dannosi su persone incontatto con parti conduttrici simultaneamente accessibili nel caso di doppio guasto a terra.Art. 413.1.5.2 Nota: per ridurre le sovratensioni o per smorzare le oscillazioni di tensione, può esserenecessario realizzare messe a terra attraverso impedenze o punti neutri artificiali, le cuicaratteristiche devono essere appropriate a quanto descritto per l’impianto.Art. 413.1.5.3 Le masse devono essere messe a terra individualmente, per gruppi ocollettivamente.Deve essere soddisfatta la seguente condizione: RT . Id ≤ 50 dove:RT è la resistenza del dispersore al quale sono collegate le masse, in ohm;Id è la corrente di guasto nel caso di primo guasto di impedenza trascurabile tra unconduttore di fase ed una massa, in ampere.Il valore di Id tiene conto delle correnti di dispersione verso terra e dell’impedenza totale dimessa a terra dell’impianto elettrico.Art. 413.1.5.4 Si deve prevedere un dispositivo di controllo dell’isolamento per indicare ilmanifestarsi di un primo guasto tra una parte attiva e masse o terra; questo dispositivo deveazionare un segnale sonoro e/o visivo.Note:- si raccomanda di eliminare il primo guasto con il più breve ritardo possibile;- un dispositivo di controllo dell’isolamento può essere utile anche per ragioni diverse dalla

protezione contro i contatti indiretti.

Protezione differenzialeIn presenza di doppio guasto a massa,risulta complesso stabilire l’impedenzadell’anello di guasto, che comprende i dueavvolgimenti di fase del trasformatore dialimentazione, i conduttori delle due fasi amassa ed una porzione dei conduttori diterra. In questi sistemi la protezionedifferenziale di utenza è efficace nel caso diuna fase a terra.

SISTEMA IT

(SEGUE) - TAB. 5.3 - PRESCRIZIONI NORMATIVE PER I DIVERSI SISTEMI DI MESSA A TERRA

79

Note

(1) Non essendo possibile praticamente effettuare la verifica per ogni configurazione di doppio guasto, il calcolo viene effettuato supponendo unaeguale ripartizione della tensione fra i due circuiti di guasto (l’ipotesi corrisponde alla condizione più sfavorevole per uno dei due circuiti interessatidal doppio guasto).

(2) Le norme raccomandano di non distribuire il neutro nei sistemi IT.

LUNGHEZZA MASSIMAPROTETTA PER LAPROTEZIONE DELLEPERSONE

La Norma CEI 64-8 suggerisce un metodo convenzionale che nella maggioranza dei casi èsufficiente per determinare, con una buona approssimazione, la lunghezza massima dellecondutture per la quale si è verificata la protezione delle persone.

Il metodo è basato sulla legge di Ohm con un adattamento opportuno.

Nella valutazione della corrente di guasto a terra sono considerate solamente le impedenzedella fase e del PE relative alla utenza in esame.

Il sistema di calcolo è efficace per effettuare una rapida valutazione della lunghezza massimaprotetta quando non si conoscono le caratteristiche della rete a monte e può essere applicato acondizione che il PE sia ubicato nelle immediate vicinanze dei conduttori attivi che compongonoil circuito. In caso contrario , la verifica della protezione delle persone può essere eseguita solodopo il completamento dell’impianto con l’esecuzione di misure.

La lunghezza massima protetta è espressa dalla seguenteformula:

Nel sistema IT possiamo avere due casi:

1) senza distribuzione del neutro (1)

la formula da adottare è la seguente

2) con il neutro distribuito (2)

Caso A - Circuiti senza neutro inseriti in un sistema con ilneutro distribuito. In questo caso la formula diventerà:

Caso B - Linea con neutro, la formula sarà:

0,8 · Uo · SN

Lmax = Kx · Kpar.

2 · 1,5 · ρ · (1+m’) · km · Im

0,8 · Uo · SF

Lmax = Kx · Kpar.

2 · 1,5 · ρ · (1+m) · km · Im

0,8 · U · SF

Lmax = Kx · Kpar.

2 · 1,5 · ρ · (1+m) · km · Im

0,8 · Uo · SF

Lmax = Kx · Kpar.

1,5 · ρ · (1+m) · km · Im

PE

C

AB

SPE S F

L

PE C

D

AB

SPE S F

VAB =2

0,8 U

PEC

D

AB

SPE S F

VAB =2

0,8 UO

SN

N

caso A caso B

Sistema di neutro TN

Sistema di neutro IT

80


Simboli utilizzati:

Lmax massima lunghezza in metri della conduttura per la quale è possibile l’intervento dellaprotezione.

Kx è un fattore di riduzione che considera la reattanza dei cavi con sezione maggiore di95 mm2.

SEZIONE FASE MM2

KX

120

0,90

150

0,85

185

0,80

240

0,75

300

0,72

N. CAVI IN PARALLELO

KPAR

1

1

2

2

3

2,65

4

3

5

3,2

Kpar è un fattore correttivo da utilizzare nel caso di più cavi posti in parallelo.

Km è un coefficiente che tiene conto della tolleranza della soglia di intervento magnetico. Il suovalore è di:

1,2 per gli sganciatori del tipo magnetotermico;

1,15 per gli sganciatori elettronici;

1,5 è un fattore di correzione della resistenza del circuito in quanto si ritiene che inoccasione del guasto, il valore della resistenza aumenti del 50 % rispetto a quello a20°C;

0,8 considera la riduzione all’80 % della tensione di alimentazione in occasione di unguasto, sulla parte di impianto a monte della conduttura in esame;

Uo è la tensione nominale fra fase e terra in V;

U è la tensione nominale fra fase e fase in V;

SF è la sezione del conduttore di fase in mm2;

SN è la sezione del conduttore di neutro in mm2;

ρ indica la resistività a 20°C del materiale conduttore. Il suo valore è 0,018 per il ramee 0,027 per l’alluminio;

m è il rapporto tra la sezione del conduttore di fase e quella del conduttore diprotezione, (in presenza di conduttori in parallelo occorre considerare la sezionecomplessiva);

m’ è il rapporto fra la sezione del conduttore di neutro e quella del conduttore diprotezione;

Im è il valore della taratura della protezione contro i cortocircuiti in A.

Tab. 5.4

Tab. 5.5

81

Di fatto la protezione offerta dai sistemi di messa a terra (soprattutto dal sistema TT) puòrivelarsi insufficiente e/o inadeguata, sicché è necessario migliorarla mediante l’impiego diadeguati dispositivi contro i guasti verso terra. Il principale di questi dispositivi è l’ interruttoredifferenziale.Un interruttore differenziale, come risulta dalla Fig. 5.8 è costituito da alcuni elementifondamentali:a) i contatti;b) il rilevatore differenziale;c) il relè polarizzato;d) il tasto di prova.I contatti hanno lo scopo di consentire l’apertura e la chiusura del circuito e sono dimensionatiin funzione della corrente che sono chiamati a interrompere (interruttori differenziali puri ointerruttori differenziali magnetotermici).

Fig. 5.8

Elementi fondamentali

di un interruttore

differenziale

Il rilevatore differenziale è costituito da un trasformatore con nucleo magnetico toroidale (abassa riluttanza magnetica) sul quale sono disposti due avvolgimenti principali e unavvolgimento secondario che alimenta un relè polarizzato a smagnetizzazione in grado dicomandare il dispositivo di sgancio per l’apertura dei contatti.In condizioni di funzionamento normale dell’impianto, le correnti che percorrono gliavvolgimenti principali sono uguali e pertanto in tale situazione non si genera nell’avvolgimentosecondario nessuna forza elettromotrice.Se invece si verifica una dispersione di corrente a valle del rilevatore differenziale, per difettodi isolamento o per contatto diretto, si determina una corrente risultante tale da permettere unflusso magnetico nel toroide che genera una forza elettromotrice nell’avvolgimento secondario,tale da consentire la smagnetizzazione del relè polarizzato e quindi l’apertura dei contatti.

DISPOSITIVI CONTROI GUASTI VERSO TERRA

Il differenziale

82


Gli interruttori differenziali sono classificati in due grandi famiglie:

- interruttori differenziali senza sganciatori di sovracorrente incorporati (chiamati anche “puri”)

- interruttori differenziali con sganciatori di sovracorrente incorporati.

I primi sono idonei alla sola protezione contro le correnti di dispersione verso terra enell’installazione richiedono l’impiego di dispositivi (fusibili o interruttori automatici) in grado diinterrompere le sovracorrenti (sovraccarico e cortocircuito) per proteggere non solo il circuitointeressato dal guasto ma anche il differenziale.

I secondi costituiscono un complesso unico in grado di aprire il circuito in caso di guasto sia chesi tratti di correnti di dispersione sia di sovracorrenti.Riguardo la destinazione d’uso i differenziali si distinguono in:

- interruttori differenziali per uso domestico e similare;- interruttori differenziali per uso generale.

Appartengono ai primi gli interruttori con soglia di intervento differenziale fino a 1 A di tipo G(generale) o S (selettivo) entrambi caratterizzati dal tempo di intervento massimo entro 1sec.; aisecondi, quelli con soglia di intervento differenziale fino a 3 A (sia istantanei che regolabili conritardo fino a 3 sec.). Non di rado, specie nei grossi quadri generali e di distribuzione,soprattutto nei sistemi di distribuzione TN, vengono utilizzati relè differenziali, separati dagliinterruttori automatici magnetotermici, con soglia di intervento differenziale fino a 25 A (e oltre)e con tempi di ritardo fino a 5 sec.Molti interruttori differenziali del primo tipo sono muniti di elementi di commutazione destinatialla regolazione della corrente differenziale di intervento e per alcuni tipi è prevista anche lapossibilità di regolazione del tempo di intervento. Con i differenziali regolabili è possibilerealizzare un’efficace protezione selettiva nel campo delle correnti di guasto.

Classificazione deidifferenziali

Interruttoredifferenziale a sganciodiretto

Interruttoredifferenziale a sgancioindiretto o dipendentedalla rete

Nel tipo di funzionamento sgancio diretto, l’energia necessaria allo sgancio viene fornita dallacorrente differenziale, basta il debole segnale dovuto ai pochi mA della corrente diffusa perinnescare il circuito di sgancio dei contatti di potenza.

Nel funzionamento con sgancio indiretto, il segnale che proviene dal toroide viene sottopostoad una elaborazione elettronica per migliorare le prestazioni dell’interruttore differenziale.Per ottenere questo risultato è però necessario ricorrere ad una sorgente di energia ausiliaria,generalmente costituita dalla stessa rete che alimenta il circuito protetto.Gli interruttori differenziali modulari per uso domestico e similare non richiedono la sorgente dialimentazione ausiliaria, mentre quando si passa ai differenziali scatolati con prestazionielevate (correnti nominali dell’ordine di centinaia di A e correnti differenziali fino a qualche A)l’energia necessaria alla rilevazione del guasto, elaborazione del segnale e sgancio finale dipotenza, viene di norma derivata dalla stessa linea di alimentazione.Questi interruttori sono usualmente installati in grossi impianti che ricadono nella condizionesuddetta.Gli interruttori a tempo dipendente possono aprire o non aprire automaticamente il circuito almancare della tensione. Nel secondo caso però se sono rispondenti alla Norma IEC 947/2 purmancando la tensione di una fase, se si verificasse un guasto a terra con pericolo dielettrocuzione, il circuito di alimentazione del relè di sgancio deve innescare comunquel’intervento della protezione.

83

Componenti di classeII, isolamento doppio orinforzato, isolamentosupplementare

Fig. 5.9

Principali segni grafici

riguardanti le protezioni

passive

La protezione effettuata con componenti a doppio isolamento o con isolamento rinforzato sieffettua impiegando materiale elettrico (apparecchi, involucri, scatole, conduttori ecc.) cherisponde a specifiche norme e che riporta il segno grafico indicato in Fig. 5.9.Per ottenere le necessarie garanzie di sicurezza si richiedono particolari attenzioni durantel’installazione dei vari componenti; in particolare:

- un componente a doppio isolamento può essere utilizzato in un punto dell’impianto privo didispositivi idonei a interrompere le correnti di guasto a terra e perciò l’eventuale PE passantedeve essere isolato come se fosse un conduttore attivo;

- nessuna parte conduttrice, né accessibile né intermedia, deve essere collegata al conduttore diprotezione;

- tutte le parti conduttrici suscettibili di entrare in contatto accidentale con parti attive in caso diguasto (masse) devono essere rese inaccessibili dal doppio isolamento; se l’involucro che leracchiude è provvisto di porte o di coperchi che possono essere rimossi senza l’uso di unachiave o di un attrezzo, è necessario prevedere barriere isolanti con grado di protezione coninferiore a IP2X o a IPXXB.

Trasformatored’isolamento

Mediante il trasformatore d’isolamento si realizza la protezione per separazione elettrica. Dettaprotezione consiste nel separare il circuito primario dal secondario così da impedire larichiusura del circuito di guasto a terra (Fig. 5.10).La tensione nominale del circuito separato non deve superare i 500 V e la sua lunghezza deveessere limitata; la Norma CEI 64-8/4 raccomanda che la lunghezza L non sia superiore alvalore dato dalla relazione:

con un massimo di 500 m.

Tutte le parti attive del circuito separato non devono avere nessun punto in comune con altricircuiti o con il conduttore di protezione.La separazione elettrica dai circuiti TT, TN, IT, è in genere ottenuta con elementi isolanti (scatole,tubi protettivi ecc.) e non necessariamente è totale. Quando non si può evitare di utilizzare uno

L100.000

VN

=

84


Le masse del circuito separato devono risultare completamente isolate da altre masse, masseestranee o conduttori di protezione. Una stessa sorgente può alimentare più utilizzatori(Fig. 5.11) purché vengano rispettate le seguenti indicazioni:

- tutte le masse del circuito separato devono essere collegate fra loro con conduttore diequipotenzialità, ma non connesso a quello di protezione;

Fig. 5.10

Alimentazione di un solo

utilizzatoreV max=500V

NO

Alimentazione di un solo utilizzatore: non si deve collegare la massané a terra, né al conduttore di protezione.

Circuitoprimario

Circuitosecondario

Vn L ≤ 100 000Vn in VoltL in metri

Fig. 5.11

Collegamento delle masse

a un impianto di terra

separato da quello

ordinario

stesso tubo protettivo o uno stesso condotto per contenere i circuiti ordinari e quelli separati, sidevono utilizzare cavi multipolari con guaina adatti per la tensione più elevata.Periodicamente si richiede un controllo al fine di accertare il perfetto isolamento (tutto ilcircuito con gli apparecchi utilizzatori inseriti non deve presentare verso terra una correntesuperiore a 2 mA).

85

Tab. 5.6 TENSIONENOMINALE (V)

TEMPO MASSIMO DIINTERRUZIONE (S)

120 0,8230 0,4400 0,2

> 400 0,1

- il polo di terra delle eventuali prese a spina deve essere collegato al conduttore equipotenziale;

- i dispositivi di protezione contro le sovracorrenti devono essere opportunamente dimensionatiin modo tale che, in caso di doppio guasto a massa, l’alimentazione sia interrotta entro i tempiindicati nella Tab. 5.6;

- i cavi flessibili, se soggetti a danneggiamento, devono essere visibili per tutta la lunghezza;

Fig. 5.12

Sistema SELV

230 V

N

F

PE

max. 50 V

1) Protezione assicurata contro i contatti indiretti senza messa a terra2) Protezione assicurata contro i contatti diretti anche su grandi superfici

1

2

PROTEZIONEMEDIANTE BASSISSIMATENSIONE DISICUREZZA(SELV E PELV)

- i cavi flessibili di classe I devono incorporare un conduttore di protezione da utilizzare comecollegamento equipotenziale;

- sono ammesse solo le seguenti sorgenti di alimentazione:a) trasformatore di isolamento rispondente alla Norma CEI 96-4 e 96-8;b) altre sorgenti con caratteristiche di sicurezza equivalenti.

Il sistema SELV, indicato dalla Norma CEI 64-8, si realizza alimentando il circuito da proteggerea non più di 50 V mediante trasformatore di isolamento o altra sorgente di sicurezza (Fig. 5.12).L’impianto SELV deve essere totalmente separato dai circuiti a 230/400 V e nessuna partemetallica deve essere collegata intenzionalmente a terra.La separazione tra i conduttori appartenenti al sistema a bassissima tensione e ogni altrocircuito, non alimentato dal trasformatore di sicurezza, può essere realizzata unicamente in unodei quattro modi seguenti:

- mediante la separazione materiale delle condutture, cioè con percorsi totalmente separati intubi o in canali esclusivi;

- utilizzando per la realizzazione dei circuiti SELV cavi con guaina isolante;

86


- utilizzando per gli altri circuiti contenuti nello stesso canale cavi con una guaina o schermometallico messo a terra;

- prevedendo per i circuiti SELV cavi aventi isolamento idoneo al sistema a tensione maggiorecontenuto nello stesso canale o nello stesso tubo.

In ogni caso quando i circuiti SELV fanno capo a una cassetta di derivazione o a unapparecchio che prevede anche circuiti a 230 V, bisogna attuare provvedimenti di separazionemolto accurati simili a quelli prescritti per il trasformatore di isolamento.I sistemi PELV si differenziano da quelli SELV per la messa a terra del circuito secondario (Fig. 5.13). I circuiti PELV sono, in generale, meno sicuri dei sistemi SELV: infatti la protezionecontro i contatti diretti è assicurata solo negli ambienti asciutti e per parti in tensione di piccoledimensioni (per esempio le viti di serraggio dei morsetti).Se la tensione secondaria è superiore a 25 V sia nei sistemi SELV che PELV è necessarioproteggere tutte le parti nude in tensione mediante gli ordinari involucri con grado diprotezione, contro i contatti diretti, non inferiore a IPXXB (cioè con le stesse caratteristicherichieste per i circuiti a 230/400 V); per i sistemi SELV rimane il vantaggio di poter evitare lamessa a terra delle masse mentre quelli PELV trovano giustificazione per l’alimentazione deicircuiti di comando delle macchine.

Fig. 5.13

Sistema PELV

I sistemi SELV e PELV possono essere alimentati con bassissime tensioni ottenute da generatoriautonomi, quali ad esempio le pile e gli accumulatori, con i quali non esiste pericolo diinterferenze accidentali con la tensione di rete a 230/400 V.La situazione non è invece sicura quando la bassissima tensione è ottenuta mediante untrasformatore collegato alla rete a 230/400 V, perché in questo caso un guasto all’isolamentofra l’avvolgimento primario e quello secondario può determinare un grave pericolo; negliordinari trasformatori, infatti, gli avvolgimenti sono isolati tra loro mediante materiali organiciche, in seguito a riscaldamento o a scarica, possono bruciare diventando conduttori e mettendoin contatto il primario a 230 V con il secondario a bassissima tensione. Se il guasto è parziale,come spesso avviene in seguito a sovracorrenti non interrotte tempestivamente o a sovratensioniimpulsive prodotte da scariche atmosferiche, l’impianto può continuare a funzionare senzamanifestare la situazione di pericolo.Per queste ragioni la Norma CEI 64-8/4 considera gli impianti a bassissima tensione,alimentati da ordinari trasformatori, pericolosi quanto le usuali installazioni a 230/400 V eimpone gli stessi mezzi di protezione contro i contatti diretti e indiretti previsti per queste ultime.

I sistemi FELV

230 V

N

F

PE

max. 25 V

1) Protezione assicurata contro i contatti indiretti con collegamento equipotenziale al PE2) Protezione assicurata contro i contatti diretti su piccole superfici solo in ambienti asciutti

1

2

87

Qualora tuttavia si realizzi un impianto con queste caratteristiche lo stesso viene denominatoFELV. È ad esempio un impianto FELV, l’impianto citofonico di un condominio, alimentato a12 V mediante trasformatore ordinario. Tale impianto richiede apparecchi e condutture ingrado di garantire un livello di protezione contro i contatti diretti e indiretti adatto alla tensionedi 230 V, nonché la messa a terra di tutte le masse, compreso il cancello o il portone d’ingresso(se metallici), su cui è installata l’elettroserratura.In ogni caso la stessa Norma CEI 64-8 sconsiglia l’adozione di sistemi FELV.

Questo tipo di protezione, utilizzabile solo in situazioni eccezionali e comunque mai negliedifici civili e similari, consiste nell’utilizzare un ambiente completamente isolante nel quale siale pareti che il pavimento presentino verso terra una resistenza minima permanente di:

- 50 kΩ per tensioni nominali ≤ 500 V;

- 100 kΩ per tensioni nominali > 500 V.

In questi particolari ambienti (Fig. 5.14) la protezione contro i contatti indiretti può essereconsiderata come un doppio isolamento costituito dall’isolamento principale degli apparecchiutilizzatori e dall’isolamento verso terra del locale.

Locali isolanti

Fig. 5.14

Locali isolanti

giunto isolante

88


Per mantenere efficiente il sistema si devono attuare le seguenti condizioni:

- non introdurre il conduttore di protezione;

- qualsiasi apparecchio a installazione fissa di classe I deve essere opportunamente distanziatoda altri apparecchi similari, al fine di impedire il contatto simultaneo fra due masse chepotrebbero presentare differente potenziale di guasto; tale distanziamento deve esseresuperiore a 2 m per le parti a portata di mano e 1,25 m se fuori dalla portata di mano.

Eventuali ostacoli utilizzati per impedire il contatto fra le masse o le masse estranee devonoessere di materiale isolante e la distanza minima per sormontarli non deve risultare inferiore aivalori sopra espressi.Queste barriere isolanti devono avere una sufficiente resistenza meccanica ed essere in gradodi superare la prova di tensione applicata di 2000 V per 1 minuto; inoltre, in condizioni d’usoordinarie, la resistenza deve avere valore tale da limitare a non più di 1 mA le correnti didispersione verso terra.Negli ambienti isolanti è vietato l’uso di prese a spina e tutto l’impianto deve essere sotto ilcontrollo di personale addestrato per:

- evitare l’introduzione nel locale di apparecchi collegati a terra o di masse estranee;

- impedire che durante l’accesso al locale le persone siano sottoposte a differenze di potenzialepericolose;

- le masse estranee uscenti dal locale (tubi metallici o simili) devono essere opportunamenteinterrotte, con uno o più elementi di giunzione isolanti, per impedire la propagazione dipotenziali pericolosi all’esterno del locale.

CONDUTTURE E CAVI

90

Le conduttore elettriche adempiono il loro servizio in modo ottimale solo se sono statedimensionate correttamente ed equipaggiate con adeguati dispositivi di manovra e protezione.Il progetto del dimensionamento elettrico coinvolge la completa conoscenza delle caratteristichedelle condutture stesse, dell’andamento delle correnti e dei fenomeni elettrici che si possonomanifestare.La corrente che viene considerata per il ridimensionamento di un conduttore e la corrente diimpiego IB; partendo da questo il progettista svolge una serie di considerazioni e calcoli perdeterminare le altre grandezze della rete elettrica: portata dei cavi IZ, caduta di tensione dellalinea ∆V, energia specifica passante I2t, ecc.La Fig. 6.1 riassume lo schema logico che deve essere seguito per un corretto dimensionamentodel cavo e la corretta scelta delle protezioni.

Fig. 6.1

Dimensionamento di un cavo

e scelta delle protezioni

DIMENSIONAMENTODEGLI IMPIANTI

CALCOLO DELLA CORRENTE D’IMPIEGO IB

SCELTA DEI CAVI IN BASE ALLA PORTATA

VERIFICA CADUTA TENSIONE

CALCOLO DELLE CORRENTI DI CORTOCIRCUITO

SCELTA DELLE PROTEZIONI

VERIFICHE CAVO/INTERRUTTORE

K2S2>I2T Im ≤ ICCMIN LCAVO ≤ LMAX

FINE

OKNO

SI

NO

PAG. 107 PAG. 43PAG. 107

PAG. 149-214

PAG. 92

PAG. 78

PAG. 58

AUMENTO DELLA SEZIONE

DUE ALTERNATIVE

A B

91

Si definisce conduttura l’insieme costituito da uno o più conduttori elettrici e dagli elementi cheassicurano l’isolamento, il fissaggio e la protezione necessaria.La conduttura è completata dagli elementi di giunzione e derivazione atti a realizzare l’insiemedei circuiti di distribuzione o terminali costituenti la rete di distribuzione nell’ambitodell’impianto utilizzatore.Le condutture si distinguono principalmente per il sistema di protezione meccanica e difissaggio nei tipi indicati nelle figure riportate nel paragrafo metodi di installazione.In una conduttura si distinguono: i cavi, i tubi protettivi, le cassette di giunzione e derivazione,i morsetti di giunzione e derivazione e i canali.Si definisce cavo l’insieme dei conduttori, degli isolanti, delle guaine e delle armature diprotezione o di schermatura specificamente costruito per convogliare la corrente sia ai fini deltrasporto dell’energia che di trasmissione di segnali. Si chiama cavo anche il sempliceconduttore ricoperto dall’isolamento funzionale (cavo unipolare senza guaina) talvolta definitonel gergo degli installatori con i termini di: filo, cordina, conduttore isolato.

I cavi in uso negli impianti elettrici utilizzatori in BT sono caratterizzati fondamentalmente dallatensione nominale, dal materiale isolante, dalla guaina protettiva, dalla flessibilità, dal numerodelle anime e dalla sezione del conduttore di ciascuna anima (Fig. 6.2).La tensione nominale adeguata a tensioni di esercizio di 230/400 V è Uo/U = 300/500 V percavi a posa fissa. Per sistemi di posa meno impegnativi (monofase 230 V) può essere sufficientela tensione nominale Uo/U = 300/300 V (Uo valore efficace della tensione tra uno qualsiasidei conduttori e la terra; U valore efficace della tensione tra due conduttori di un cavomultipolare o di un sistema con cavi unipolari.Per posa fissa in ambienti speciali o per posa interrata occorrono tensioni nominali più elevate(Uo/U = 450/750 V oppure 0,6/1 kV).

I materiali più usati per l’isolamento sono: il PVC, la gomma naturale, la gomma sintetica, ilpolietilene. La guaina protettiva (Fig. 6.3), indispensabile per la posa a vista o interrata, puòessere in PVC, in policloroprene o materiale equivalente; raramente si usano cavi con armaturametallica costituita da treccia di fili d’acciaio zincati o da nastri d’acciaio avvolti a spirale (caviinterrati senza protezione o posati in ambienti con pericolo d’urto).

H07-A07-FRORPosa fissa anche esterna450/750

600/1000 FG07-NIVV-KPosa fissa anche interrata (*)

(*) se autorizzata dal costruttore

300/300 H03-A03Collegamenti mobili

H05-A05-N05Posa fissa interna

300/500

Fig. 6.2

Tensione nominale

U0/U in volt

CARATTERIZZAZIONECAVI

DEFINIZIONE DICONDUTTURA

Posa a giorno senon esiste pericolod’urto.Se esiste pericolod’urto, entro tubi,canali, ripari ditipo pesante(75 kg/5 cm)

CON GUAINA

Posa entro tubiprotettivi, canali inresina o metallicipurché di tipoidoneo (IP≥20)

In ogni situazioneARMATI

SENZA GUAINA

Fig. 6.3

Protezione meccanica

CONDUTTURE E CAVI

92

La Norma CEI 20-27 in accordo con il documento CENELEC HD 361, ha fissato un sistemasintetico per descrivere, mediante sigle convenzionali, la configurazione di un cavo dal puntodi vista dei materiali che lo costituiscono, dei limiti di impiego, dei tipi di armonizzazionenormativa, della flessibilità, della forma e del numero dei conduttori. Le lettere che compaiono nelle sigle hanno il significato indicato nella Tab. 6.1.

Per collegamenti mobili è indispensabile usare conduttori flessibili (Fig. 6.4 e Fig. 6.5).

Il numero delle anime di ciascun cavo varia da 1a 5 in funzione del sistema di distribuzione edel tipo di conduttura. Le sezioni usate variano, indicativamente, da 1,5 a 35 mm2 in ambientidi tipo civile e similare fino a 240 mm2 in ambienti industriali; raramente si utilizzano cavi consezioni superiori essendo più convenienti per grandissime portate le condutture in sbarre o laposa di più cavi di media sezione in parallelo.

Tipo di cavo

flessibile

rigido a filo unico

rigido cordato

solo perposa fissa

anche percollegamentimobili

N07V-K

H07V-U

N07V-R

Cavo unipolare flessibile

Cavo unipolare rigido a filo unico

Cavo unipolare rigido cordato

F-H

U

R-K

Flessibilità Fig. 6.4

Flessibilità di alcuni

tipi di cavi unipolari

Cavo tripolare sotto guainaA) guaina protettivaB) eventuale riempitivoC) isolanteD) conduttore

A) guaina protettivaC) isolanteD) conduttoreE) guaina esternaF) armatura metallica

Cavo tripolare con armaturametallica

A

A DB C

DCFE

Fig. 6.5

Alcuni tipi di cavi tripolari

SISTEMA DIDESIGNAZIONEDEI CAVI

Per la posa fissa si usano cavi rigidi con conduttore rigido rotondo a corda o con conduttoreflessibile; per piccole sezioni (fino a 4-6 mm2) si usano anche conduttori rigidi a filo unico(sconsigliabili per la difficoltà di collegamento).

93

ORDINE DILETTURA

CARATTERISTICHECONSIDERATE

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Stato di armonizzazione

Tensione nominale Uo/U

Tipo di isolante

Rivestimenti metallici

Armatura

Guaina

Costruzione speciale

Materiale del conduttore

Forma del conduttore

Numero delle anime per sezione

HAN

010305071BB3JMNRSVXAA5A7CC2C4C7FKZ2Z3Z4Y2Y3BB3JMNRSVX

nessunaD3D4HH2H3

nessunaAZFHKRSU

Esempio4 G 6

Cavo di tipo armonizzato (valido nei Paesi CEE)Cavo di tipo nazionale (autorizzato)Altro tipo di cavo nazionaleUo/UMinore di 300/300Uguale a 300/300Uguale a 300/500Uguale a 450/750Uguale a 0,6/1 kVGomma etilenpropilenicaGomma butilicaTreccia di fibra di vetroMineralePolicloroprene (o materiale equivalente)Gomma naturale o gomma stirene-butadieneGomma siliconicaPolivinilcloruro (PVC) di uso comunePolietilene reticolatoConduttore concentrico di alluminioGuaina in alluminio a nastroSchermo di alluminioConduttore concentrico di rameGuaina di rameSchermo a treccia di rame sull’insieme delle animeSchermo di rame a fili, piattine o nastriGuaina di acciaioGuaina di zincoArmatura a fili rotondi di acciaioArmatura a piattine di acciaioArmatura a nastri di acciaioArmatura a fili rotondi di alluminioArmatura a piattine di alluminioGomma etilenpropilenicaGomma butilicaTreccia di fibra di vetroMineralePolicloroprene (o materiale equivalente)Gomma naturale o gomma stirene-butadieneGomma siliconicaPolivinilcloruro (PVC) di uso comunePolietilene reticolatoCavo rotondoOrgano portante posto al centro del cavoCavo autoportanteCavi piatti divisibili con o senza guainaCavi piatti non divisibiliCavi piatti con anime distanziate da un listelloRameAlluminioConduttore di materiale e/o forma specialiConduttore flessibile di un cavo flessibile per un servizio mobileConduttore flessibilissimo di un cavo flessibile per servizio mobileConduttore flessibile di un cavo per installazione fissaConduttore rigido, rotondo, a cordaConduttore rigido, settoriale, a cordaConduttore rigido, rotondo, a filo unico

(4 anime con sezione di 6 mm2 di cui una per PE)

SIGLEDISTINTIVE

SIGNIFICATO Tab. 6.1

Sistema internazionale di

designazione dei cavi

CONDUTTURE E CAVI

94

La portata di un cavo dipende dalla sezione, dal tipo di conduttore e dall’isolante, ma anchedalla temperatura ambientale e dalle condizioni di posa.Secondo la Norma CEI-UNEL 35024/1 (fascicolo 3516), per determinare la portata di un cavosi deve tener conto di due fattori di correzione k1 e k2 che dipendono dalla temperaturaambiente se diversa da 30 °C e dalla modalità di installazione(1).Nella Norma vengono riportate tabelle che specificano le portate dei cavi con conduttori dirame unipolari e multipolari.Per facilitare il compito di determinare la portata dei cavi, sono state predisposte le seguentitabelle, nelle quali si può leggere direttamente la portata Iz dei cavi a 30 °C, nelle condizioni diposa più usuali.Ciò evita di individuare prima la portata I0 del singolo circuito o cavo multipolare, poi di andarealla ricerca del fattore k2 adatto al caso e di eseguire la moltiplicazione.

Nota:

(1) Per quanto riguarda le modalità di installazione i fattori correttivi sono quelli espressi nelle tabelle associate alle Fig. 6.6 e 6.7 validerispettivamente per cavi raggruppati in fascio e per cavi raggruppati in singolo strato, mentre per quanto riguarda la temperatura ambienteϑa e di esercizio dell’isolante ϑz il fattore correttivo k2 è ricavabile dalla relazione:

valendo per ϑz la seguente tabella:

K2ϑZ − ϑA=ϑZ − 30ϒ

PORTATA DEI CAVI

1) H05SJ - K 1x 2,5 significa: cavo di tipo ARMONIZZATO CENELEC (H )- tensione nominale 300/500V (0,5) - isolamento in gomma siliconica (S) - guaina in fibra di vetro (J) - privo di armatura (manca ilsimbolo Z e Y della cifra 5) - di forma rotonda(manca il simbolo H riguardante la forma speciale dellacifra 7) - conduttori in rame (manca il simbolo A dell’alluminio) - conduttore flessibile di un cavo perposa fissa (K) - unipolare - sezione 2,5 mm2 (x 2,5).

2) H07RN - R 3 x 50 + 1 x 25 +1G25 significa: cavo di tipo armonizzato CENELEC - tensione nominale450/750 V - isolamento in gomma naturale - sottoguaina di policloroprene -privo di armatura eriempitivi, di forma rotonda - in rame - conduttore rigido cordato di un cavo rigido - 5 anime di cui 3da 50 mm2, 2 da 25 mm2, di cui uno giallo-verde per conduttore di protezione (G 25) .

3) H07V - U 1 x 2,5 significa: cavo di tipo armonizzato CENELEC - tensione nominale 450/750 V -isolato in PVC - senza guaina - conduttore in rame a filo rigido unico - unipolare - sezione 2,5 mm2.

Esempi

ISOLANTE ϑZ [°C]

Cloruro di polivinile (PVC) 70Gomma ordinaria 60

Gomme siliconiche (G9) 90Etilene propilene 90

Tab. 6.2

Si ricorda infine che per condutture posate longitudinalmente in cunicoli o gallerie con aria stagnante e sezione trasversale non superire a pochim2, la Norma CEI 20-20 suggerisce per il calcolo del fattore di correzione la seguente formula:

dove:

- Wtot = potenza specifica dissipata in calore da un metro di conduttore;

- p = perimetro (in metri) della sezione verticale dell’ambiente.

K Wtot=120p

1 –

95

Fig. 6.6

Fattori di correzione per

cavi raggruppati a fascio

Fig. 6.7

Fattori di correzione

per cavi raggruppati

su singolo strato

Condizioni di raggruppamento a fascio

Modalità di installazioneFattori correttivi

n° circuitiraggruppati

fattore

In tubi

FATTORI CORRETTIVI (VALIDI PER SEZIONI DIFFERENZIALE DI NON PIÙ DI 4 GRANDEZZE)

In canali

Numero di circuiti raggruppati

Fattore di correzione

2

0,80

3

0,70

4

0,65

5

0,60

6

0,57

7

0,54

8

0,52

9

0,50

12

0,45

16

0,41

20

0,38

Su soffitto

Su muro o su pavimento Su passerelle

Su passerelle a scala o su mensole

Cavi distanziati

Su passerelle perforate orizzontalio verticali

12345678≥92345

6-78≥9

2345

6-7≥8

2345678≥9

Qualsiasi

0,950,810,720,680,660,640,630,620,610,850,790,750,730,720,710,70

0,880,820,770,750,730,72

0,870,810,720,680,660,630,620,61

1

CONDUTTURE E CAVI

96

Le tabelle CEI UNEL 35024 distinguono 5 metodi di installazione fondamentali, ciascuno a suavolta suddiviso in più situazioni dipendenti dal tipo di isolante, dal numero di conduttori attivi edalla presenza o meno della guaina. In particolare:

Ai fini della portata massima in regime permanente devono considerarsi isolanti tutte le paretio le strutture che hanno un coefficiente di trasmissione termica di almeno 10 W/m2K; rientranoin questo caso le pareti in plastica, gli stipiti in legno di porte o finestre, i blocchi portacaviscanalati. Non rientrano le pareti in muratura, anche se perimetrali e perciò coibentate versol’esterno, i canali e i tubi anche se in resina con spessore dell’ordine di qualche millimetropurché siano installati in aria libera o incassati nei muri.

METODI DIINSTALLAZIONE

Cavi incassati entropareti isolanti

Fig. 6.8

Cavi incassati

entro pareti isolantia) Cavi unipolari con

o senza guaina

a1) Cavi multipolari

Entro tubi incassati inpareti coibenti

Entro tubi incassati inpareti coibenti

Posti direttamente entropareti coibenti Entro stipiti di porte o finestre

Entro elementi scanalatiisolanti

Entro stipiti di porte o finestre

METODO FONDAMENTALE METODI EQUIVALENTI

97

TAB. 6.3 - PORTATA DEI CAVI CON O SENZA GUAINA POSATI IN PARETI ISOLANTI

SEZIONE[mm2]

1,5

2,5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

14,513,5

19,518

2624

3431

4642

6156

8073

9989

119108

151136

182164

210188

240216

273245

320296

1917

2623

3631

4540

6154

8173

10695

131117

158141

200179

241216

278249

318285

362324

424380

1413

18,517,5

2523

3229

4339

5752

7568

9283

11099

139125

167150

192172

219196

248223

291261

18,516,5

2522

3330

4238

5751

7668

9989

121109

145130

183164

220197

253227

290259

329295

386346

PVC EPR PVC EPR

NUMERO COND.CARICATI

PORTATA (A)

UNIPOLARI MULTIPOLARI

CONDUTTURE E CAVI

98

Cavi contenuti entro tubi o canali protettivi posti in opera in aria libera o incassati entromuratura. È questo il caso più comune di condutture in uso nel settore residenziale e terziariosia per i circuiti principali che per quelli terminali. Nel settore industriale questa tecnicainstallativa è molto usata per circuiti dorsali e terminali. Non vi è alcuna distinzione fra tubi ocanali in plastica o in metallo e fra la posa in aria libera o incassata entro ordinaria muratura.In genere i cavi si considerano raggruppati in più strati, se posati nel canale, oppure disposti afascio se installati in tubi.

Cavi contenuti entrotubi o canali protettivi

Fig. 6.9

Cavi unipolari

incassati entro tubi o canali

in aria libera o in pareti

non isolanti

b) Cavi unipolari con o senza guaina

Entro tubi a parete Entro tubi posti in cunicoli o incavità di strutture

Entro tubi a pareteincassati sotto intonaco

Entro canali a parete oa battiscopa

Entro canali sospesi

Entro canali incassati nelpavimento


99

SEZIONE[mm2]

1,5

2,5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

17,515,5

2320

1412,5

18,516

12,511

1614

11,510

1513

10,59,5

1412

109

1311,5

9,58,5

12,511

98

1210,5

98

11,510

8,57,5

119,5

2421

3128

1917

2522

1714,5

2219,5

15,513,5

2018

14,512,5

18,517

13,512

17,516

1311,5

16,515

12,511

1614,5

1210,5

15,514

11,510

1513,5

3228

4237

2622

3430

2219,5

2926

2118

2724

1917

2522

1816

2421

17,515

2320

16,514,5

2219

1614

2118,5

15,513,5

2018

4136

5448

3329

4338

2925

3834

2723

3531

2522

3229

2321

3127

2219,5

2926

2118,5

2825

2118

2724

19,517,5

2623

5750

7566

4640

6053

4035

5346

3733

4943

3430

4540

3229

4338

3127

4136

3026

3934

2925

3833

2724

3632

7668

10088

6154

8070

5348

7062

4944

6557

4641

6053

4339

5750

4137

5448

4035

5246

3834

5044

3633

4842

10189

133117

8171

10694

7162

9382

6658

8676

6153

8070

5851

7667

5548

7263

5346

6961

5145

6759

4843

6456

125110

164144

10088

131115

8877

115101

8172

10794

7566

9886

7163

9382

6859

8978

6557

8575

6355

8272

6053

7969

151134

198175

121107

158140

10694

139123

9887

129114

9180

119105

8676

113100

8272

10795

7970

10391

7667

9988

7264

9584

192171

253222

154137

202178

134120

177155

125111

164144

115103

152133

10997

144127

10492

137120

10089

132115

9686

127111

9282

121107

232207

306269

186166

245215

162145

214188

151135

199175

139124

184161

132118

174153

125112

165145

121108

159140

116104

153135

11199

147129

269239

354312

215191

283250

188167

248218

175155

230203

161143

212187

153136

202178

145129

191168

140124

184162

135120

177156

129115

170150

309275

402355

247220

322284

216193

281249

201179

261231

185165

241213

176157

229202

167149

217192

161143

209185

155138

201178

148132

193170

353314

472417

282251

378334

247220

330292

229204

307271

212188

283250

201179

269238

191170

255225

184163

245217

177157

236209

169151

227200

415369

555490

332295

444392

291258

389343

270240

361319

249221

333294

237210

316279

224199

300265

216192

289255

208185

278245

199177

266235

PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR

3 Tubi protettivi circolari posati su o distanziati da pareti4 Tubi protettivi non circolari posati su pareti5 Tubi protettivi annegati nella muratura

22 Tubi protettivi circolari posati in cavità di strutture23 Tubi protettivi non circolari posati in cavità di strutture24 Tubi protettivi non circolari annegati nella muratura31 Canali posati su parete con percorso orizzontale

32 Canali posati su parete con percorso verticale33 Canali incassati nel pavimento34 Canali sospesi41 Tubi protettivi circolari posati entro cunicoli chiusi, con percorso orizzontale

o verticale42 Tubi protettivi circolari posati entro cunicoli ventilati incassati nel pavimento72 Canali provvisti di elementi di separazione

La Tab. 7.4 vale per i tipi di posa sotto riportati, estrapolati dalla tabella 52.C della Norma CEI 64-8.Tipi di posa:


PORTATA (A)

NUMERO DI CIRCUITI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

TAB. 6.4 - PORTATA DEI CAVI UNIPOLARI SENZA GUAINA POSATI IN TUBO O IN CANALE

CONDUTTURE E CAVI

100

Fig. 6.10

Cavi multipolari

incassati entro tubi o canali

in aria libera o in pareti

non isolanti

b1) Cavi multipolari

Entro tubi a parete Entro tubi posti in cunicoli o incavità di strutture

Entro tubi a pareteincassati sotto intonaco

Entro canali a parete oa battiscopa

Entro canali sospesi

Entro canali incassati nelpavimento


101

SEZIONE[mm2]

1,5

2,5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

300

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

16,515

2219,5

1312

17,515,5

11,510,5

15,513,5

10,510

14,512,5

109

1311,5

9,58,5

12,511

98

1210,5

8,58

11,510

8,57,5

1110

87

10,59,5

2320

3026

18,516

2421

1614

2118

1513

19,517

1412

1815,5

1311,5

1715

12,511

1614

1210,5

15,513,5

11,510

1513

119,5

14,512,5

3027

4035

2422

3228

2119

2825

19,517,5

2623

1816

2421

1715,5

2320

1614,5

2219

15,514

2118

1513,5

2017,5

14,513

1917

3834

5144

3027

4135

2724

3631

2522

3329

2320

3126

2219,5

2925

2118,5

2824

2017,5

2723

1917

2622

1816,5

2421

5246

6960

4237

5548

3632

4842

3430

4539

3128

4136

3026

3934

2825

3732

2724

3631

2623

3530

2522

3329

6962

9180

5550

7364

4843

6456

4540

5952

4137

5548

3935

5246

3733

4943

3632

4742

3531

4640

3330

4438

9080

119105

7264

95684

6356

8374

5952

7768

5448

7163

5146

6860

4943

6457

4742

6255

4540

6053

4338

5750

11199

146128

8979

117102

7869

10290

7264

9583

6759

8877

6356

8373

6053

7969

5851

7667

5650

7364

5348

7061

133118

175154

10694

140123

9383

123108

8677

114100

8071

10592

7667

10088

7264

9583

6961

9180

6759

8877

6457

8474

168149

221194

134119

177155

118104

155136

10997

144126

10189

133116

9685

126111

9180

119105

8777

115101

8475

11197

8172

10693

201179

265233

161143

212186

141125

186163

131116

172151

121107

159140

115102

151133

10997

143126

10593

138121

10190

133117

9686

127112

232206

305268

186165

244214

162144

214188

151134

198174

139124

183161

132117

174153

125111

165145

121107

159139

116103

153134

11199

146129

258225

334300

206180

267240

181158

234210

168146

217195

155135

200180

147128

190171

139122

180162

134117

174156

129113

167150

124108

160144

294255

384340

235204

307272

206179

269238

191166

250221

176153

230204

168145

219194

159138

207184

153133

200177

147128

192170

141122

184163

344297

459398

275238

367318

241208

321279

224193

298259

206178

275239

196169

262227

186160

248215

179154

239207

172149

230199

165143

220191

394339

532455

315271

426364

276237

372319

256220

346296

236203

319273

225193

303259

213183

287246

205176

277237

197170

266228

189163

255218


3A Tubi protettivi circolari posati su o distanziati da pareti4A Tubi protettivi non circolari posati su pareti5A Tubi protettivi annegati nella muratura

21 Cavità di strutture22A Tubi protettivi circolari posati in cavità di strutture

25 Controsoffitti e pavimenti sopraelevati

La Tab. 7.5 vale per i tipi di posa sotto riportati, estrapolati dalla tabella 52.C della Norma CEI 64-8.Tipi di posa:


PORTATA (A)

NUMERO DI CAVI MULTIPOLARI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

TAB. 6.5 - PORTATA DEI CAVI MULTIPOLARI POSATI IN TUBO O IN CANALE

CONDUTTURE E CAVI

102

Cavi in aria libera non distanziati in contatto fra loro o con la muratura. Questo gruppocomprende la posa a trifoglio o affiancata su unico strato, sospesa, a parete, su passerelle nonperforate, sotto soffitto o sotto pavimento. La dissipazione del calore è ostacolata sia dallaparete di appaggio che dai cavi adiacenti che si devono intendere su un solo strato.

Cavi in aria libera nondistanziati

Fig. 6.11

Cavi in aria libera

non distanziati

tra loro o da pareti c) Cavi unipolari conguaina

c1) Cavi multipolari

Posa a parete

Disposizione a trifoglio

Posa a soffitto Entro parete con protezionemeccanica addizionale

Posa a parete In passerelle non perforate

In intercapedini di controsoffitti opavimento sopraelevati

Entro cunicoli aperti o aerati o incavità di strutture similari


103

SEZIONE[mm2]

1,5

2,5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

300

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

2218,5

2623

17,515

2118,5

15,513

1816

14,512

1715

1311

15,514

12,510,5

1513

1210

1412,5

11,59,5

13,512

119,5

1311,5

10,59

12,511

3025

3632

2420

2926

2117,5

2522

19,516,5

2421

1815

2219

1714,5

2118

1613,5

19,517,5

15,513

18,516,5

1512,5

1816

14,512

17,515,5

4034

4942

3227

3934

2824

3429

2622

3227

2420

2925

2319,5

2824

2218,5

2623

2117,5

2522

2017

2521

1916,5

2420

5143

6354

4134

5043

3630

4438

3328

4135

3126

3832

2925

3631

2823

3429

2722

3328

2622

3227

2421

3026

7060

8675

5648

6960

4942

6053

4639

5649

4236

5245

4034

4943

3832

4641

3631

4539

3530

4338

3429

4136

9480

115100

7564

9280

6656

8170

6152

7565

5648

6960

5446

6657

5143

6254

4942

6052

4740

5850

4538

5548

119101

149127

9581

119102

8371

10489

7766

9783

7161

8976

6858

8572

6455

8069

6253

7766

6051

7564

5748

7261

148126

185158

118101

148126

10488

130111

9682

120103

8976

11195

8472

10590

8068

10085

7766

9682

7463

9379

7160

8976

180153

225192

144122

180154

126107

158134

11799

146125

10892

135115

10387

128109

9783

122104

9480

117100

9077

11396

8673

10892

232196

289246

186157

231197

162137

202172

151127

188160

139118

173148

132112

165140

125106

156133

121102

150128

11698

145123

11194

139118

282238

352298

226190

282238

197167

246209

183155

229194

169143

211179

161136

201170

152129

190161

147124

183155

141119

176149

135114

169143

328276

410346

262221

328277

230193

287242

213179

267225

197166

246208

187157

234197

177149

221187

171144

213180

164138

205173

157132

197166

379319

473399

303255

378319

265223

331279

246207

307259

227191

284239

216182

270227

205172

255215

197166

246207

190160

237200

182153

227192

434364

542456

347291

434365

304255

379319

282237

352296

260218

325274

247207

309260

234197

293246

226189

282237

217182

271228

208175

260219

514430

641538

411344

513430

360301

449377

334280

417350

308258

385323

293245

365307

278232

346291

267224

333280

257215

321269

247206

308258

593497

741621

474398

593497

415348

519435

385323

482404

356298

445373

338283

422354

320268

400335

308258

385323

297249

371311

285239

356298



PORTATA (A)


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

TAB. 6.6 - PORTATA DEI CAVI MULTIPOLARI POSATI IN FASCIO, SU PASSARELLE, MENSOLE O A CONTATTO CON LA MURATURA

CONDUTTURE E CAVI

104

Cavi in aria libera non distanziati posati in unico strato su passerelle perforate su mensole o sualtri supporti che non impediscono la libera circolazione dell’aria tutt’attorno ai cavi . Lasituazione di dissipazione termica è migliore rispetto al caso precedente perché non è impeditadal supporto di appoggio; le passerelle si intendono perforate quando la base di supporto èperforata per almeno il 30% della superficie.

Cavi in aria libera nondistanziati posati inunico strato

Fig. 6.12

Cavi su passerelle

posizionati su unico strato d) Cavi unipolari con guaina

d1) Cavi multipolari

Disposti su una sola filaentro passerelle perforate

Disposti su una sola fila supasserelle a scala

Disposti su una sola fila sumensole o collari

Disposti su una sola filaentro passerelle perforate

Disposti su una sola fila supasserelle a scala

Disposti su una sola fila sumensole o collari


105

SEZIONE[mm2]

1,5

2,5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

300

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

2218,5

2623

1916

2320

1815

2119

17,515

2118,5

17,515

2118,5

17,514,5

2118

17,514,5

2118

1714,5

2018

1714,5

2018

3025

3632

2622

3128

2521

3026

2420

2926

2410

2926

2420

2825

2420

2825

2319,5

2825

2319,5

2825

4034

4942

3530

4337

3328

4034

3227

3934

3227

3934

3227

3933

3227

3933

3127

3833

3127

3833

5143

6354

4437

5547

4235

5244

4134

5043

4134

5043

4034

5043

4034

5043

4034

4942

4034

4942

7060

8675

6152

7565

5749

7162

5648

6960

5648

6960

5547

6859

5547

6859

5547

6759

5547

6759

9480

115100

8270

10087

7766

9482

7564

9280

7564

9280

7463

9179

7463

9179

7362

9078

7362

9078

119101

149127

10488

130110

9883

122104

9581

119102

9581

119102

9480

118100

9480

118100

9379

11699

9379

11699

148126

185158

129110

161137

121103

152130

118101

148126

118101

148126

117100

146125

117100

146125

11598

144123

11598

144123

180153

225192

157133

196167

148125

185157

144122

180154

144122

180154

142121

178152

142121

178152

140119

176150

140119

176150

232196

289246

202171

251214

190161

237202

186157

231197

186157

231197

183155

228194

183155

228194

181153

225192

181153

225192

282238

352298

245207

306259

231195

289244

226190

282238

226190

282238

223188

278235

223188

278235

220186

275232

220186

275232

328276

410346

285240

357301

269226

336284

262221

328277

262221

328277

259218

324273

259218

324273

256215

320270

256215

320270

379319

473399

330278

412347

311262

388327

303255

378319

303255

378319

299252

374315

299252

374315

296249

369311

296249

369311

434364

542456

378317

472397

356298

444374

347291

434365

347291

434365

343288

428360

343288

428360

339284

423356

339284

423356

514430

641538

447374

558468

421353

526441

411344

513430

411344

513430

406340

506425

406340

506425

401335

500420

401335

500420

593497

741621

516432

645540

486408

608509

474398

593497

474398

593497

468393

585491

468393

585491

463388

578484

463388

578484

PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR


PORTATA (A)


1 2 3 4 5 6 7 8 9

TAB. 6.7 - PORTATA DEI CAVI MULTIPOLARI POSATI IN STRATO, SU PASSARELLE PERFORATE

CONDUTTURE E CAVI

106

Cavi in aria libera distanziati posti su passerelle perforate, su mensole o su altri supporti chenon impediscono la libera circolazione dell’aria tutt’attorno ai cavi (Fig. 6.13). Due cavi siintendono distanziati quando la distanza fra loro supera il doppio del diametro esterno delcavo di sezione superiore; la distanza da pareti non deve essere inferiore al 30% del diametrodel cavo.

Cavi distanziati supasserelle

Fig. 6.13

Cavi su passerelle

posizionati su unico strato e) Cavi unipolari distanziatisu piano verticale

Su mensole Su fissacavi Su staffe, traversini e simili


Su passerelle perforateSu passerelle a scalaSu mensole

e1) Cavi unipolari distanziatisu piano orizzontale

107

SEZIONE[mm2]

1,5

2,5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

300

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

2218,5

2623

1916

2320

1815

2119

17,515

2118,5

17,515

2118,5

17,514,5

2118

17,514,5

2118

1714,5

2018

1714,5

2018

3025

3632

2622

3128

2521

3026

2420

2926

2410

2926

2420

2825

2420

2825

2319,5

2825

2319,5

2825

4034

4942

3530

4337

3328

4034

3227

3934

3227

3934

3227

3933

3227

3933

3127

3833

3127

3833

5143

6354

4437

5547

4235

5244

4134

5043

4134

5043

4034

5043

4034

5043

4034

4942

4034

4942

7060

8675

6152

7565

5749

7162

5648

6960

5648

6960

5547

6859

5547

6859

5547

6759

5547

6759

9480

115100

8270

10087

7766

9482

7564

9280

7564

9280

7463

9179

7463

9179

7362

9078

7362

9078

119101

149127

10488

130110

9883

122104

9581

119102

9581

119102

9480

118100

9480

118100

9379

11699

9379

11699

148126

185158

129110

161137

121103

152130

118101

148126

118101

148126

117100

146125

117100

146125

11598

144123

11598

144123

180153

225192

157133

196167

148125

185157

144122

180154

144122

180154

142121

178152

142121

178152

140119

176150

140119

176150

232196

289246

202171

251214

190161

237202

186157

231197

186157

231197

183155

228194

183155

228194

181153

225192

181153

225192

282238

352298

245207

306259

231195

289244

226190

282238

226190

282238

223188

278235

223188

278235

220186

275232

220186

275232

328276

410346

285240

357301

269226

336284

262221

328277

262221

328277

259218

324273

259218

324273

256215

320270

256215

320270

379319

473399

330278

412347

311262

388327

303255

378319

303255

378319

299252

374315

299252

374315

296249

369311

296249

369311

434364

542456

378317

472397

356298

444374

347291

434365

347291

434365

343288

428360

343288

428360

339284

423356

339284

423356

514430

641538

447374

558468

421353

526441

411344

513430

411344

513430

406340

506425

406340

506425

401335

500420

401335

500420

593497

741621

516432

645540

486408

608509

474398

593497

474398

593497

468393

585491

468393

585491

463388

578484

463388

578484

PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR PVC EPR


PORTATA (A)


1 2 3 4 5 6 7 8 9

TAB. 6.8 - PORTATA DEI CAVI MULTIPOLARI POSATI DISTANZIATI SU MENSOLE E PASSERELLE

CONDUTTURE E CAVI

108

Cavi interrati. Questo tipo di posa non è per ora considerato dalle tabelle CEI UNEL e perciò inTab. 6.9 si fa riferimento alle portate indicate nella Pubblicazione IEC 364-5.

Cavi interrati

Fig. 6.14

Cavi interrati

f) Posati direttamentenel terreno

Cavi interrati protetti da tegolo Cavi entro tubi di PVC interrati


Cavi entro cunicolo o altra strutturaedile interrata

Cavi entro tubi di cemento

109

TAB. 6.9 - PORTATA DEI CAVI POSA INTERRATA

SEZIONE[mm2]

1,5

2,5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

23

2220

2926

3834

4743

6357

8274

10595

127115

157141

191171

225201

259231

294262

330293

386342

2623

3431

4440

5449

7367

9585

122110

148133

182163

222198

261233

301268

343304

385340

450397

2118

2723

3630

4538

6151

7866

10186

123104

153129

187158

222187

256216

292248

328277

385325

2421

3227

4135

5244

7059

9177

118100

144121

178150

218184

258217

298251

340287

383323

450379

1916

2521

3328

4135

5647

7361

9479

11597

143120

175148

206175

240202

273231

307259

360304

2319

3025

3932

4941

6655

8672

11193

136114

168141

207174

245206

284238

324272

364306

428360

PVC EPR PVC EPR PVC EPR


PORTATA (A)

UNIPOLARI IN TUBI

INTERRATI A CONTATTO

UNIPOLARI IN

TUBO INTERRATO

MULTIPOLARI IN

TUBO INTERRATO

TAB. 6.9A - INFLUENZA DELLA RESISTIVITÀ TERMICA DEL TERRENO

Resistività del terreno (K x m/W)

Cavi unipolari fattore di correzione

Cavi multipolari fattore di correzione

1

1,08

1,06

1,2

1,05

1,04

1,5

1

1

2

0,9

0,91

2,5

0,82

0,84

TAB. 6.9B - INFLUENZA DELLA PROFONDITÀ DI POSA

Profondità di posa (m)

Fattore di correzione

0,5

1,02

0,8

1

1

0,98

1,2

0,96

1,5

0,94

CONDUTTURE E CAVI

110

Propagazione delfuoco lungo i cavi

REQUISITI PARTICOLARI

SEZIONI MINIMEAMMESSE E CADUTEDI TENSIONE NEI CAVI

I cavi in aria installati singolarmente, cioè distanziati tra loro di almeno 250 mm, devonorispondere alla prova di non propagazione della fiamma prevista dalla Norma CEI 20-35 .Quando i cavi sono raggruppati in ambiente chiuso in cui sia da contenere il pericolo dipropagazione di un eventuale incendio, devono essere conformi alla Norma CEI 20-22.

Nel caso di installazione di notevoli quantità di cavi in ambienti chiusi, frequentati dal pubblicoe di difficile e lenta evacuazione, devono essere adottati sistemi di posa atti ad impedire ildilagare del fumo negli ambienti stessi o, in alternativa, cavi a bassa emissione di fumo comeprescritto dalle Norme CEI 20-37 e 20-38.

Se i cavi sono installati in ambienti chiusi frequentati dal pubblico, oppure si trovano acoesistere in ambienti chiusi con apparecchiature particolarmente vulnerabili da agenticorrosivi, deve essere tenuto presente il pericolo che i cavi, bruciando, sviluppino gas tossici ocorrosivi.Ove tale pericolo sussista occorre fare ricorso all’impiego di cavi aventi la caratteristica di nonsviluppare gas tossici e corrosivi (Norma CEI 20-37 e 20-38).

I conduttori impiegati nell’esecuzione degli impianti devono essere contraddistinti dallecolorazioni previste dalle tabelle CEI-UNEL 00722 e 00712. In particolare i conduttori di neutroe di protezione devono essere contraddistinti rispettivamente con il colore blu chiaro e con ilbicolore giallo-verde. I conduttori di fase, devono essere contraddistinti in modo univoco, intutto l’impianto, dai colori: nero, grigio cenere, marrone.

Le sezioni dei conduttori devono essere calcolate in funzione della potenza impegnata e dellalunghezza dei circuiti; la caduta di tensione non deve superare il 4% della tensione a vuoto.Le sezioni, scelte tra quelle unificate nelle tabelle CEI-UNEL, devono garantire la portata dicorrente prevista, per i diversi circuiti. In ogni caso le sezioni minime dei conduttori in ramesono:

- 0,1 mm2 per circuiti di comando e di segnalazione ad installazione fissa destinati adapparecchiature elettroniche;

- 0,5 mm2 per circuiti di segnalazione e telecomando;

- 1,5 mm2 per illuminazione di base, derivazione per prese a spina per apparecchi con potenzaunitaria non superiore a 2,2 kW;

- 2,5 mm2 per utilizzatori con potenza unitaria compresa tra 2,2 e 3,6 kW;

- 4 mm2 per montanti singoli e linee che alimentano singoli apparecchi utilizzatori con potenzanominale superiore a 3,6 kW.

Per la verifica delle cadute di tensione massime ammissibili viene riportata nel seguito laTab. 6.10 ricavata dalla tabella UNEL 35023-70.

Provvedimenti controil fumo

Problemi connessi allosviluppo di gas tossicie corrosivi

Colori distintivi dei cavi

111

Tab. 6.10

Cadute di tensione massime

ammissibili per cavi per

energia isolati con gomma

o con materiale

termoplastico aventi

grado di isolamento

non superiore a 4

SEZIONENOMINALE

11,52,54610162535507095120150185240300400

44,229,717,811,17,414,472,821,781,280,9470,6560,4730,3750,3060,2460,1890,1520,121

35,623,914,49,086,103,722,391,551,150,8780,6410,4940,4130,3560,3060,2590,2290,202

CAVI UNIPOLARI CAVI BIPOLARI CAVI TRIPOLARI

CORRENTE ALTERNATAMONOFASE

CORRENTE ALTERNATATRIFASE

CORRENTE ALTERNATAMONOFASE

CORRENTE ALTERNATATRIFASE

cos ϕ 1 cos ϕ 0,8 cos ϕ 1 cos ϕ 0,8 cos ϕ 1 cos ϕ 0,8 cos ϕ 1 cos ϕ 0,8

mm2 mV / Am mV / Am mV / Am mV / Am mV / Am mV / Am mV / Am mV / Am38,325,715,49,656,423,872,441,541,110,8200,5680,4100,3250,2650,2130,1630,1320,105

30,820,712,57,875,283,222,071,340,9930,7600,5550,4280,3580,3080,2650,2240,1980,175

45,030,218,211,47,564,552,871,811,310,9670,6690,4840,3830,3140,2510,1930,1560,125

36,124,314,79,216,163,732,391,551,140,8660,6240,4760,3940,3410,2890,2450,2150,189

39,026,115,79,856,543,942,481,571,130,8380,5790,4190,3320,2720,2170,1670,1350,108

31,321,012,77,985,343,242,071,340,9880,7500,5410,4120,3420,2950,2500,2120,1860,164

Note:

(1) La temperatura di riferimento assunta è di 80 °C. I valori della tabella sono applicabili, con sufficiente approssimazione, per tutti i cavi perenergia, rigidi, semirigidi, o flessibili isolati con le varie qualità di gomma o di materiale termoplastico, aventi temperature caratteristiche finoa 85 °C.

(2) Per avere la caduta di tensione espressa in volt occorre moltiplicare i valori in tabella per la corrente, in ampere, e per la lunghezza dellalinea in metri, e quindi dividere per 1000.

(3) La caduta di tensione dev’essere calcolata con i seguenti riferimenti:

- tra fase e neutro in caso di corrente alternata monofase

- tra fase e fase nel caso di corrente alternata trifase.

(4) Nei casi in cui i valori di cos ϕ sono diversi da quelli previsti nella tabella, si può utilizzare la seguente formula per il calcolo della caduta ditensione:

∆V = k x (R cos ϕ + X cos ϕ)

dove:

∆V = caduta di tensione per valori unitari di corrente e lunghezza

k = coefficiente (1 per linee monofasi, 1,73 per linee trifasi)

R = resistenza unitaria del cavo

X = reattanza unitaria del cavo

ϕ = fattore di potenza.

Il valore ∆V deve essere moltiplicato per la corrente, per la lunghezza della linea e diviso per 1000.

CONDUTTURE E CAVI

112

Sezione minima dei conduttori di neutro

Sezione minima del conduttore di terra

Sezione dei conduttori di terra e protezione

I conduttori di neutro non devono avere la stessa sezione dei conduttori di fase.Per i conduttori dei circuiti polifasi, con sezione superiore a 16 mm2 se in rame (25 mm2 se inalluminio), è ammesso il neutro di sezione ridotta, ma comunque non inferiore a 16 mm2

(rame), 25 mm2 (alluminio), purché siano soddisfatte le seguenti condizioni:

- il carico sia essenzialmente equilibrato e comunque il neutro di sezione ridotta assicuri lanecessaria portata in servizio ordinario

- sia assicurata la protezione contro le sovracorrenti.

La sezione dei conduttori di terra e protezione, può essere dedotta dalla Tab. 6.11. Sedall’applicazione della tabella risultasse una sezione non unificata occorrerà adottare ilconduttore avente sezione unificata in eccesso rispetto al valore calcolato.

Tab. 6.11

Sezione dei conduttori

di terra e protezione

Se il conduttore di protezione non facesse parte della stessa conduttura dei conduttori di fase,la sua sezione non dovrà essere minore di:

- 2,5 mm2 in presenza di una protezione meccanica

- 4 mm2 se non vi è alcuna protezione meccanica.

La sezione del conduttore di terra deve essere calcolata sulla base dei criteri indicati al-l’art. 543.1 della Norma CEI 64-8.Tale sezione può essere ricavata dalla Tab. 6.12 che indica i valori minimi ammessi.

Tab. 6.12

Sezioni minime dei

conduttori di terra

SEZIONE Sf (mm2) DEI CONDUTTORIDI FASE DELL’IMPIANTO

SEZIONE Sp (mm2) DEL CORRISPONDENTECONDUTTORE DI PROTEZIONE

Sf ≤ 1616 < Sf ≤ 35

Sf > 35

Sp = Sf

16Sp = Sf / 2

CARATTERISTICA DI POSA DEL CONDUTTORE

MATERIALESEZIONE

MINIMA (mm2)

Protetto contro la corrosione, ma non meccanicamenteNon protetto contro la corrosione

RameFerroRameFerro

16162550

113

I conduttori equipotenziali devono essere conformi alle prescrizioni contenute nella sezione 708della Norma CEI 64-8, che qui vengono sinteticamente riassunte:

1) Detta Se la sezione del conduttore equipotenziale dev’essere:

Se ≥ Sp / 2

dove Sp è la sezione del conduttore di protezione principale.

2) Il valore minimo della sezione Se dev’essere di 6 mm2.

3) Se il conduttore equipotenziale è in rame non è richiesta una sezione Se maggiore di25 mm2.

4) Se il conduttore equipotenziale è di altro materiale la sezione può non superare la sezioneequivalente di quella del conduttore di rame di cui al precedente punto 3.

Un conduttore equipotenziale supplementare che connette due masse deve avere sezione noninferiore a quella del conduttore di protezione di sezione minore.Un conduttore equipotenziale supplementare che connette una massa a masse estranee deveavere sezione non inferiore a metà della sezione del corrispondente conduttore di protezione.Un conduttore equipotenziale che connette fra di loro due masse estranee, o che connette unamassa estranea all’impianto di terra, deve avere sezione non inferiore a 2,5 mm2 se è previstauna protezione meccanica, 4 mm2 se non è prevista una protezione meccanica.Nel caso si utilizzino masse estranee per assicurare il collegamento equipotenzialesupplementare, devono essere soddisfatte le prescrizioni indicate all’articolo 543.2.4 dellaNorma CEI 64-8.

Sezioni minimedei conduttoriequipotenzialiprincipali

Sezioni minimedei conduttoriequipotenzialisupplementari

Conduttori equipotenziali

CONDUTTURE E CAVI

114

Si definisce caduta di tensione la differenza fra il valore della tensione nel punto dialimentazione (origine) e quello nel punto di utilizzazione dell’energia elettrica.

È noto come una tensione troppo bassa ai morsetti dell’utenza, costituisce un elemento negativoper il buon funzionamento dell’impianto poiché a parità di potenza erogata, una tensioneinferiore alla nominale provoca un aumento della corrente assorbita con conseguenteriscaldamento dei conduttori delle apparecchiature alimentate.

Nella Norma CEI 64-8 troviamo una raccomandazione volta a contenere la c.d.t ai morsettidell’utilizzatore entro il limite del 4% della tensione nominale. Il motivo è che i motori elettricisono costruiti per funzionare in servizio normale, con una variazione di tensione non superioreal ± 5 % del valore nominale. Un abbassamento eccessivo di tensione causa sicuramente:- problemi per le utenze più sensibili- un aumento del tempo di avviamento dei motori.

Poiché la coppia motrice di un motore asincrono trifase varia in funzione del quadrato dellatensione, ne consegue che è importante contenere il valore della caduta di tensione entro il 10%nella fase di avviamento del motore. Inoltre tale inconveniente è anche sinonimo di perditepoiché la potenza dissipata è proporzionale al quadrato della corrente.

Nella tabella sono contenuti i valori della resistenza e della reattanza dei cavi unificati dedottidalla tabella UNEL CEI 35023-70.

Il valore della caduta di tensione può essere calcolato mediante la formula classica:

(1) ∆U = k · IB · L · (R· cos ϕ + X · sen ϕ)

volendo il valore percentuale si avrà:

(2)

Dove:IB è la corrente assorbita dall’utenza in AK è un fattore di tensione pari a 2 nei sistemi monofasi e bifasi e a

1,73 nei sistemi trifasiL è la lunghezza della linea in kmR è la resistenza di un chilometro di cavo (Ω/km)X è la reattanza di un km di cavo (Ω/km)Un è la tensione nominale dell’impianto in Vcos ϕ è il fattore di potenza del carico.

∆U∆u % = --------------- 100

Un

CADUTA DI TENSIONENEI CAVI

Definizione e metodidi calcolo

Valore della caduta ditensione

115

Si voglia verificare la caduta di tensione dell’utenza rappresentata in figura avente i seguentidati:

Sezione del cavo 35 mm2

Lunghezza 100 mCorrente assorbita dall’utenza 120 ATensione nominale dell’impianto 400 VCaduta di tensione massima ammessa 3 %Fattore di potenza 0,9

Dalla tabella rileviamo per un cavo tripolare da 35 mm2

r = 0,654x = 0,0783

Applicando la formula (1) si ottiene:∆U =1,73 · 120 · 0,1 · (0,654 · 0,9 + 0,0783 · 0,436) = 12,923 V

Ed applicando la (2) si avrà una ∆U % = 3.23 %

Volendo rientrare nella massima ∆U ammessa del 3 % occorre aumentare la sezione del cavo.

Ripetendo i calcoli con un cavo di sezione 50 mm2 i cui dati sono:r = 0,483 x = 0,0779

applicando la formula (1) si otterrà una ∆U =9,74V

ed applicando la (2) una ∆U % = 2,43 %

La caduta di tensione risulta inferiore al valore imposto (3 %) pertanto la scelta della sezione delcavo è corretta.

Esempio

S = 35 mm2 CuL = 100 mIB = 120 ACOS ϕ = 0,9

cavo multipolare Cu/EPRposa in aria libera ravvicinatasu passerella non perforata

CAVO BIPOLARE, TRIPOLARE

CAVO UNIPOLARE

1,5

14,8

0,168

15,1

0,118

2,5

8,91

0,156

9,08

0,109

4

5,57

0,143

5,68

0,101

6

3,71

0,135

3,78

0,095

10

2,24

0,119

2,27

0,0861

16

1,41

0,112

1,43

0,0817

25

0,889

0,106

0,907

0,0813

35

0,641

0,101

0,654

0,0783

50

0,473

0,101

0,483

0,0779

70

0,328

0,0965

0,334

0,0751

95

0,236

0,0975

0,241

0,0762

120

0,188

0,0939

0,191

0,0745

150

0,153

0,0928

0,157

0,0745

185

0,123

0,0908

0,125

0,0742

240

0,0943

0,0902

0,0966

0,0752

300

0,0761

0,0895

0,0780

0,0750

sez. [mm2]

r [mΩ/m]

x [mΩ/m]

r [mΩ/m]

x [mΩ/m]

TAB. 6.13 - RESISTENZA E REATTANZA SPECIFICA DEI CAVI UNIFICATI (TABELLA UNEL 35023-70) (1)

Note(1) Materiale conduttore: rame, temperatura di riferimento 80°C

CONDUTTURE E CAVI

116

Con l’ausilio delle tabelle che seguono è possibile ricavare la ∆U % per valori diversi del fattoredi potenza considerando:

- La tensione nominale 400 V

- La lunghezza del cavo 100 m

- Il sistema di distribuzione sia trifase

- I cavi conformi alle tabelle UNEL 35023-70.

La caduta di tensione percentuale effettiva della conduttura si ottiene nel seguente modo:

∆U % eff = ∆U % tab.x (L/100) x (IB/IB Tab).

dove:L è la lunghezza della linea in metriIB è la reale corrente di impiego della lineaIB tab. è il valore della prima colonna della tabella immediatamente superiore al valore di IB.∆U% tab è il valore della caduta di tensione percentuale fornito dalla tabella in corrispondenza

a IB Tab.

La tabella relativa al cos ϕ = 0,35 è riferita all’alimentazione di un motore elettrico. Il calcolodella ∆U è considerato nella fase di avviamento del motore supponendo che Ibeff sia uguale allacorrente di avviamento pari a 5 x IB.

Se il circuito è composto da più conduttori in parallelo per fase occorre considerare il valore∆U % in corrispondenza della sezione del singolo conduttore, ad una corrente pari a IB/n° diconduttori in parallelo.

Calcolo della caduta ditensione per diversi valori di cos ϕ

NoteNel caso di distribuzione monofaseoccorre moltiplicare il valore della

tabella per 2

sez. [mm2]Ib [A]

46

10162025324050638090

100125150175200225250275300325350375400450500

1,5

2,073,105,178,27

10,3412,93

2,5

1,251,883,135,006,257,82

10,01

4

0,791,181,973,153,934,926,297,879,83

6

0,530,791,322,112,643,304,225,286,608,32

10,56

10

0,320,480,811,291,612,022,583,234,035,086,467,268,07

16

0,210,310,520,831,041,291,662,072,593,264,144,665,186,477,769,06

10,35

25

0,130,200,340,540,670,841,071,341,682,112,683,023,354,195,035,876,717,55

35

0,150,250,400,500,620,790,991,241,561,992,232,483,103,724,354,975,596,21

50

0,110,190,300,380,480,610,760,951,201,521,711,902,382,853,333,804,284,755,23

70

0,140,220,280,350,440,550,690,871,111,251,391,732,082,432,773,123,473,814,16

95

0,110,170,210,270,340,430,540,670,860,961,071,341,611,872,142,412,682,943,213,48

120

0,140,180,220,290,360,450,560,720,810,901,121,341,571,792,012,242,462,692,913,13

150

0,120,150,190,250,310,390,490,620,690,770,961,161,351,541,731,932,122,312,512,702,89

185

0,110,130,170,210,260,330,420,530,600,660,830,991,16

1,3321,491,651,821,992,152,322,482,65

240

0,110,140,180,220,280,350,450,500,560,700,840,981,121,261,401,541,681,821,962,102,242,52

300

0,120,160,200,250,310,400,450,500,620,740,870,991,121,241,361,491,611,741,861,982,232,48

Tab. 6.14

Caduta di tensione %

a cos ϕ = 0,8 per 100 m

di cavo

117

1,5

2,19

3,29

5,49

8,78

10,97

13,71

2,5

1,33

1,99

3,32

5,30

6,63

8,29

10,61

4

0,830,1252,083,334,175,216,668,3310,41

6

0,56

0,84

1,40

2,23

2,79

3,49

4,47

5,59

6,98

8,80

11,17

10

0,34

0,51

0,85

1,36

1,70

2,13

2,73

3,41

4,26

5,37

6,81

7,66

8,52

16

0,22

0,33

0,54

0,87

1,09

1,36

1,74

2,18

2,72

3,43

4,36

4,90

5,45

6,81

8,17

9,53

10,89

25

0,14

0,21

0,35

0,56

0,70

0,88

1,12

1,41

1,76

2,21

2,81

3,16

3,51

4,39

5,27

6,15

7,03

7,91

35

0,16

0,26

0,41

0,52

0,65

0,83

1,04

1,29

1,63

2,07

2,33

2,59

3,24

4,88

4,53

5,18

5,83

6,47

50

0,12

0,20

0,32

0,39

0,49

0,63

0,79

0,99

1,24

1,58

1,77

1,97

2,46

2,96

3,45

3,94

4,44

4,93

5,42

70

0,14

0,23

0,29

0,36

0,46

0,57

0,71

0,90

1,14

1,28

1,43

1,78

2,14

2,50

2,85

3,21

3,57

3,93

4,28

95

0,11

0,17

0,22

0,27

0,35

0,44

0,55

0,69

0,87

0,98

1,09

1,36

1,64

1,91

2,18

2,46

2,73

3,00

3,27

3,55

120

0,14

0,18

0,23

0,29

0,36

0,45

0,57

0,72

0,82

0,91

1,13

1,36

1,59

1,81

2,04

2,27

2,49

2,72

2,95

3,17

150

0,12

0,15

0,19

0,25

0,31

0,39

0,49

0,62

0,70

0,77

0,97

1,16

1,36

1,55

1,74

1,94

2,13

2,32

2,52

2,71

2,91

185

0,11

0,13

0,16

0,21

0,26

0,33

0,42

0,53

0,59

0,66

0,82

0,99

1,15

1,32

1,48

1,65

1,81

1,98

2,14

2,31

2,47

2,64

240

0,11

0,14

0,18

0,22

0,28

0,35

0,44

0,50

0,55

0,69

0,83

0,97

1,11

1,24

1,38

1,52

1,66

1,80

1,94

2,07

2,21

2,49

300

0,12

0,15

0,19

0,24

0,31

0,39

0,44

0,48

0,61

0,73

0,85

0,97

1,09

1,21

1,33

1,45

1,57

1,70

1,82

1,94

2,18

2,42

sez. [mm2]

Ib [A]

4610162025324050638090100125150175200225250275300325350375400450500

1,5

2,323,485,809,28

11,6014,50

2,5

1,402,103,505,607,008,75

11,21

4

0,881,322,203,524,405,497,038,79

6

0,881,472,352,943,684,715,897,36

10

0,540,901,431,792,242,873,584,485,647,168,068,95

16

0,340,570,911,141,431,832,282,853,604,575,145,717,138,569,99

11,41

25

0,220,370,590,730,921,171,471,832,312,933,303,664,585,506,417,338,25

35

0,160,270,430,540,670,861,081,341,692,152,422,693,364,034,715,386,056,72

50

0,120,200,330,410,510,650,811,021,281,631,832,032,543,053,564,074,585,095,59

70

0,150,230,290,370,470,580,730,921,171,311,461,832,192,562,923,293,654,024,38

95

0,110,180,220,280,350,440,550,700,880,991,101,381,661,932,212,482,763,043,313,59

120

0,150,180,230,290,360,450,570,730,820,911,141,361,591,822,052,272,502,732,963,18

150

0,120,150,190,250,310,390,490,620,690,770,961,161,351,541,741,932,122,312,512,702,89

185

0,100,130,160,210,260,330,410,520,590,650,810,981,141,301,461,631,791,952,122,282,442,60

240

0,110,130,170,220,270,340,430,480,540,670,810,941,081,211,341,481,611,751,882,022,152,42

300

0,120,150,190,230,290,370,420,470,580,700,810,931,051,161,281,401,511,631,751,862,092,33

sez. [mm2]Ib [A]

46

10162025324050638090

100125150175200225250275300325350375400450500

Tab. 6.15


a cos ϕ = 0,85 per 100 m

di cavo

Tab. 6.16


a cos ϕ = 0,9 per 100 m

di cavo

CONDUTTURE E CAVI

118

Tab. 6.17


a cos ϕ = 0,35 per 100 m

di cavo

1,5

4,62

6,93

11,56

18,49

23,11

28,89

2,5

2,83

4,24

7,07

11,31

14,14

17,67

22,62

4

1,80

2,71

4,51

7,22

9,02

11,28

14,43

18,04

6

1,23

1,85

3,09

4,94

6,17

7,71

9,87

12,34

15,43

10

0,78

1,16

1,94

3,10

3,88

4,85

6,20

7,75

9,69

12,21

15,51

17,45

19,39

16

0,52

0,78

1,30

2,07

2,59

3,24

4,15

5,18

6,48

8,16

10,36

11,66

12,96

16,19

19,43

22,67

25,91

29,15

25

0,36

0,53

0,89

1,42

1,78

2,22

2,84

3,55

4,44

5,60

7,11

8,00

8,89

11,11

13,33

15,55

17,77

19,99

22,22

35

0,28

0,41

0,69

1,10

1,38

1,73

2,21

2,76

3,45

4,35

5,52

6,22

6,91

8,63

10,36

12,08

13,81

15,54

17,26

50

0,23

0,34

0,56

0,90

1,13

1,41

1,80

2,25

2,82

3,55

4,51

5,07

5,63

7,04

8,45

9,86

11,27

12,67

14,08

15,49

70

0,18

0,27

0,44

0,71

0,89

1,11

1,42

1,78

2,22

2,80

3,55

4,00

4,44

5,55

6,66

7,77

8,89

10,00

11,11

12,22

13,33

95

0,15

0,23

0,38

0,60

0,75

0,94

1,21

1,51

1,88

2,37

3,01

3,39

3,77

4,71

5,65

6,59

7,53

8,47

9,41

10,36

11,30

12,24

120

0,13

0,20

0,33

0,53

0,67

0,83

1,07

1,33

1,66

2,10

2,66

3,00

3,33

4,16

4,99

5,83

6,66

7,49

8,32

9,15

9,99

10,82

11,65

150

0,12

0,18

0,30

0,49

0,61

0,76

0,97

1,22

1,52

1,92

2,43

2,74

3,04

3,80

4,56

5,32

6,08

6,84

7,60

8,36

9,12

9,88

10,64

11,41

185

0,11

0,17

0,28

0,44

0,55

0,69

0,89

1,11

1,39

1,75

2,22

2,50

2,77

3,47

4,16

4,85

5,55

6,24

6,93

7,63

8,32

9,01

9,71

10,40

11,09

240

0,10

0,15

0,25

0,41

0,51

0,64

0,81

1,02

1,27

1,60

2,04

2,29

2,54

3,18

3,82

4,45

5,09

5,72

6,36

7,00

7,63

8,27

8,90

9,54

10,18

11,45

300

0,14

0,24

0,38

0,48

0,60

0,77

0,96

1,20

1,51

1,91

2,15

2,39

2,99

3,59

4,19

4,78

5,38

5,98

6,58

7,18

7,77

8,37

8,97

9,57

10,76

11,96

sez. [mm2]

Ib [A]

4610162025324050638090100125150175200225250275300325350375400450500

Con un cavo trifase in rame della sezione di 50 mm2 e lunghezza 130 m (0,13 km) si alimentaun motore trifase (400 V) che assorbe:

125 A nominali con cos ϕ = 0,8625 A (pari a 5 In) in fase di avviamento concos ϕ = 0,35

La caduta di tensione sul quadro di alimentazione, pereffetto di altri carichi, è di 3,5 V tra le fasi.

Si chiede la caduta di tensione percentuale ai morsetti delmotore nel funzionamento normale ed in fase diavviamento.

Esempio

M

S = 50 mm2 CuL = 130 mIB = 125 AIAVV = 625 A

119

Dalla tabella della caduta di tensione a cos ϕ 0,8 in corrispondenza della corrente di 125 A edella sezione 50 mm2 troviamo una c.d.v di 2,38 % per 100 m che diventa (2,38x 1,3) = 3,094 %riferita alla lunghezza reale del nostro cavo.

La caduta di tensione percentuale sul quadro è di:∆U % = (3,5/400) x100 = 0,875 %

La c.d.v totale sarà quindi:∆TTOT = ∆U % cavo + ∆U % quadro = 3,094 + 0,875 = 3,97 %

Il valore risulta inferiore a quello suggerito dalla norma e pertanto è accettabile.

Dalla tabella della caduta di tensione a cos ϕ 0,35 (fase di avviamento) in corrispondenza dellacorrente di 125 A e della sezione di 50 mm2 troviamo una c.d.v. del 7,04 % per 100m di cavocon una corrente di avviamento pari a 5 In. Quella corrispondente ad una lunghezza di 140 msarà:∆U % = 7,04 x 1,4 = 9,856 %

Il valore calcolato risulta contenuto nel 10 % suggerito, pertanto si può ritenere accettabile. Incaso contrario è necessario aumentare la sezione del cavo.

Nota: La verifica effettuata si considera normalmente accettabile a meno che il motore abbiauna corrente nominale superiore al 30 % del totale dei carichi allacciati allo stesso quadro. Inquest’ultimo caso si rende necessaria la verifica della caduta di tensione sull’intero sistema dialimentazione.

Un ulteriore metodo veloce per calcolare le cadute di tensione nei cavi unipolari, bipolari etripolari isolati in gomma o materiale termoplastico con grado superiore a 4 nei casi confattore di potenza uguale a 1 o a 0,8 con è indicato nella Tab. 6.10.

Caduta di tensione infunzionamentonormale

Caduta di tensione infase di avviamento

120

PROTEZIONE CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO

La protezione contro le sovracorrenti nelle reti di distribuzione elettrica in bassa tensione, è unacomponente importante del problema più generale della sicurezza e dall'affidabilità degliimpianti elettrici.

In tale ottica è necessario che i conduttori attivi di un circuito elettrico siano protetti da uno o piùdispositivi in grado di interrompere automaticamente l'alimentazione quando si producesovracorrente.

Sovracorrente è una qualsiasi corrente superiore alla portata IZ che può circolare nel cavo. Si tratta di correnti dannose, giacché producono aumenti di temperatura oltre il limiteammissibile. In funzione della loro entità e del tempo di mantenimento le sovracorrenti possonogenerare aumenti lenti o repentini della temperatura e anche la fusione degli isolanti se nonaddirittura del conduttore di rame.Per meglio studiare il problema si usa suddividere le sovracorrenti in due famiglie: isovraccarichi e i corto circuiti.

La protezione contro i sovraccarichi e i corto circuiti può essere assicurata sia in modo separato,con dispositivi distinti, sia in modo unico con dispositivi che assicurano entrambe le protezioni.

Per assicurare la protezione il dispositivo deve:

- interrompere sia la corrente di sovraccarico sia quella di corto circuito, in qualunque puntodella linea, prima che esse provochino nel conduttore un riscaldamento tale da danneggiarel'isolamento;

- essere installato in generale all'origine di ogni circuito e di tutte le derivazioni aventi portatedifferenti (diverse sezioni dei conduttori, diverse condizioni di posa e ambientali, nonché undiverso tipo di isolamento del conduttore) (Fig. 7.1).

La frontiera tra sovracarico e cortocircuito è quanto mai labile e soggettiva, mancando unoggettivo criterio per fissarla. Nella Tab. 7.1 sono evidenziate le differenze principali.Anche le Norme CEI non si sbilanciano eccessivamente a riguardo; pur tuttavia studianoseparatamente queste correnti e ne prevedono il controllo e l'interruzione secondo procedurediverse e quasi indipendenti.

Fig. 7.1

Ciascuna partenza ha

un proprio dispositivo di

protezione

LA PROTEZIONECONTROLE SOVRACORRENTI

121

Una prima differenza riguarda lo stato dell'impianto. I sovraccarichi si manifestano mentrel'impianto è elettricamente sano, cioè privo di guasti e sottoposto a normali modalità di lavoro.

In questo caso responsabile dell'evento è ovviamente un operatore, che sta sfruttando oltremisura (per la quantità o per la sollecitazione unitaria) gli apparecchi utilizzatori a suadisposizione (motori, pompe, corpi illuminanti, ecc.) e, di conseguenza, sollecitaeccessivamente le conduttore coinvolte che assorbono correnti elevate, superiori alla portata edunque sovraccaricano i cavi.

Il corto circuito si verifica invece in un impianto o in un componente in seguito ad un guasto. Perguasto si intende un cedimento casuale e involontario dell'isolamento di uno o più cavi intensione verso massa o fra loro. Tale situazione causa un assorbimento di corrente elevatissimatra i due punti in avaria.

Una seconda differenza è puramente quantitativa e convenzionale e riguarda corrente etempo. Consiste nel limitare a una corrente pari ad esempio a 10 volte la IZ, il confine didemarcazione tra correnti di sovraccarico o di corto circuito e nel fissare in pochi secondi (finoa cinque) il tempo di mantenimento, che caratterizza i cortocircuiti, mentre tempi di duratasuperiore si considerano dovuti a sovraccarichi.

Una terza differenza riguarda la termodinamica del fenomeno. Il sovraccarico, per le limitatecorrenti in gioco, può essere tollerato per qualche tempo e poi interrotto, con assoluta facilità,dai dispositivi interni di apertura degli interruttori automatici. Il cortocircuito, al contrario, deveessere interrotto istantaneamente ed inoltre l'apertura della corrente sollecita pesantemente idispositivi spegniarco interni agli interruttori.

Una quarta differenza si intravede nel diverso modo di rilevazione e sgancio. Il sovraccaricoviene controllato da relè a bimetallo, precisi, ma lenti e tolleranti, mentre il corto è individuatoe sganciato da relè elettromagnetici, sensibilissimi e alquanto rapidi. Del problema dellaprotezione contro le sovracorrenti si fa carico per antonomasia l'interruttore magnetotermico,che deve essere costruito rispettando le specifiche di costruzione, di taratura e di prova fissatedalle norme nazionali ed internazionali.

Tab. 7.1

Differenze tra sovraccarichi

e corto circuiti

SOVRACCARICHI CORTO CIRCUITO

STATO DELL’IMPIANTO

RANGE DI VALORI

TERMODINAMICA

CAUSE

TEMPO-DURATA

APPARECCHIO DI PROTEZIONE

INSTALLAZIONE DELLA PROTEZIONE

RELÈ DI SGANCIODELL’INTERRUTTORE

Integro

IZ == 10 IZ

fenomeno lento e diabatico

umane volontarie

dai secondi, ai minuti alle ore

interruttore automatico

qualsiasi punto sulla linea

termico bimetallo

Guasto

== 10 IZ

fenomeno velocissimo e adiabatico

umane involontarie o accidentali

millisecondi

interruttore automatico o fusibile

all’inizio della linea

bobina elettromagnetica

123

Rapporto di sovraccarico n = IB/IZ

0 0,5 1 1,5 2 2,5 330

40

45

50

60

70

8090

100

150

200

250

300

400

ϒC

ΦZ = 70°C (PVC)

ΦZ = 90 °C (EPR)

Fig. 7.3

Diagramma per

determinare la temperatura

di regime in funzione del

rapporto di sovracarico n

tracciato per θA = 30 °C

Così, ad esempio, un cavo isolato in PVC (ϑR = 70 °C) per un sovraccarico pari a 3 volte IZassumerebbe una temperatura di regime pari a circa 400 °C con inevitabile bruciaturadell'isolante.

Per sovraccarichi più modesti, per esempio pari a 1,5 IZ, il PVC assumerebbe una temperaturadi regime di circa 120 °C e la gomma G2 una temperatura di regime di circa 150 °C; in questaipotesi non si avrebbe la "bruciatura" ma una drastica riduzione della vita del cavo.

Installando un dispositivo con caratteristica d'intervento interamente al di sotto dellacaratteristica di sovraccaricabilità dei cavi (Fig. 7.4) la protezione sarebbe assicuratarispettando la sola condizione:

IN ≤ IZdove:

IN è la corrente nominale del dispositivo

IZ è la portata massima in regime permanente del cavo da proteggere.

Purtroppo, come si è detto, non tutti i dispositivi rispondono a questa condizione e ciò spiegaperché la Norma CEI 64-8/4 imponga ulteriori vincoli.

124


caratteristica disovraccaricabilitàdel cavo

Fig. 7.4

Confronto tra

le caratteristiche

tempo-corrente del cavo e

del dispositivo di

protezione

CRITERI DI PROTEZIONESECONDOLA NORMA CEI 64-8

I conduttori attivi devono essere protetti da dispositivi idonei ad interrompere automaticamentel’alimentazione quando si produce un sovraccarico.Tale protezione non è necessaria se nel circuito non si possono produrre sovraccarichi perqualsiasi motivo (per esempio perché l’utilizzatore non è in grado di assorbire correnti superiorialle portate IZ dei conduttori o perché il generatore non è in grado di erogarle).In casi particolari la protezione può essere omessa purché il sovraccarico sia tale da nonprovocare pericoli per le persone o danni all’ambiente.Si precisa che in tal caso la protezione riguarda i conduttori facenti parte dell’impiantoutilizzatore, e che pertanto possono non risultare protette tutte le parti a valle di prese a spinao del punto di allacciamento di utilizzatori fissi quali ad esempio:

- cavi flessibili di collegamento di utilizzatori, trasportabili mobili o portatili;

- circuiti interni degli utilizzatori;

- avvolgimenti di motori.

I dispositivi idonei ad assumere la tempestiva interruzione dell’alimentazione possono essere,oltre agli interruttori automatici e ai fusibili, anche i relè termici di protezione dei motori o altriapparecchi sensibili alle sovracorrenti con potere di interruzione superiore alla corrente dicortocircuito presente purché abbiano i seguenti requisiti:

- caratteristica tempo/corrente in accordo con quanto specificato nelle norme CEI di prodotto ecomunque tali da interrompere le correnti di sovraccarico prima che possano provocare nociviriscaldamenti degli isolanti, dei terminali e dell’ambiente circostante le condutture;

- corrente nominale non inferiore alla corrente d’impiego della conduttura;

- protezione incorporata o esterna contro i danneggiamenti da cortocircuito.

Quando una conduttura è correttamente protetta dal sovraccarico secondo i criteri dicoordinamento sotto indicati, essa è anche correttamente protetta contro le sovracorrenti di

125

Fig. 7.5

Condizioni limite (minima

e massima protezione)

di una conduttura

contro il sovraccarico

qualsiasi natura che abbiano valori dello stesso ordine di grandezza (guasti a terra,cortocircuiti in fondo a linee lunghe ecc).

La condizione di protezione dal sovraccarico di una conduttura avente corrente di impiego IB eportata IZ è espressa dalle seguenti relazioni:

1) IB ≤ IN ≤ IZ 2) If ≤ 1,45 IZ

Come si nota, la corrente nominale IN del dispositivo di protezione deve essere compresa tra lacorrente di impiego IB e la portata del conduttore IZ e la sua corrente convenzionale diintervento If non deve superare del 45% IZ entro il tempo convenzionale di apertura del relativodispositivo di protezione. Quest'ultima condizione si impone quando il dispositivo di protezioneha caratteristica d'intervento non interamente contenuta entro valori inferiori alla curva limite disovraccaricabilità dei cavi.

Nella Fig. 7.5 si evidenzia la possibilità di trovare la migliore condizione di protezione solo nelcaso in cui la corrente di impiego IB è significativamente inferiore alla portata IZ dei conduttori.

I dispositivi di protezione contro i sovraccarichi possono essere installati in qualsiasi punto dellaconduttura protetta purché a monte non sia prevista alcuna derivazione e la conduttura siaprotetta anche contro il cortocircuito.

Negli impianti IT la protezione contro i sovraccarichi deve sempre essere installata all’originedel circuito a meno che:

- il circuito non sia protetto all’origine conto le correnti di guasto verso terra da un interruttoredifferenziale;

- l’intero circuito, utilizzatori e condutture comprese, sia del tipo a doppio isolamento (classe II)

126


Preliminarmente si ritiene utile ribadire la differenza concettuale tra sovraccarico e cortocircuito che non dipende solo dall’intensità delle correnti in gioco ma dalla situazione delcircuito:

- Il sovraccarico presuppone che l’intero circuito di alimentazione sia correttamente isolato eche l’anomalia sia imputabile esclusivamente agli utilizzatori, nel senso che essi prelevano uncarico superiore alla corrente d’impiego prevista;

- Il cortocircuito presuppone invece che la corrente si chiuda a monte dell’impedenza costituentel’utilizzatore a causa di un guasto d’isolamento sul circuito di alimentazione che può verificarsiin linea; ne consegue che ogni circuito può presentare infinite situazioni di corto circuito indipendenza del punto di guasto e dell’impedenza di guasto e che l’apparecchio di protezionedeve essere installato all’origine della linea da proteggere.

Non è quindi corretto concepire il sovraccarico come una sovracorrente di poco superiore allacorrente d’impiego ed il corto circuito come una sovracorrente intensissima: infatti un cortocircuito, su circuiti ad alta impedenza, può comportare correnti dello stesso ordine digrandezza di quelle dovute al sovraccarico.

Per il calcolo della corrente di cortocircuito, necessario ai fini della scelta degli apparecchi diprotezione, vengono convenzionalmente imposte alcune semplificazioni che sonoesplicitamente definite dalla Norma CEI 64-8; più precisamente:

1) nel calcolo della corrente di cortocircuito va trascurata l’impedenza del guasto (art. 25-8della Norma CEI 64-8/2);

2) la corrente di cortocircuito presunta nei circuiti a corrente alternata è il valore efficace dellacomponente simmetrica.

Il concetto di componente simmetrica è sintetizzato in figura 7.6.

Per la scelta degli apparecchi di protezione si deve considerare sia la corrente presunta dicortocircuito massima sia la minima; il primo valore è significativo ai fini antinfortunistici,poiché lo si può ottenere trascurando le impedenze incognite con errori per eccesso che tornanoin favore alle indicazioni della Norma CEI.

Il valore minimo è invece convenzionale e per il suo calcolo si deve fare riferimento alle formulesemplificate fornite dalla Norma CEI 64-8, all’articolo 533.3 (commenti):

a) I = quando il conduttore di neutro non è distribuito

dove:

U = tensione concatenata di alimentazione in volt;

ρ = resistività a 20 °C del materiale dei conduttori (Ω • mm2/m) (0,018 per il rame - 0,027 perl’alluminio);

L = lunghezza della conduttura protetta (m);

S = sezione del conduttore (mm2);

I = corrente di cortocircuito presunta (A).

0,8U

1,5ρ 2LS

IL CORTOCIRCUITO

Corrente realee corrente presuntadi cortocircuito

127

corrente di cortocircuito

componente unidirezionale

tempo (t)

componente simmetricaAndamento reale

corrente (I)

corrente (I)

Andamento convenzionale

Intempo (t)

I CC = ICCM sen (ω t + ψcc - ϕcc) + (in - icc) et

T__

Componente simmetrica Componente unidirezionaledove:

ICCM =

ψ = angolo di attacco del cortocircuito rispetto alla tensione

ϕcc = angolo di sfasamento della corrente di cortocircuito rispetto allatensione

in = valore istantaneo di In all'attacco del cortocircuito

icc = valore istantaneo della componente simmetrica Icc all'attacco delcortocircuito

T = costante di tempo del circuito a monte del guasto

Tensione di fase (MAX) V f M

Impedenza di c.to c.to ZCC=

2 ICC

Fig. 7.6

Transitorio di cortocircuito

128


RESISTENZE DEI CAVIAL CORTOCIRCUITO

b) I = quando il conduttore di neutro è distribuito

dove:

Uo = tensione di fase di alimentazione in volt;

m = rapporto tra la resistenza del conduttore di neutro e la resistenza del conduttore di fase(nel caso essi siano costituiti dallo stesso materiale, esso è uguale al rapporto tra lasezione del conduttore di fase e quella del conduttore di neutro).

Generalmente, salvo il caso di guasto in fondo a linee lunghe di bassa potenza e quindi dinotevole impedenza, il cortocircuito è un guasto che si caratterizza con un’elevata correntedovuta al contatto con impedenza trascurabile, fra due elementi del circuito a diversopotenziale.

Appare subito evidente che in questa situazione lo sviluppo di calore è tale che, se non siprovvede ad una rapida interruzione della corrente che fluisce nel circuito elettrico, tutti glielementi dello stesso possono risultare danneggiati non solo per l’elevato effetto termico, maanche per gli sforzi elettrodinamici di attrazione o di repulsione che si manifestano fra i varicomponenti dell’impianto.

Per effetto della correte di cortocircuito i cavi possono subire, se non intervengonoadeguatamente i dispositivi di protezione, danni irreversibili sia per effetto termico che pereffetto elettrodinamico.

Ciascun tipo di materiale isolante è caratterizzato da una temperatura massima sopportabileper tempi brevi (in genere non superiori a 5 s), chiamata temperatura di cortocircuito θcc.

In generale la temperatura θcc varia da 150 a 300 °C e, per evitare che venga superata, ilcortocircuito è un fenomeno che deve essere estinto in pochi millisecondi.

Con temperature e tempi di quest’ordine di grandezza il transitorio termico di riscaldamentodei cavi può considerarsi adiabatico.

La Norma CEI 64-8/434.3.2 prevede che il dispositivo di protezione debba intervenire intempo inferiore a quello che potrebbe fare superare al conduttore la massima temperaturaammessa. Da cui la condizione:

Dove I2 t = energia specifica passante, k = fattore dipendente dal tipo di conduttore e isolamentoe S = sezione del conduttore da proteggere.

Nel paragrafo che segue vengono forniti i valori di K una volta fissati i valori di θo e θcc infunzione della tipologia del cavo e dell’isolante dove: θcc è la temperatura finale del conduttoredurante il cortocircuito in °C e θz è la temperatura iniziale del conduttore all’inizio delcortocircuito in °C.

PVC: θz = 70 °C; θcc = 160 °C K = 115

Gomma: θz = 70 °C; θcc = 200 °C K = 135

Polietilene: θz = 75 °C; θcc = 220 °C K = 143

Per giunzioni saldate a stagno θcc = 160 °C K = 115

Conduttore nudo non a poratata di mano θcc = 500 °C K = 200

Nella Tab. 7.2 sono riportati i valori di K2S2 x 103 relativi a questi tre tipi di isolanti.

K 2S2 ≥ I2 t

0,8UO

1,5ρ (l+m) LS

129

Tab. 7.2

Valori massimi ammissibili

in k(A2s) dell'integrale

di Joule

SEZIONE MM2 CAVI IN RAME - ISOLAMENTOIN PVC K=115

CAVI IN RAME - ISOLAMENTOIN GOMMA K=135

CAVI IN RAME - ISOLAMENTO IN GOMMAG5 O POLIETILENE RETICOLATO K=143

11,52,54610162535507095120150185240

13,229,782,6211,6476,11322,53385,68265,616200,63306264802119355190440297562452625761760

18,24111329165618224665113902232545562893021644802624404100626257501049760

20,44946,010127,806327,184736,1642044,952341278125050511221002001753242944654601026998671177862

Per quanto riguarda l’effetto elettrodinamico, esso ha rilevanza significativa solo nel caso dielevate correnti di corto circuito.

In linea di massima la forza di attrazione o repulsione tra i conduttori è data dalla seguenterelazione:

dove:

F = forza in Newton

IM = corrente di picco in kA

d = distanza media tra i conduttori in cm

L = lunghezza dei conduttori in cm.

Generalmente il calcolo degli sforzi elettrodinamici si effettua per il dimensionamento degliancoraggi per le sbarre, nei grossi quadri di distribuzione, mentre non si tiene conto delfenomeno negli impianti di distribuzione in bassa tensione con correnti di cortocircuito inferioria 20-30 kA.

F =0,2I2 L

M

d

130


Per la protezione lato BT dei trasformatori MT/BT la scelta degli interruttori deve tenere contofondamentalmente della corrente nominale del trasformatore protetto, lato B.T., da cuidipendono la portata dell’interruttore e la taratura delle protezioni e della massima corrente dicorto circuito nel punto di installazione, che determina il potere di interruzione minimo che devepossedere l’apparecchio di protezione.La corrente nominale del trasformatore, lato BT, vienedeterminata dall’espressione

In =Sn x 103

√3 x U20

conSn = potenza nominale del trasformatore, in kVA.U20 = tensione nominale secondaria (a vuoto) deltrasformatore, in V.In = corrente nominale del trasformatore, lato BT, in A(valore efficace).

La corrente di corto circuito trifase a piena tensione,immediatamente ai morsetti di BT del trasformatore, èesprimibile con la relazione (nell’ipotesi di potenzainfinita al primario)

Icn =In x 100

Ucc%dove:Ucc% = tensione di corto circuito del trasformatore, in %.In = corrente nominale, lato BT, in A (valore efficace).Icn = corrente di corto circuito nominale trifase, lato BT, in A (valore efficace).

La corrente di corto circuito si riduce, rispetto ai valori dedotti dall’espressione precedente, sel’interruttore è installato ad una certa distanza dal trasformatore tramite un collegamento incavo o in sbarra, in funzione dell’impedenza del collegamento.

U20

SCELTADELL’INTERRUTTOREGENERALE A VALLEDEI TRASFORMATORI

Scelta dell’interruttoreMTS Gewiss

SN [KVA]

TAB. 7.3 - SCELTA DELL’INTERRUTTORE MTS IN FUNZIONE DEL TRASFORMATORE IN OLIO

160 200 250 315

Ucc(1) %

In (2) [A]Icn

(2) [kA]Perdite a vuoto WPerdite in c.c. WInterruttore MTS Gewiss

42315,84602350

MTS250MTSE250

42897,25502750

MTSE630(400)

43619

6503250

MTSE630(400)

445511,47803850

MTSE630

100

41443,63201750

MTS160

400

457714,49304600

MTSE800

500

472218

11005450

MTSE800

630

690915,213006500

MTSE1600

800

6115519,315507900

MTSE1600

1000

6144324,1170010500

MTSE1600

La tabella che segue mostra alcune possibili scelte di interruttori MTS Gewiss in funzione dellecaratteristiche del trasformatore da proteggere.Attenzione: le indicazioni sono valide alle condizioni indicate in tabella; per condizioni diverseè necessario rivedere i calcoli e adeguare le scelte.

Sn

InIccn

50

4721,890

1100MTS160

131

Per il calcolo della corrente nominale del trasformatore vale quanto indicato precedentemente.Il potere di interruzione minimo di ogni interruttore di protezione lato BT deve risultare superioreal maggiore dei seguenti valori (l’esempio è relativo alla macchina 1 della figura e vale per tremacchine in parallelo):

- Icc1 (corrente di corto circuito del trasformatore 1) in caso di guasto immediatamente a valledell’interruttore I1;

- Icc2 + Icc3 (Icc2 e Icc3 = correnti di corto circuito dei trasformatori 2 e 3) in caso di corto circuitoa monte dell’interruttore I1.

Gli interruttori I4 e I5 sulle partenze devono possedere un potere di interruzione superiore a Icc1+ Icc2 e Icc3; naturalmente il contributo alla corrente di corto circuito di ciascun trasformatoreviene attenuato dalla linea di collegamento trasformatore-interruttore (da determinare caso percaso).

(1) Per valori della tensione di corto circuito percentuale U’cc% diversi dai valori Ucc% indicati in tabella, la corrente di corto circuito nominaletrifase I’cn diventa:

I’cn =Icn Ucc%

U’cc%

(2) I valori calcolati sono relativi ad una tensione U20 di 400 V, per valori di U’20 diversi, moltiplicare In e Icn per i fattori k seguenti:

Esempio applicativo

I1

1

I2

2

I3

3

I4 I5

Icc1

Icc2 + Icc3

Icc1 + Icc2 + Icc3

Interrutore AInterrutore B

SN [KVA]

TAB. 7.4 - SCELTA DELL’INTERRUTTORE MTS IN FUNZIONE DEL TRASFORMATORE IN RESINA

160 200 250 315

Ucc(1) %

In (2) [A]Icn

(2) [kA]Perdite a vuoto WPerdite in c.c. WInterruttore MTS Gewiss

62313,94802400

MTS250MTSE250

62894,85602820

MTSE630(400)

63616

6453150

MTSE630(400)

64557,67804050

MTSE630

100

61442,43601785

MTS160

400

65779,69104550

MTSE800

500

672212,110605600

MTSE800

630

690915,212106750

MTSE1600

800

6115519,313008000

MTSE1600

1000

6144324,116559200

MTSE1600

132


TRASFORMATORI INTERRUTTORE A (SECONDARIO DEL TRASFORMATORE)

Attenzione: la tabella sottostante fa riferimento alle condizioni specificate nella paginaprecedente; le indicazioni per la scelta degli interruttori sono fornite solo in funzione dellacorrente di impiego e della corrente presunta di corto circuito. Per una scelta corretta devonoessere considerati anche altri fattori quali selettività, protezione di back-up, decisione diimpiegare interruttori limitatori, ecc. È quindi indispensabile una puntuale verifica da parte deiprogettisti.Occorre inoltre tenere presente che le correnti di corto circuito riportate in tabella sonodeterminate nell’ipotesi di potenza infinita a monte dei trasformatori e trascurando leimpendenze delle sbarre e delle connessioni agli interruttori: i valori così determinanti risultanosuperiori a quelli reali.

1x1002x1001x1602x1601x2002x2001x2502x2501x3152x3151x4002x4001x5002x5001x6302x6303x6301x8002x8003x8001x10002x10003x1000

INTERRUTTORE B (PARTENZA LINEA UTENZA)

144144231231289289361361455455577577722722909909909115511551155144314431443

3,63,65,85,87,27,299

11,311,314,414,41818

15,115,130,219,319,338,624,124,148,2

MTS160BMTS160B

MTS250N/MTSE250NMTS250N/MTSE250N

MTSE630N (320A)MTSE630N (320A)MTSE630N (400A)MTSE630N (400A)

MTSE630NMTSE630NMTSE630NMTSE630NMTSE800NMTSE800N

MTSE1600N (1000A)MTSE1600N (1000A)MTSE1600N (1000A)MTSE1600N (1250A)MTSE1600N (1250A)MTSE1600N (1250A)

MTSE1600NMTSE1600NMTSE1600S

1442882314622895783617224559105771154722144490918182727115523103465144326864329

3,67,25,811,67,214,4

918

11,322,614,428,81836153045

19,338,657,924,148,272,3

BB-NB-NB-NB-NB-NB-NN

B-NN-SB-NN-SN

N-SN-SS-HS-HN-SS-H

LS-HHL

TAB. 7.5 - SCELTA DEGLI INTERRUTTORI MTS IN FUNZIONE DELLA CORRENTE D’IMPIEGO E DELLA CORRENTE PRESUNTA DI CORTOCIRCUITO

NUMERO DI

TRASFORMATORI

IN PARALLELO

E RELATIVA

POTENZA SN

[KVA]

CORRENTE

NOMINALE DEL

TRASFORMATORE

LATO B.T.IN[A]

CORRENTE

DI CORTO CIRCUITO

PRESUNTA

ICC

[KA]

TIPO DIINTERRUTTORE

CORRENTE

TOTALE

DISPONIBILE

I[A]

CORRENTE

DI CORTO

CIRCUITO

PRESUNTA

[KA]

CLASSE DI PRESTAZIONEIN CORTOCIRCUITO

133

SCELTA DEGLIINTERRUTTORI NEI QUADRIDI DISTRIBUZIONE

Scopo del presente paragrafo è il calcolo delle correnti di corto circuito nei vari punti didiramazione dell’impianto e la conseguente appropriata scelta dei dispositivi di manovra eprotezione. Nel primo esempio viene sviluppato un calcolo di tipo rigoroso mentre negli esempisuccessivi vengono proposti due metodi approssimati che permettono però una soluzionerapida del problema.

R1 = (U202/Pcc • 103) cosϕcc = (4002/500 • 103) • 0,15 = 0,0480 mΩ

X1 = (U202/Pcc • 103) senϕcc = (4002/500 • 103) • 0,98 = 0,313 mΩ

Z1 = R12 + X1

2 = 0,317 mΩ

U202 Ucc 4002 5

Ztrasf = • = • = 6,4 mΩ Ztrasf ≅ Xtrasf

An 100 1250 100

L 12 R3 = ρ = 18 • = 0,225 mΩ

S 4 • 240

U20

Calcolo della Icc presunta:3 • (X1 + X2 + X3)2 + (R1 + R3)2

400 VIcc presunta = = 32,91 kA

3 • (0,313 + 6,4 + 0,30)2 + (0,048 + 0,225)2

È pertanto opportuno installare un apparecchio avente Icu ≥ Icc ossia, ad esempio unMTS 160 N o MTS 250 N (Icu = 36 kA).

Pcc = 500 MVA

cosϕcc = 0,15

Xl 0,1 X3 = l • = 12 • = 0,30 mΩ

n° 4conduttori

Supponendo la sezione del PE = 1/2 sezione di fase RPE = 0,45 mΩ XPE = 0,30 mΩ

20000/400 V

1250 kVA

Ucc% = 5%

Linea 4 x 240 mm2/per faselunghezza 12 m

Icc presunta = 32,91 kA

Esempio di calcolorigoroso della correntedi cortocircuito

Nella situazione circuitale presunta, la reattanza per metrolineare Xl = 0,1 mΩ

134


La situazione rappresentata è la seguente: il quadro principale si trova sotto un trasformatore inolio da 1000 kVA; dal quadro principale partono più linee, tra cui la linea 1 che va adalimentare un quadro di distribuzione acui fanno capo le seguenti utenze:- forno elettrico: potenza 420 kW- motore asincrono: potenza 60 kW- impianto di illuminazione: potenza

22 kW.Occorre precisare, prima di sviluppare icalcoli, che mentre per quanto riguardala determinazione delle correnti d’im-piego IB nelle varie sezioni dell’impian-to è necessario tener conto delle utenzeallacciate all’impianto stesso e dei lorocoefficienti di contemporaneità, per ladeterminazione delle correnti presuntedi corto circuito alle partenze di ciascuninterruttore si considerano le carat-teristiche delle varie linee (lunghez-za, resistenza e reattanza indutti-va), nonché la potenza di corto circui-to nominale Scc all’ingresso deltrasformatore che è stata posta pari adinfinito (normalmente si assume il valoredi 500 MVA che raramente vienesuperato).

Il calcolo della generica corrented’impiego IBn viene effettuatoapplicando la formula:

IBn =Pn

√3 Un cosϕ

dove Un deve intendersi la tensione alla sbarra del quadro di distribuzione che, nell’esempio èpari a 400 V, mentre il cosϕ, angolo di sfasamento tra tensione e corrente delle singole utenze,è pari a 1 per il forno e le lampade, pari a 0,8 per il motore.La tabella riassume i valori calcolati:

Calcoli

FornoMotoreIlluminazione

Un (V)400400400

10,81

60610832

Pn (kW)4206022

cosϕ IB (A)

UTENZE

M3

Iccn

AQuadro principale

Icc1

IBTOT

Icc2 Icc3 Icc4

D E F

IB3

IB3

KHIB2IB1 G

5 6 7

C

Esempio di calcoloapprossimato dellacorrente di cortocircuito

B

135

Assunto c (fattore di contemporaneità) uguale a 1, la corrente IBTOT nel tratto di linea BC è datadalla relazione:

nIBTOT = Σ i (Ibi x c)

I

che nell’esempio diviene nel punto A:IBTOT = IB1 + IB2 + IB3 = 746 A

Per quanto concerne la determinazione delle correnti di corto circuito, avendo assunto l’ipotesidi un trasformatore da 1000 kVA dalla Tab. 7.3 si ritrova un valore di Icc di 28,9 kA in A equindi B. Nota Icc1 e IBTOT la scelta dell’interruttore all’inizio della linea BC diviene automatica ed inparticolare: MTSE 800, tipo N-36 kA.Per determinare le correnti di corto circuito nei punti D, E, F del quadro di distribuzionesecondaria, oltre alla potenza Pn del trasformatore (nel nostro esempio: 1000 kVA) risulta difondamentale importanza conoscere il valore dell’impedenza Zc del cavo che è funzione; dellalunghezza del cavo, nonché dalla sua resistenza ed induttanza, valore quest’ultimo di nonsempre facile determinazione dipendendo da molteplici fattori (tipo del cavo, tipo di posa,distanziamento dei conduttori, ecc.). Con l’intento di fornire una metodologia operativa edefficace, viene fornita la tabella 7.6 dove, per cavi in rame, in funzione della lunghezza e dellasezione viene immediatamente individuato il valore di Zc

(1), noto il quale (Tab. 7.7) si ricavaimmediatamente il valore della corrente di corto circuito.

(1) L’impedenza Zc è data dalla formula Zc = Rc2 + Xc

2 dove a sua volta la reattanza Xc è legata all’induttanza Lc dalla relazione Xc = 2 π FLc.Mentre la resistenza Rc è, a parità di temperatura, un parametro sempre noto e facilmente determinabile, l’induttanza Lc dipende da moltifattori tra cui: frequenza, disposizione cavi ecc. che possono variare caso per caso. La tabella pertanto fornisce valori approssimati validinella maggioranza dei casi per applicazioni standard.

TAB. 7.6 - IMPEDENZA ZC NEI CAVI IN RAME TRIPOLARI

SEZIONE CAVO (MM2)

Lungh.cavo(m) Impedenza cavo Zc in Ω (cavi tripolari)1 19 12,7 7,6 4,7 3,2 1,9 1,2 0,8 0,5 0,4 0,3 0,2 0,17 0,15 0,13 1,11 0,093 57 38 22,8 14,2 9,5 5,7 3,6 2,3 2,6 1,2 0,84 0,64 0,53 0,44 0,38 0,33 0,295 95 63,3 38 23,8 15,8 9,5 5,9 3,8 2,7 1,9 1,4 1,1 0,88 0,74 0,64 0,54 0,498 152 101,3 60,8 25,3 25,3 15,2 9,5 6,1 4,4 3 2,2 1,7 1,4 1,2 1 0,87 0,7910 190 126,7 76 31,7 31,7 19 11,9 7,6 5,5 3,9 2,8 2,1 1,8 1,5 1,3 1 0,9815 285 190 114 47,5 47,5 28,5 17,9 1,5 8,2 5,8 4,2 3,2 2,6 2,2 2,9 1,6 1,520 380 253,3 152 71,3 63,4 38 23,8 15,3 11 7,7 5,6 4,3 3,5 2,9 2,5 2,2 1,925 475 316,7 190 95 79,2 47,6 29,3 19,1 13,7 9,7 7 5,3 4,4 3,7 3,2 2,7 2,430 570 380 228 118,8 95 57 35,7 22,9 16,5 11,6 8,4 6,4 5,3 4,4 3,8 3,3 2,935 665 443 266 142,5 110,9 66,6 41,7 26,7 19,2 13,6 9,9 7,5 6,1 5,1 4,4 3,8 3,440 760 506 304 166,3 126,7 76 47,6 30,6 21,9 15,5 11,3 8,5 7 5,9 5 4,4 3,960 1140 760 456 190 190 114 71,4 45,9 32,9 23,2 16,9 12,8 10,5 8,8 7,6 6,5 5,9100 1900 1266 760 316,8 316,8 190,2 119 76,4 54,9 38,7 28,2 21,4 17,5 14,7 12,7 10,9 9,8

1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300

136


TAB. 7.7 - VALORI DELLA ICC IN FUNZIONE DELLA POTENZA DEL TRASFORMATORE E DELL’IMPEDENZA DEL CAVO

PN (KVA)

Lungh.cavo(m) Icc in kA a 400 V (per un solo trasformatore di alimentazione)

2,26 3,58 4,46 5,7 7,1 8,84 11,1 14 17,3 21,6 24,2 27,11 2,25 3,55 4,42 5,63 6,99 8,66 10,8 13,5 16,7 20,6 23 25,53 2,2 3,44 4,25 5,35 6,57 8,03 9,84 12 14,5 17,4 19 20,75 2,16 3,33 1,09 5,1 6,2 7,5 9 10,9 12,8 15 16,2 17,48 2,1 3,19 3,87 4,77 5,71 6,8 8,04 9,46 10,9 12,4 13,3 14,110 2,06 3,1 3,74 4,57 5,43 6,39 7,49 8,71 9,9 11,2 11,8 12,515 1,97 2,89 3,45 4,14 4,83 5,58 6,40 7,26 8,08 8,9 9,32 9,7120 1,88 2,72 3,2 3,78 4,35 4,95 5,58 6,23 6,82 7,4 7,68 7,9525 1,81 2,56 2,98 3,48 3,96 4,45 4,95 5,46 5,9 6,33 6,54 6,7330 1,73 2,42 2,79 2,23 3,63 4,04 4,45 4,85 5,20 5,53 5,69 5,8335 1,67 2,29 2,62 3,01 3,35 3,7 4,04 4,37 4,65 4,91 5,04 5,1550 1,5 1,98 2,22 2,49 2,73 2,95 3,17 3,36 3,53 3,68 3,75 3,81100 1,12 1,36 1,48 1,59 1,68 1,76 1,84 1,9 1,96 2 2,02 2,04200 0,74 0,84 0,88 0,92 0,95 0,98 1 1,02 1,03 1,05 1,05 1,06

63 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000

Con riferimento all’esempio proposto, supponendo che il tratto di linea BC sia lungo 20 m eche il cavo prescelto abbia una sezione di 300 mm2, posato in area libera su piano orizzontalela consultazione delle tabelle 2 e 3 indica quale probabile valore massimo della corrente dicorto circuito nei punti D, E, F il valore di 25,5 kA (avendo assunto, prudenzialmente il valoredi Zc = 1 mΩ, anziché 1,9 mΩ).Con ragionamento analogo, nota la lunghezze e la sezione del cavo nel tratto: FK, chenell’esempio viene ipotizzato uguale a:DG = l1 = 10 m S1 = 185 mm2

EH = l2 = 30 m S2 = 70 mm2

FK = l3 = 35 m S3 = 10 mm2

si ricavano i valori delle correnti di corto circuito nei punti: 5, 6 e 7; Icc5, Icc6, Icc7 (ricordarsi inquesto caso di sommare(1) all’impedenza del tratto di cavo FK quella già determinata del trattoBC). I valori dedotti dalle tabelle 7.6 e 7.7 sono i seguenti:

Icc2 = Icc6 = Icc7 = 3,81 kA

Dopo aver determinato tutti gli elementi necessari, la scelta consigliata delle apparecchiature dimanovra e protezione è riassunta nella Tab. 7.8.

POSIZIONE DELL’INTERRUTTORE INTERRUTTORE IN(A)

1234567

MTS 800MTS 630MTS 160MTS 160MTC 45MTC 45MTC 45

800630160125161616

50363616

4,5(2)

4,5(2)

4,5(2)

(1) La somma dei moduli delle varie impedenze comporta un errore che sarà tanto minore quanto più vicini tra loro saranno gli angoli di fasedelle impedenze degli elementi considerati.

2) Relativamente agli interruttori modulari (serie MTC), in conformità alla Norma, viene fornito il valore del potere di interruzione Icn anziché delpotere nominale limite di corto circuito Icu.

Tab. 7.8

Scelta dell’interruttoreIN(A) ICN(KA)

137

Nei confronti del corto circuito, la norma relativa agli interruttori definisce due grandezzecaratteristiche relative alla tenuta alle sollecitazioni termiche ed elettrodinamiche degliapparecchi:Corrente ammissibile di breve durata Icw (kA efficaci) rappresenta il valore di corrente chel’interruttore è in grado di sopportare, senza essere danneggiato per un certo tempo, (ad es. 1sec.)Potere di chiusura in cortocircuito Icm (kA di cresta): rappresenta il valore della corrente dicortocircuito che un interruttore può stabilire, senza essere danneggiato, al momento dellachiusura su un cortocircuito

Un interruttore di manovra sezionatore, è in grado di interrompere la corrente nominale manon quella di cortocircuito occorre pertanto proteggerlo dal cortocircuito, inserendo a montedei fusibili o un interruttore automatico limitatore di corrente. Entrambi i componenti citatihanno l’effetto di limitare sia il valore di cresta della corrente di cortocircuito che l’energiapassante I2t a valori che l’interruttore di manovra può sopportare.

Con la protezione ed il potere limitatore dei fusibili e degli interruttori automatici, risultapertanto possibile inserire un sezionatore in un punto della rete in cui i valori di cresta edefficaci della corrente di cortocircuito siano superiori a quelli ammissibili dall’interruttore dimanovra.

Il valore efficace della corrente di cortocircuito presunta che un apparecchio è in grado disopportare viene anche definito”corrente condizionale di cortocircuito”

Per la scelta di un interruttore non basta tener conto della corrente nominale, ma èindispensabile conoscere la corrente di cortocircuito Icc nel punto di installazione. Le tabelle cheseguono permettono di definire il valore della corrente di cortocircuito trifase in un punto dellarete a valle di un cavo conoscendo i seguenti dati:- Il valore della corrente di cortocircuito trifase a monte del cavo.- La lunghezza e la sezione del cavo (supponendo che sia in rame).

Conoscendo il valore della corrente di cortocircuito a valle risulterà agevole dimensionare inmodo corretto l’interruttore automatico scegliendo un potere di interruzione almeno pari osuperiore al valore della corrente di cortocircuito Icc. nel punto di installazione.

Nota: qualora i valori della Icc a monte e della lunghezza del cavo, non risultino in tabella, èopportuno adottare i seguenti valori:- Il valore della Icc a monte immediatamente superiore.- La lunghezza del cavo immediatamente inferiore

In questo modo la Icc a valle risulterà sempre maggiore di quella effettiva a favore dellasicurezza.

Scelta rapida degliinterruttori secondari eterminali

138


Considerando la rete elettrica indicata in figura sapendo che

La tensione nominale è di 400 V.

La sezione del cavo è di 35 mm2 e la sua lunghezza 20 m.

Supponendo una Icc a monte di 32 kA si vuol conoscere il valore della Icc a valle.

Procedere sulla riga relativa alla sezione 35 mm2 sino ad incontrare la lunghezza approssimataimmediatamente inferiore ai 20 m dall’esempio (= 19 m).

Determinare la corrente di cortocircuito a valle nell’intersezione tra: la colonna della lunghezzadel cavo di 19 m e la riga relativa alla Icc immediatamente superiore ai 32 kA dell’esempio(= 35kA).

Nel nostro caso, il valore della corrente di cortocircuito a valle sarà di 16 kA. Si dovrà pertantoscegliere un interruttore con potere di interruzione almeno di 16 kA.

Scelta degli interruttori:interruttore A - MTS 250 Ninterruttore B - MT 250interruttore C - MTS 160 B

C

A

400 V

B

IB IB

35 mm2

20 m

Icc = 32 kA

Esempio

139

Note alla tabella:

1) I valori della tabella sono stati calcolati considerando:La tensione trifase di 400 VI cavi trifasi in rameLa temperatura del rame di 20° C

2) Nel caso di una tensione trifase concatenata di 230 V dividere le lunghezze indicate nella tabella per √3 = 1,732

3) Se sono installati cavi in parallelo occorre dividere la lunghezza per in numero dei cavi in parallelo.

SEZIONE

DEI CAVI [MM2] LUNGHEZZA DEI CAVI [M]

11,62,33,14578891011151718232528

7167615549423935312723211510754

1,42,23,3568101213151617232629353944

6057534944383632292622201410754

1,22

3,156912151720222426353944525966

4947454238343229272421191310754

1,21,72,847913172226303437415259677789100

383736343229272523211917139754

11,62,43,969131824313743495560748698112130147

292928272524232120181715129754

1,42,33,46914192636465565748492111129147166194221

212121201918181716151413108654

1,21,93571218253548627689102116127151177203227266304

16161616151514141313121197644

1,72,64610162534486686104122140161177208244281312367

1212121212111111111010986544

2,33,9691524385274101132160189218250276321378

88888888877765443

3,358122133517199136178217256295340375

66666666666654433

56101525396185120164215262310357

55555555555544433

61017254166103143201276362

33333333333333322

91320305070123174242332435

33333333333333322

121625376299154215303

22222222222222222

11,31,61,92,12,32,42,62,7455677

9183756657484439343025221510754

1,21,52

2,52,93,33,63,944778101112

8679726455474338342925221510754

1,11,62,12,83,6455667101112151617

8074686153454137332924211510754

Icc a monte [kA] Icc a valle [kA]

1,52,54610162535 esempio5070951201501852403002 x 1202 x 1502 x 1853 x 1203 x 1503 x 185

1009080706050454035 esempio30 25221510754

TAB. 7.9 - DETERMINAZIONE ICC A VALLE DI UN CAVO

140


Gli apparecchi destinati all’apertura in caso di cortocircuito devono possedere caratteristichetali da assicurare l’interruzione ottimale del circuito.

La caratteristica fondamentale è che l’apparecchio deve possedere un potere nominale diinterruzione non inferiore alla corrente presunta di cortocircuito nel punto considerato, ossia:

Icn ≥ Icc

Per potere nominale di interruzione si intende il massimo valore efficace della componentesimmetrica che l’apparecchio è in grado di interrompere in condizioni di tensione e concaratteristiche circuitali specificate dalle norme.

Il potere di interruzione degli apparecchi e le relative norme di riferimento sono specificate daicostruttori.

Per la scelta corretta del dispositivo di protezione non basta valutare attentamente il potere diinterruzione, ma occorre anche conoscere quale è il massimo dell’energia specifica passanteche il dispositivo lascia passare durante l’interruzione.

Il valore dell’energia specifica passante è di notevole importanza in quanto deve risultareinferiore al massimo valore dell’energia specifica passante sopportata dal cavo in condizionedi cortocircuito, per cui si deve sempre verificare la seguente relazione:

K2S2 ≥ I2t

In relazione al tipo di dispositivo adottato per la protezione da cortocircuito, per fusibili ointerruttori automatici si presentano gli andamenti tipici dell’energia specifica passante (Fig. 7.7e 7.8).

I t(A S)

22

Icc (kA)

Fig. 7.7

Andamento l2t/Icc

tipico dei fusibili

IL POTEREDI INTERRUZIONEDEGLI APPARECCHI E LECARATTERISTICHEDI LIMITAZIONE

141

I criteri per la scelta del dispositivo di protezione contro i cortocircuiti vengono indicati dallaNorma CEI 64-8 al capitolo 53.

Tutti i conduttori devono risultare adeguatamente protetti dal cortocircuito all’inizio dellaconduttura fatta eccezione per i seguenti tre casi per i quali è richiesta però la verifica delminimo pericolo in caso di cortocircuito e che non vi sia presenza nelle vicinanze di materialicombustibili:

1) condutture che collegano sorgenti di energia (generatori, batterie, trasformatori,raddrizzatori) con i rispettivi quadri purché siano previsti su questi ultimi adeguati dispositividi protezione;

2) circuiti la cui interruzione improvvisa può dar luogo a pericoli;

3) alcuni circuiti di misura.

E’ concesso installare il dispositivo di protezione dal cortocircuito entro una distanza massimadi 3 m dall’inizio della conduttura quando il tratto considerato sia realizzato in modo tale darendere minima la possibilità che si manifesti un cortocircuito e che sia ridotto al minimo ilpericolo di incendio o di danni alle persone.

I dispositivi per la protezione da cortocircuito devono:

a) presentare un potere di interruzione adeguato in funzione della massima corrente presuntadi cortocircuito che si può manifestare nel circuito considerato. Per i circuiti trifase occorreconsiderare sia il guasto trifase che quello monofase.

b) intervenire in tempi tali da evitare surriscaldamenti dei conduttori oltre il limite ammesso.

Questa condizione deve essere verificata in qualsiasi punto dell’impianto (normalmenteall’inizio e nel punto più lontano della conduttura).

La condizione da rispettare per corto circuito all’inizio della conduttura è:

I2t ≤ K2S2

CRITERI PER LA SCELTADELLE PROTEZIONICONTRO ILCORTOCIRCUITO

Fig. 7.8

Andamento l2t/Icc

tipico degli interruttori

automatici

Diagramma dei valori maggiori(da indicare nella documentazionedi accompagnamento degliinterruttori automatici)

I t(A S)

22

Icc (kA)

142


I t2

I t del cavo2

I tdell’interruttoreautomatico

2

IccIm Icumin Icc presunta

Fig. 7.9

La protezione del cavo

si realizza nel tratto

compreso tra la doppia

intersezione delle due curve.

La precedente condizione è verificata quando la curva di K2 S2 si trova sopra la caratteristicaI2t del dispositivo di protezione per tutti i valori fino alla corrente Icc presunta (Fig. 7.9).

Nei casi in cui la protezione termica del cavo è omessa o sovradimensionata bisogna verificareanche la condizione di cortocircuito nel punto più lontano della conduttura. Questo si realizzacalcolando la Iccmin e confrontandola con la corrente magnetica del dispositivo di protezione:Iccmin ≥ Im (Fig. 7.9).

La Norma CEI 64-8, all’art. 533.3 (commento) suggerisce una formula approssimativa percalcolare Icc in fondo ad una conduttura basata sui presupposti che, durante il cortocircuito,all’inizio della conduttura considerata si abbia una tensione pari all’80% del valore nominale ela resistenza della linea aumenti del 50% per l’incremento della temperatura del cavo in cortocircuito. Nel caso invece in cui sia nota l’impedenza del circuito a monte della linea la formulanon è più valida, pur restando validi i coefficienti riduttivi.

A) in caso di neutro non distribuito (cortocircuito fase-fase)

dove:

U = tensione conca tonda

ρ = resistività del conduttore a 20°C (Ω mm2/m)

L = lunghezza della conduttura protetta (m)

S = sezione della conduttura protetta (mm2)

Icc/MIN=0,8U

1,5ρ 2LS

143

I t2

Icc presunta

I t del cavo2


2

Icc

Fig. 7.10

Cavo protetto

dal sovraccarico

B) in caso di neutro distribuito (cortocircuito fase-neutro)

dove:

ρ, L, S hanno gli stessi significati di cui al punto (A)

Uo = tensione di fase

m = rapporto tra la resistenza del conduttore di neutro e quella del conduttore di fase (rapportotra le sezioni se sono costituite dallo stesso materiale).

Le due formule non tengono conto della reattanza delle condutture; occorre perciò introdurre incaso di cavi con sezione superiore a 95 mm2 i seguenti fattori correttivi.

Icc/MIN=0,8Uo

1,5ρ(1+m) LS

SEZIONE MM2

K

120

0,9

150

0,85

185

0,80

240

0,75

Anche se si utilizzano interruttori automatici, non correttamente scelti per la protezione dasovraccarico, occorre verificare sia il valore massimo sia quello minimo della corrente dicortocircuito.

La Fig. 7.10 mostra una conduttura protetta sia dal cortocircuito che dal sovraccarico, mentrela Fig. 7.11 rappresenta una conduttura protetta parzialmente solo dal cortocircuito.

144


Per correnti inferiori a Icc min o superiori a Icc MAX la protezione è inefficace

I t2

Icc MAX

I t del cavo2


2

IccIcc min

zona nonprotetta

zona nonprotetta

Fig. 7.11

Cavo non protetto

dal sovraccarico

MONOFASE 4230 V FASE + NEUTRO

Le tabelle che seguono devono essere usate quando non è presente la protezione termica, etengono conto di un coefficiente di tolleranza di intervento magnetico di 1,2.

LUNGHEZZA MASSIMAPROTETTA

TRIFASE 400 V O BIFASE 400 V SENZA NEUTRO

TRIFASE 400 V + NEUTRO

1

0,58

0,58

0,39

S fase

S neutro= 1

S fase

S neutro= 2

Note: nelle formule si è tenuto conto di una riduzione dell’80 % della tensione di alimentazionedovuta alla corrente di cortocircuito rispetto alla tensione nominale di alimentazione (coeff. 0,8e dell’aumento della resistenza dei conduttori dovuti al riscaldamento (coeff. 1,5).

Tab. 7.10

Fattore di correzione da

applicare alle lunghezze

massime

145

sez.

[mm2]

1,5

2,5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

300

TAB. 7.11A - PROTEZIONE DEL CAVO - LUNGHEZZA MASSIMA PROTETTA [M]

20

370

617

30

247

412

658

40

185

309

494

741

50

148

247

395

593

60

123

206

329

494

70

106

176

282

423

705

80

93

154

247

370

617

90

82

137

219

329

549

100

74

123

198

296

494

790

120

62

103

165

247

412

658

140

53

88

141

212

353

564

160

46

77

123

185

309

494

772

180

41

69

110

165

274

439

686

200

37

62

99

148

247

395

617

240

31

51

82

123

206

329

514

720

280

26

44

71

106

176

282

441

617

320

23

39

62

93

154

247

386

540

772

400

19

31

49

74

123

198

309

432

617

440

17

28

45

67

112

180

281

393

561

786

480

15

26

41

62

103

165

257

360

514

720

520

14

24

38

57

95

152

237

332

475

665

regolazione magnetica [A]

sez.

[mm2]

1,5

2,5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

300

TAB. 7.11B - PROTEZIONE DEL CAVO - LUNGHEZZA MASSIMA PROTETTA [M]

700

28

42

71

113

176

247

353

494

670

800

25

37

62

99

154

216

309

432

586

667

900

22

33

55

88

137

192

274

384

521

593

1000

20

30

49

79

123

173

247

346

469

533

630

1100

27

45

72

112

157

224

314

426

485

572

664

1250

40

63

99

138

198

277

375

427

504

585

1600

31

49

77

108

154

216

293

333

394

457

556

667

2000

25

40

62

86

123

173

235

267

315

365

444

533

3200

25

39

54

77

108

147

167

197

228

278

333

4000

20

31

43

62

86

117

133

157

183

222

267

5000

25

35

49

69

94

107

126

146

178

213

6300

20

27

39

55

74

85

100

116

141

169

8000

15

22

31

43

59

67

79

91

111

133

10000

12

17

25

35

47

53

63

73

89

107

12500

10

14

20

28

38

43

50

58

71

85

regolazione magnetica [A]

560

35

53

88

141

220

309

441

617

600

33

49

82

132

206

288

412

576

650

30

46

76

122

190

266

380

532

2500

20

32

49

69

99

138

188

213

252

292

356

427

146


Il coordinamento dei dispositivi di protezione può essere di due tipi:

- selettivo (cronometrico, amperometrico, di zona);

- di sostegno (o back-up).

La mancanza di energia elettrica, anche per un breve tempo, può causare danni economici e,in alcuni casi, compromettere la sicurezza delle persone. Ad esempio, in alcuni impianti ove èrichiesta la massima continuità di esercizio, quale:

- impianti industriali a ciclo continuo;

- impianti ausiliari di centrali;

- reti di distribuzione civili (ospedali, banche, ecc.);

- impianti di bordo;

predomina sulle altre esigenze quella di garantire il più possibile la continuità difunzionamento.

La soluzione normalmente adottata è quella del coordinamento selettivo delle protezioni dimassima corrente, che consente di isolare dal sistema la parte di impianto interessata dalguasto, facendo intervenire il solo interruttore situato immediatamente a monte di esso.

Si ricorre pertanto alla protezione selettiva, il cui scopo è quello di coordinare l’intervento fradue interruttori, ad esempio A e B (Fig. 7.12) disposti tra loro in serie, in modo che in caso diguasto in C si apra solo l’interruttore B, garantendo così la continuità del servizio al restodell’impianto alimentato dall’interruttore A.

Al fine di realizzare un corretto coordinamento selettivo, si devono tener presente le seguentiregole fondamentali:

1) Allo scopo di ridurre gli effetti di tipo termico ed elettrodinamico e contenere i tempi diritardo entro valori ragionevoli, il coordinamento selettivo non dovrebbe avvenire tra più diquattro interruttori in cascata (Fig. 7.13).

2) Ciascun interruttore deve essere in grado di stabilire, supportare ed interrompere la massimacorrente di cortocircuito nel punto dove è installato.

3) Per assicurarsi che gli interruttori di livello superiore non intervengano, mettendo fuoriservizio anche parti di impianto non guaste, si devono adottare soglie di corrente diintervento, ed eventualmente di tempo di intervento, di valore crescente partendo dagliutilizzatori andando verso la sorgente di alimentazione.

C

B

A

Fig. 7.12

Protezione selettiva

COORDINAMENTODELLE PROTEZIONI

Coordinamentoselettivo

147

4) Per assicurare la selettività, l’intervallo dei tempi di intervento dovrebbe essereapprossimativamente di 0.1- 0.2 s. Il tempo massimo di intervento non dovrebbe superare i0.5 s.

La selettività fra due interruttori in cascata, può essere totale o parziale (Fig. 7.14);in particolare:

“F”4

3

2

1

t1IST

t1 td (0,1)

t1 td (0,3)

t1 td (0,5)

0,250,75

0

0,50

0,250,75

0

0,50

0,250,75

0

0,50

0,250,75

0

0,50

Fig. 7.13

Tempi di intervento massimi

consentiti per assicurare

la selettività

C

B

A

I

t

IL =

IParzialeTotale

AB

limite diselettivitàtra A e B

Fig. 7.14

Selettività totale e parziale

Gradi di selettività

148


- Selettività totale. La selettività è totale se si apre solo l’interruttore B, per tutti i valori di correnteinferiori o uguali alla massima corrente di cortocircuito presunta nel punto in cui è installato B.

- Selettività parziale. La selettività è parziale se si apre solo l’interruttore B per valori dicorrente di cortocircuito in C inferiori al valore IL, oltre il quale si ha l’intervento simultaneodi A e B.

In molti tipi di impianto la selettività parziale viene ammessa, specie se la grande maggioranzadei guasti viene coperta dall’intervento selettivo (nel caso di impianti di B.T. con linee di utenzaabbastanza lunghe a valle dell’interruttore B) e l’intervento simultaneo si verifica solo per guastipoco probabili in prossimità del dispositivo di protezione B.

I tipi di selettività che si possono avere sono: cronometrica, amperometrica e di zona; nelseguito verranno esaminati separatamente.

È il tipo di selettività più efficace e si realizza con l’impiego di sganciatori o relè muniti didispositivi di ritardo intenzionale dell’intervento.

I ritardi vengono scelti con valori crescenti risalendo lungo l’impianto per garantire chel’intervento sia effettuato dall’interruttore immediatamente a monte del punto in cui si èverificato.

L’interruttore A interviene con ritardo ∆t rispetto all’interruttore B, nel caso che entrambi gliinterruttori siano interessati da una corrente di guasto di valore superiore a Im (Fig. 7.15).

C

B

A

I

t

Im

AB

∆ t

Fig. 7.15

L’interruttore A, ovviamente, dovrà essere in grado, come già detto, di sopportare lesollecitazioni dinamiche e termiche durante il tempo di ritardo.

Questo tipo di selettività, usata abbastanza frequentemente negli impianti di B.T., si realizzaregolando la soglia di intervento istantaneo a valori di corrente diversi fra gli interruttori A e Be sfruttando la condizione favorevole del diverso valore assunto dalla corrente di cortocircuitoin funzione della posizione in cui si manifesta il guasto a causa dell’impedenza dei cavi.

Per effetto della limitazione dovuta a questa impedenza in certi casi è possibile regolarel’intervento istantaneo dell’interruttore a monte del cavo ad un valore dell’intensità di correntesuperire a quello del massimo valore raggiungibile dalla corrente di guasto che percorrel’interruttore a valle, pur assicurando quasi completamente la protezione della parte di impiantocompresa tra i due interruttori.

Tipi di selettività

Selettività cronometrica

Selettivitàamperometrica

149

A seconda degli interruttori impiegati, la selettività amperometrica può assumere condizionidiverse (Fig. 7.16):

a) Con interruttori tradizionali sia a monte che a valle: la selettività è tanto più efficace e sicuraquanto più grande è la differenza fra la corrente nominale dell’interruttore posto a monte equella dell’interruttore posto a valle.

Inoltre la selettività amperometrica generalmente risulta totale se la corrente di cortocircuitoin C è inferiore alla corrente magnetica d’intervento dell’interruttore A.

b) Con interruttori tradizionali con breve ritardo a monte e interruttori tradizionali a valle: laselettività amperometrica, per valori di corrente di cortocircuito elevati, può essere miglioratautilizzando interruttori a monte provvisti di relè muniti di breve ritardo (curva “S”).

La selettività è totale se l’interruttore A non si apre.

La possibilità di avere interventi selettivi senza l’introduzione di ritardi intenzionali riduce lesollecitazioni termiche e dinamiche all’impianto in caso di guasto e frequentemente permettedi sotto-dimensionare alcuni suoi componenti.

c) Con interruttori tradizionali a monte e interruttori limitatori a valle: usando interruttorilimitatori a valle e, a monte di essi, interruttori tradizionali (dotati di potere d’interruzioneadeguato con sganciatori di tipo istantaneo) è possibile ottenere selettività totale.

In questo caso la selettività dell’intervento si realizza grazie ai tempi di interventoestremamente ridotti dell’interruttore limitatore che riducono l’impulso di energia dovuto allacorrente di guasto a valori tanto bassi da non causare l’intervento dell’interruttore a monte.

Con questo principio è possibile realizzare la selettività totale anche tra interruttori limitatoridi diverso calibro fino a quei valori di corrente che non provocano l’apertura transitoria deicontatti del limitatore a monte.

È un tipo di selettività alla quale si ricorre quando fra due interruttori non è possibile impostareun tempo di ritardo nell’intervento.Questo sistema può consentire di ottenere un livello di selettività che va oltre il valore dellasoglia magnetica dell’interruttore a monte, impiegando un interruttore limitatore a valle. Nelcaso si abbia a monte un interruttore del tipo B ma con Icw ≤ Icu, in funzione della limitazioneeffettuata dall’interruttore a valle possiamo ottenere un limite di selettività superiore al valoredella soglia istantanea dell’interruttore a monte.

C

B

A

“S”

t

a

I

AB

t

b

I

AB

t

c

I

AB

Fig. 7.16

Diverse tipologie di

selettività amperometrica

Selettività energetica

150


Per lo studio della selettività energetica non si confrontano le curve di intervento corrente/tempodei componenti installati in serie ma le curve dell’energia specifica (I2t) lasciata passaredall’interruttore a valle e la curva dell’energia dell’interruttore a monte. Si ottiene la selettivitàenergetica se le due curve non hanno punti di intersezione. L’effetto di limitazione dell’energiaspecifica passante è funzione del tipo di interruttore (meccanismo di apertura, contatti ecc.)mentre il livello energetico di non sgancio è legato alle caratteristiche di intervento dellosganciatore (soglia istantanea, tempo di intervento), nonché dalla soglia di repulsione deicontatti (apertura incondizionata).

ICC

1

2

t1

2

ICC

1

2

I t(A S)

22

Per poter realizzare in maniera ottimale una selettività energetica occorre pertanto impiegare:- sganciatori istantanei con tempo di risposta legato alla corrente di cortocircuito e di taglia

diversa.- interruttori con una forte limitazione di corrente ed i contatti differenziati per taglia.

L’impiego di interruttori limitatori a valle permette inoltre una sensibile riduzione dellesollecitazioni termiche ed elettrodinamiche alle quali è soggetto l’impianto e di contenere iritardi intenzionali imposti agli interruttori installati a livello primario.

L’adozione del coordinamento selettivo delle protezioni comporta per sua natural’allungamento dei tempi di eliminazione dei guasti man mano che ci si avvicina alla sorgentedell’energia e quindi dove il valore della corrente di guasto è maggiore.

In impianti importanti, nei quali i livelli di distribuzione possono diventare molti, questi tempipotrebbero diventare inaccettabili sia per il valore elevato dell’energia specifica passante I2t ,sia per l’incompatibilità con i tempi di estinzione prescritti dall’Ente fornitore di energia.In questi casi può essere necessario adottare un sistema di selettività di zona o “accelerata”.

Questa tecnica, più sofisticata, consente di accorciare i tempi determinati dalla selettivitàcronometrica tradizionale pur mantenendo la selettività degli interventi.

Questo tipo di coordinamento si basa sulle seguenti operazioni:- immediata individuazione dell’interruttore a cui compete l’eliminazione selettiva del guasto;- abbreviazione del tempo di intervento di tale interruttore;- mantenimento del coordinamento selettivo degli interruttori a monte.

Selettività di zona o”accelerata“

Fig. 7.17

Selettività energetica

151

Il principio su cui basarsi per determinare quale sia l’interruttore più vicino al guasto consistenell’utilizzare la corrente di guasto come unico elemento di riferimento comune per i variinterruttori e creare un interscambio di informazioni in base alle quali determinare in modopraticamente istantaneo quale parte dell’impianto deve essere tempestivamente staccata dalsistema.

C

B

0 s

a

0,1 s

0,2 s A

Fig. 7.18

Esempio delle varie

condizioni di guasto

Guasto a valle dell’interruttore C: l’interruttore C interviene istantaneamente per guasti dicortocircuito che insorgono a valle di esso, e gli interruttori A e B, in virtù dei ritardi impostati,non intervengono e ritornano alle condizioni di esercizio normalmente non appena lasovracorrente si estingue (pochi millisecondi).

Guasto a valle dell’interruttore B: il guasto dà luogo all’intervento dell’interruttore Bistantaneamente dall’insorgere del guasto stesso. L’interruttore A si comporta come nel casoprecedente.

Guasto a valle dell’interruttore A: la corrente di guasto interessa solo l’interruttore A e pertantodà luogo all’intervento istantaneo dell’interruttore stesso.

152


La protezione di sostegno è basata sul principio esattamente contrario rispetto a quello“selettivo”: è richiesta l’apertura contemporanea dell’interruttore a monte e dell’interruttore avalle, oppure quella del solo interruttore a monte per valori della corrente di cortocircuitosuperiori ad un certo valore limite. Tale tipo di protezione è ammesso dalle norme CEI 64-8 eCEI EN 60947-2 A1.

Come rappresentato nella Fig. 7.19, gli interruttoriA e B, disposti in serie in un circuito, sono coordinatiin modo tale da intervenire simultaneamente in casodi guasto in C per un valore di corrente superiore aduna prefissata soglia, detta corrente di scambio. Intal modo i due interruttori interagiscono tra lorocomportandosi come fossero una sola unità con dueinterruzioni poste in serie che interrompono ilcortocircuito. Tutto ciò conferisce all’insieme equindi anche all’interruttore B un potere diinterruzione superiore a quello che l’interruttore Bstesso potrebbe fronteggiare da solo.

L’impiego di interruttori limitatori a monte consente maggiori margini di sicurezza.

La protezione di sostegno viene utilizzata in impianti elettrici in cui la continuità di eserciziodella parte non guasta non è requisito fondamentale, ma esistono altre esigenze prioritariequali:

1) la necessità di limitare gli ingombri delle apparecchiature elettriche;

2) la necessità di non modificare impianti esistenti anche se non più idonei alle nuove correntidi guasto

3) il problema tecnico-economico di contenere il dimensionamento dei componenti dell’im-pianto elettrico

La protezione di sostegno, pertanto, è applicabile quando non vi sono esigenze di selettività,consente, in particolare, di proteggere impianti sottodimensionati rispetto alla corrente diguasto presunta (ossia consente sensibili risparmi nel dimensionamento degli interruttori avalle).

Condizioni indispensabili per la realizzazione della protezione di sostegno:

1) l’interruttore a monte deve avere un potere di interruzione almeno pari alla corrente dicortocircuito presunta nel punto di installazione dell’interruttore a valle;

2) la corrente di cortocircuito e l’energia specifica, lasciata passare di fatto nell’impiantodall’interruttore a monte non devono danneggiare l’interruttore a valle;

3) i due interruttori devono essere realmente in serie in modo da essere percorsi dalla stessacorrente in caso di guasto.

È comunque necessario, in caso di adozione della protezione di sostegno, sceglierecombinazioni di apparecchi delle quali siano state verificate dal costruttore attraverso provepratiche, l’efficienza e le caratteristiche del complesso. Si deve infatti precisare che il valore delpotere di interruzione della serie non può essere ricavato teoricamente, ma può essere definitosolo con prove dirette, fatte in laboratorio.

C

B

A

Fig. 7.19

Protezione di back-up

PROTEZIONEDI SOSTEGNO(O BACK-UP)

PROTEZIONE E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI

154

Negli impianti funzionanti a corrente alternata sinusoidale, le tensioni e le correnti vengonorappresentate mediante fasori (vettori rotanti).

Accade pertanto che in funzione del tipo di utilizzatore il vettore tensione può essere in fase conil vettore corrente, oppure sfasato in anticipo o in ritardo.

Generalmente, nelle applicazioni industriali, gli utilizzatori sono di tipo ohmico-induttivo epossono presentare un angolo di sfasamento tensione-corrente ϕ che può essere ancheparticolarmente elevato.

Si rende allora necessario rifasare, cioè diminuire tale angolo per ridurre il modulo dellacorrente totale IT circolante in linea e di conseguenza la potenza persa.

Per rifasare si allaccia in parallelo al carico un condensatore che assorbe una corrente ICsfasata di 90° in anticipo rispetto la tensione come mostrato nella Fig. 8.1 .

Il valore della capacità C, necessaria per effettuare il rifasamento totale, oppure parziale (nelcontratto con l’Ente distributore è di norma sufficiente garantire un cosϕ ≥ 0.9) è dato dalleseguenti formule:

rifasamento totale

rifasamento parziale

dove:

P = potenza attiva dell’utilizzatore

tgϕ = tangente dell’angolo ϕ dell’utilizzatore (ricavabile dal cosϕ dello stesso) ovverosiarapporto tra la reattanza induttiva e la resistenza dell’utilizzatore

tgϕ’ = tangente dell’angolo ϕ’ ossia dell’angolo tensione-corrente dopo il rifasamento (nelcaso si rifasi a cos ϕ’ = 0.9 si ha : tg ϕ’= 0.484)

f = frequenza di rete (50 Hz)

V = tensione di rete di alimentazione dell’utilizzatore.

Il rifasamento di un impianto porta vantaggi economici sia per chi rifasa (riduzionenell’addebito di energia reattiva da parte dell’Ente distributore) sia per l’Ente stesso che riducele perdite sulle linee e quindi riduce le spese di generazione e trasporto dell’energia elettrica.

C =P(tgϕ - tgϕ ‘)

2πfV2

C =Ptgϕ

2πfV2

A

B

V

IT I

IC

T

C

X

R

IC

IT

I

ϕϕ’

Fig. 8.1

Esempio di rifasamento di

un carico ohmico-induttivo

e diagramma fasoriale

prima del rinfasamento

(interruttore T aperto) e

dopo rifasamento

(interrutore T chiuso)

RIFASAMENTO

155

Inoltre, il rifasamento consente di:

- aumentare la potenzialità dell’impianto esistente perché a parità di dimensioni (trasformatorie cavi) viene utilizzata maggiore energia attiva;

- ridurre le cadute di tensione lungo la linea elettrica e sull’impianto interno.

Sono possibili le seguenti tipologie di rifasamento:

- centralizzato

- distribuito

- parzializzato

Nel rifasamento centralizzato, le unità rifasanti (i condensatori) sono allacciati a monte di tuttii carichi da rifasare e installate immediatamente a valle del punto di misura del cosϕ, adesempio nella cabina MT/BT o in prossimità del quadro generale di distribuzione. (Fig. 8.2)

Il rifasamento centralizzato trova applicazionenegli impianti con molti carichi eterogenei chelavorano saltuariamente, nei quali l’assor-bimento di energia reattiva da parte dei carichicontemporaneamente in servizio risulta abba-stanza complesso e mediamente costante. Ciòpermette di installare una batteria di potenzanotevolmente inferiore alla potenza complessivache sarebbe altrimenti necessaria qualoravenisse adottato un rifasamento di tipodistribuito.

È altresì opportuno prevedere quando l’assor-bimento di potenza reattiva è molto variabile,

una regolazione automatica dell’impianto rifasante mediante una batteria a più gradini.

Si realizza allacciando direttamente le singole unità rifasanti ai morsetti di ciascun utilizzatoreda rifasare, secondo lo schema mostrato in Fig. 8.3.

Tecnicamente rappresenta la miglior soluzioneper i seguenti motivi:

- condensatore e apparecchio utilizzatoreseguono esattamente le stesse vicende per cui laregolazione del cosϕ risulta sistematica edautomatica;

- oltre all’Ente distributore beneficia dellosgravio dell’energia reattiva anche l’utente che,oltre alla riduzione tariffaria, ottiene unvantaggio nel dimensionamento delle lineeinterne dell’impianto che collegano la cabinaMT/BT con carichi “rifasati” (cosϕ più basso,reattanza più bassa, quindi cavi con una

sezione inferiore a parità di corrente richiesta);

- condensatore e carico possono essere inseriti e disinseriti contemporaneamente, usufruendoinoltre delle stesse protezioni contro i sovraccarichi e i corto circuiti.

Fig. 8.2

Rifasamento centralizzato

Fig. 8.3

Rifasamento distributivo

Rifasamentodistribuito

Rifasamentocentralizzato

Tipologie dirifasamento e sceltadel condensatore


156

Nel rifasamento parzializzato le unità di rifasamento vengono poste in parallelo a ciascuno deiquadri elettrici che alimentano più utenze tra loro raggruppate, per omogeneità del carico e/oper potenze similari (Fig. 8.4).

Fig. 8.4

Rifasamento parzializzato

È una soluzione intermedia tra le due esaminate in precedenza e trova impiego laddovel’impianto è molto esteso e alimenta utenze (ad esempio officine) con diverso andamento deicarichi.

Dopo aver individuato la tipologia di rifasamento più appropriata per lo specifico impianto, siprocede al dimensionamento alla scelta del condensatore, avvalendosi delle formule generalimostrate in precedenza oppure consultando la Tab. 8.1 che permette di calcolare, per ognivalore di cosϕ prima e dopo il rifasamento, la potenza necessaria della batteria di condensatoriin kVAR per kW.

Esempio di utilizzo della tabella:

vi sia un’installazione di potenza media di 240 kW a 400 V avente un cosϕ di 0,75; perelevare il cosϕ a 0,90 occorre una batteria di condensatori di potenza:

Qc = 240 X 0,398 = 95,52 kVAR a 400 V

Nei casi in cui si hanno problemi nell’individuazione del cosϕ nell’impianto, si può utilmentericorrere alla lettura, per esempio mensile, dei contatori di energia attiva e reattiva. Utilizzandola Tab. 8.2, si può rilevare il valore di cosϕ attraverso il rapporto energia reattiva/energiaattiva.

Ad esempio se le due letture mensili sono rispettivamente:

Er 3750 kVARh Ea 5700 kWh

Il rapporto

Er/Ea = 3750/5700 = 0,65

A cui corrisponde un

cosϕ = 0,84

Rifasamentoparzializzato

Scelta delcondensatore

0,901,8051,7421,6811,6241,5581,5011,4461,3971,3431,2971,2481,2021,1601,1161,0751,0350,9960,9580,9210,8840,8490,8150,7810,7490,7160,6850,6540,6240,5950,5650,5360,5080,4790,4520,4250,3980,3710,3450,3190,2920,2660,2400,2140,1880,1620,1360,1090,0830,0540,028

157

0,801,5571,4741,4131,3561,2901,2301,1791,1301,0761,0300,9820,9360,8940,8500,8090,7690,7300,6920,6650,6180,5840,5490,5150,4830,4500,4190,3880,3580,3290,2990,2700,2420,2130,1860,1590,1320,1050,0790,0530,026

0,851,6681,6051,5441,4871,4211,3601,3091,2601,2061,1601,1121,0661,0240,9800,9390,8990,8650,8220,7850,7480,7140,6790,6450,6130,5800,5490,5180,4880,4590,4290,4000,3720,3430,3160,2890,2620,2350,2090,1830,1560,1300,1040,0780,0520,026

0,911,8321,7691,7691,7091,6511,5861,5321,4731,4251,3701,3261,2761,2301,1881,1441,1031,0630,9860,9490,9120,8780,8430,8090,7770,7440,7130,6820,6520,6230,5930,5640,5360,5070,4000,4530,4260,3990,3730,3470,3200,2940,2680,2420,2160,1900,1640,1400,1140,0850,0590,031

0,921,8611,7981,7381,6801,6141,5611,5021,4541,4001,3551,3031,2571,2151,1711,1301,0901,0511,0130,9760,9390,9050,8700,8360,8040,7710,7400,7090,6790,6500,6200,5910,5630,5340,5070,4800,4530,4260,4000,3740,3470,3210,2950,2690,2430,2170,1910,1670,1410,1120,0860,058

0,931,8951,8311,7711,7131,6471,5921,5331,4851,4301,3861,3371,2911,2491,2051,1641,1241,0851,0471,0100,9730,9390,9040,8700,8380,8050,7740,7430,7130,6840,6540,6250,5970,5680,5410,5140,4870,4600,4340,4080,3810,3550,3290,3030,2770,2510,2250,1980,1720,1430,1170,089

0,941,9241,8601,8001,7421,6771,6261,5671,5191,4641,4201,3691,3231,2811,2371,1961,1561,1171,0791,0421,0050,9710,9360,9020,8700,8370,8060,7750,7450,7160,6860,6570,6290,6000,5730,5460,5190,4920,4660,4400,4130,3870,3610,3350,3090,2830,2570,2300,2040,1750,1490,121

0,951,9591,8961,8361,7781,7121,6591,6001,5321,4971,4531,4031,3571,3151,2711,2301,1901,1511,1131,0761,0391,0050,9700,9360,9040,8710,8400,8090,7790,7500,7200,6910,6630,6340,6070,5800,5530,5260,5000,4740,4470,4210,3950,3690,3430,3170,2910,2640,2380,2090,1830,155

0,961,9981,9351,8741,8161,7511,6951,6361,5881,5341,4891,4411,3951,3531,3091,2681,2281,1891,1511,1141,0771,0431,0080,9740,9420,9090,8780,8470,8170,7880,7580,7290,7010,6720,6450,6160,5910,5640,5380,5120,4850,4590,4330,4070,3810,3550,3290,3010,2750,2460,2300,192

0,972,0371,9731,9131,8551,7901,7371,6771,6291,5751,5301,4811,4351,3931,3491,3081,2681,2291,1911,1541,1171,0831,0481,0140,9820,9490,9180,8870,8570,8280,7980,7690,7410,7120,6850,6580,6310,6040,5780,5520,5250,4990,4730,4470,4210,3950,3690,3430,3170,2880,2620,234

0,982,0852,0211,9611,9031,8371,7841,7251,6771,6231,5781,5291,4831,4411,3971,3561,3161,2771,2391,2021,1651,1311,0961,0621,0300,9970,9660,9350,9050,8760,8400,8110,7830,7540,7270,7000,6730,6520,6200,5940,5670,5410,5150,4890,4630,4370,4170,3900,3640,3350,3090,281

0,992,1462,0822,0221,9641,8991,8461,7861,7581,6841,6391,5901,5441,5021,4581,4171,3771,3381,3001,2631,2261,1921,1571,1231,0911,0581,0070,9960,9660,9370,9070,8780,8500,8210,7940,7670,7400,7130,6870,6610,6340,6080,5820,5560,5300,5040,4780,4500,4240,3950,3690,341

12,2882,2252,1642,1072,0411,9881,9291,8811,8261,7821,7321,6861,6441,6001,5591,5191,4801,4421,4051,3681,3341,2991,2651,2331,2001,1691,1381,1081,0791,0491,0200,9920,9630,9360,9090,8820,8550,8290,8030,7760,7500,7240,6980,6720,6450,6200,5930,5670,5380,5120,484

Nota:i valori della Tab. 10.1 sonocolcolati con le seguenti formule

Q1 = P tgϕ1

Q2 = P tgϕ2

Qc = Q2 – Q1 = P (tgϕ2 - tgϕ1)

Qc/P = tgϕ2 - tgϕ1

Dove:P: potenza attiva

Q1, ϕ1: potenza reattiva e angolo disfasamento prima del rifasamentoQ2, ϕ2: potenza reattiva e angolo di

sfasamento dopo il rifasamentoQc: potenza richiesta alla batteria dicondensatori

0,400,410,420,430,440,450,460,470,480,490,500,510,520,530,540,550,560,570,580,590,600,610,620,630,640,650,660,670,680,690,700,710,720,730,740,750,760,770,780,790,800,810,820,830,840,850,860,870,880,890,90

TAB. 8.1 - DETERMINAZIONE DELLA POTENZA DELLA BATTERIA DI CONDENSATORI DI RIFASAMENTO

COSϕϕ DI PARTENZA COSϕϕ DA OTTENERE


158

0,99

0,98

0,97

0,96

0,95

0,94

0,93

0,92

0,91

0,90

ER/EA COSϕϕ ER/EA COSϕϕ ER/EA COSϕϕ ER/EA COSϕϕ ER/EA COSϕϕ0,50 ... 0,52

0,53 ... 0,55

0,56 ... 0,58

0,59 ... 0,60

0,61 ... 0,63

0,64 ... 0,66

0,67 ... 0,68

0,69 ... 0,71

0,72 ... 0,73

0,74 ... 0,76

0,89

0,88

0,87

0,86

0,85

0,84

0,83

0,82

0,81

0,80

0,77 ... 0,79

0,80 ... 0,81

0,82 ... 0,84

0,85 ... 0,86

0,87 ... 0,89

0,90 ... 0,92

0,93 ... 0,95

0,96 ... 0,97

0,98 ... 1,00

1,01 ... 1,03

0,79

0,78

0,77

0,76

0,75

0,74

0,73

0,72

0,71

0,70

1,04 ... 1,06

1,07 ... 1,09

1,10 ... 1,12

1,13 ... 1,15

1,16 ... 1,18

1,19 ... 1,21

1,22 ... 1,25

1,26 ... 1,28

1,29 ... 1,31

1,32 ... 1,35

0,69

0,68

0,67

0,66

0,65

0,64

0,63

0,62

0,61

0,60

1,36 ... 1,38

1,39 ... 1,42

1,43 ... 1,46

1,47 ... 1,50

1,51 ... 1,54

1,55 ... 1,58

1,59 ... 1,62

1,63 ... 1,66

1,67 ... 1,71

1,72 ... 1,75

0,59

0,58

0,57

0,56

0,55

0,54

0,53

0,52

0,51

0,50

TAB. 8.2 - DETERMINAZIONE DEL FATTORE DI POTENZA DALLE LETTURE DEI CONTATORI DI ENERGIA REATTIVA (ER) E ATTIVA (EA)

Relativamente poi alle grandezze caratteristiche dei condensatori, è utile ricordare che devonoessere assunti valori differenti in funzione del tipo di sistema (monofase o trifase) e del tipo dicollegamento da utilizzare (trifase a stella o a triangolo) ai fini di una scelta ottimale (rapportotecnico/economico).

I dati caratteristici di un condensatore, forniti dalla sua targa, sono:

- tensione nominale Un, che il condensatore deve poter sopportare indefinitamente

- frequenza nominale f (comunemente pari a quella di rete, 50Hz)

- potenza nominale Qn, espressa generalmente in kVAR (potenza reattiva della batteria dicondensatori).

Dai dati di targa, le grandezze caratteristiche del condensatore possono essere ricavate con leseguenti formule:

- per un’unità monofase (in figura), la capacità C della batteria di condensatori è:

e la corrente nominale:

In = 2πfCUn

I n =Qn

Un

C =Qn

2πfU2

0,11 ... 0,17

0,18 ... 0,23

0,24 ... 0,27

0,28 ... 0,31

0,32 ... 0,34

0,35 ... 0,38

0,39 ... 0,41

0,42 ... 0,44

0,45 ... 0,47

0,48 ... 0,49

159

- per ciascuno dei tre condensatori di una unità trifase, si ha invece (Un = tensione concatenatadel sistema):

• con collegamento a stella (γ) (in figura):

• con collegamento a triangolo (∆) (in figura):

In = 2πfC∆Un In = √32πfC∆Un

essendo In la corrente che attraversa il condensatore e I1 la corrente di linea.

Il procedimento di scelta dell’interruttore e relative tarature degli sganciatori magnetotermici, siimposta nel seguente modo:

Qn: potenza della batteria di condensatori, in kVAR

Un: tensione concatenata nominale della batteria di condensatori, in V

corrente nominale della batteria di condensatori

(2) Ini = 1,49 Ic (1) corrente nominale dell’interruttore e/o valore di taratura

dello sganciatore termico

(3) Im ≥ 9 Ini valore di taratura dello sganciatore magnetico

Dalla (2) segue che ogni interruttore può manovrare batterie di condensatori aventi correntinominali fino a

cioè può essere usata fino al 70% della propria corrente nominale.

Nella Tab. 8.3 vengono indicati tutti i dati utili per la scelta di un interruttore MTS per manovradi batterie di condensatori.

Si precisa inoltre che, a regime, la presenza o meno di altre batterie di condensatori in paralleloa quella manovrata dall’interruttore non apporti alcun peggioramento delle condizioni diesercizio.

I n i = 0,7 I n i

1,49

(1) I c =Qn

√3Un

I 1 =3Qn

3UnI n =

Qn

Un3

C∆ =Qn

2πfU2n3

I n = I 1 =Qn

√3UnI n = I 1 =

2πfCUn

√3

C γ =Qn

2πfU2n

Scelta del tipodi interruttore

Nota(1) Le norme IEC 831-1 e IEC 931-1affermano che i condensatoridevono poter funzionare a regimecon una corrente fino a 1,3 Ic delcondensatore stesso, in valoreefficace (ciò è dovuto alla possibilepresenza di armoniche di tensione inrete, causate ad esempio dallasaturazione di circuiti magnetici ditrsformatori a motori o da circuiti diconversione statica) e che èammessa una tolleranza del 10% inpiù sul valore reale della capacitàrispetto a quello corrispondente allasua potenza nominale. Per cui sia ilcontattore sia l’interruttore devonoessere in grado di portare inpermanenza una corrente pari a:1,3 - 1,5 • In condensatore:cioè = 1,49 In in valore efficace.


160

La scelta del tipo di interruttore, dovrà essere fatta tenendo conto anche del valore della correntedi corto circuito presunta a monte dell’interruttore: a parità di corrente nominale, quindi, potràessere scelto nella Tab. 8.3 l’interruttore avente l’adeguato potere di interruzione.

CORRENTE NOMINALEINTERRUTTORE

INTERRUTTORE

[A]

25

50

80

100

125

200

250

320

400

500

500

MASSIMA POTENZA DELLA BATTERIADI CONDENSATORI IN KVAR-50 HZ

230V

6

11

17

23

28

40

57

72

86

100

115

400V

10

20

30

40

50

70

100

125

150

175

200

Esempio n° 1

Si voglia procedere al rifasamento di un motore asincrono trifase che presenta le seguenticaratteristiche:

P = 80 kW

V = 400 V

f = 50 Hz

I0 = 42 A

Il condensatore impiegato risulterà direttamente allacciato ai morsetti del motore comerappresentato in Fig. 8.5.

Per evitare di avere un fattore di potenza in anticipo (cosϕ > 1), siimpone che la corrente di rifasamento sia, al massimo, pari a 90%della corrente a vuoto I0 del motore.

I = I0 . 90%

I = 42 . 90% = 37,8 A

La potenza reattiva associata al condensatore dovrà essere pari a:

Q = √3 . V . I

Q = √3 . 400 . 37,8 = 26,16 kVAR

Fig. 8.5

Tab. 8.3

Scelta degli interruttori

GEWISS in funzione della

potenza della batteria di

condensatori

Esempi dirifasamento di unmotore asincrono

Tipo

MT 60 - MT 100 (D25)

MTHP 100 (D63)

MTHP 100 (D80) - MTS 160 B/N (10 Ith)

MTHP 100 (D100) - MTS 160 B/N (10 Ith)

MTS 160 B/N (10 Ith)

MTS 250 N/H/L

MTS 250 N/H/L (10 Ith)

MTSE 630 N/H/L (320 A)

MTSE 630 N/H/L (400 A)

MTSE 630 N/H/L (400 A)

MTSE 630 N/H/L

161

Definizione della potenza reattiva della batteria

È data da:Qc = P . k k[VAR]

Dove:Qc = potenza reattiva

P = potenza attiva pari a 300 kW

k = coefficiente di rifasamento pari a 0,595 (vedi Tab. 8.1) per passare da cosϕ 0,68 acosϕ 0,9

Per cui

Qc = 300 . 0,595 = 178,5 kVAR

Nota la potenza reattiva Qc, si determina la corrente nominale In della batteria di condensatorie, successivamente la corrente nominale dei dispositivi di manovra e protezione Ini.

da cui:

Ini = In . 1,43

cioè:

Ini = 258 . 1,43 = 368A

(collegamento a stella)

I n = Qc

=178500

= 258A√3Un √3 . 400

Esempio n° 2

Con riferimento allo schema unificare di Fig. 8.5 si voglia rifasare un impianto elettricoportando il cosϕ da 0,68 a 0,9.

Dati progettuali:

1) potenza installata (attiva): 300 kW. Le utenze sono costituite da motori asincroni trifase che funzionano contemporaneamente con assorbimento abbastanza regolare.

2) Potenza disponibile (apparente): trasformatore in olio MT/BT da 400 kVA a 400 V, 50Hz.

Viene scelto il “rifasamento centralizzato” (Fig. 8.6) mediante un'unica batteria di condensatoriinstallata a monte del punto di misura del cosϕ.

La batteria dovrà essere disinserita contemporaneamente all’esclusione totale dei carichi.

Fig. 8.6400kVA


162

L’interruttore scelto sarà un MTSE 630 con lo sganciatore da 400 A.Allo stesso risultato si perviene utilizzando la Tab. 8.3.

Per quanto riguarda il potere di interruzione la Tab. 7.3 fornisce un valore Icc di 14,4 kA,pertanto dalla Tab. 8.3 l’interruttore idoneo risulta essere un MTSE 630 N con sganciatore da400 A con In regolata a 10 In con un potere di interruzione di 36 kA, così calcolati:

• corrente nominale InT del trasformatore:

• corrente di corto circuito Icc, cioè:

dove:

An = potenza del trasformatoreUn = tensione nominale a vuoto del trasformatoreInT = corrente nominale del trasformatoreUcc = tensione di corto circuito che per un trasformatore di 400 kVA a 400 V viene posta pari

al 4% della tensione secondaria nominale.

Le tabelle che seguono sono idonee alla scelta della potenza reattiva da installare per ilrifasamento dei motori asincroni trifasi e per trasformatori trifasi. In riferimento alla Tab. 8.3 sideve scegliere l’interruttore della serie MTS corrispondente alla potenza reattiva scelta.

I cc = I nT

=577.100

= 14,4 kA 36 kAUcc% 4

I nT = An

=400000

= 577A√3Un √3 . 400

[kW]

22

30

37

45

55

75

90

110

132

160

200

250

280

355

400

450

[CV]

30

40

50

60

75

100

125

150

180

218

274

340

380

482

544

610

3000

6

7,5

9

11

13

17

20

24

31

25

43

52

57

67

78

87

1500

8

10

11

13

17

22

25

29

36

41

47

57

63

76

82

93

1000

9

11

12,5

14

18

25

27

33

38

44

53

63

70

86

97

107

750

10

12,5

16

17

21

28

30

37

43

52

61

71

79

98

106

117

Tab. 8.4

Potenza reattiva da

installare [kVAR]POTENZA NOMINALE VELOCITÀ DI ROTAZIONE [G/MIN]

MOTORI TRIFASE: 230/400 V

Tabelle per la sceltadella potenza reattiva

163

Potenza

nominale [kVA]

100

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3000

3150

Qr a vuoto

2,5

3,7

4,4

5,3

6,3

7,5

9,4

11,3

13,5

14,9

17,4

20,6

23,8

27,2

29,7

-

Qr a carico

6,1

9,6

11,9

14,7

18,3

22,9

28,7

35,7

60,8

74,1

91,4

115,4

142,0

175,2

207,5

-

Qr a vuoto

2,5

3,6

4,2

4,9

5,6

5,9

7,4

8,0

10,2

11,8

14,7

18,9

21,6

24,5

-

30,9

Qr a carico

8,1

12,9

15,8

19,5

24,0

29,3

36,7

45,1

57,4

70,9

88,8

113,8

140,2

173,1

-

250,4

TRASFORMATORI IN OLIO PERDITE SECONDO

NORMA CEI 14-13 LISTA ATRASFORMATORI IN RESINA

NORMA CEI 14-13 LISTA A Tab. 8.5

Potenza reattiva da

installare [kVAR]


164

La protezione contro le sovratensioni sta assumendo un’importanza sempre maggiore, sia perla sicurezza delle persone e degli impianti industriali, che per la riduzione del fattore di rischiodi danno economico causato dalle sovratensioni nell’esercizio degli impianti stessi.

L’impiego dei limitatori di sovratensione (Surge Protective Devices), comunemente chiamati SPD,sta diffondendo in modo notevole, allo scopo di limitare, per quanto possibile, i danni causatidalle sovratensioni negli impianti elettrici. In Italia dell’argomento si occupa il comitato tecnico37/A seguendo gli sviluppi dei documenti emessi in sede internazione dai comitati IEC 37/A eCENELEC 37/A. Il comitato CEI ha il compito di normalizzare il componente e tutta la serie diprove che servono alla classificazione del prodotto. L’argomento risulta però di interessefondamentale per altri due comitati che sono coinvolti nella scelta e nell’impiego di questocomponente.

Allo scopo di coordinare i lavori , è stato formato un gruppo di lavoro costituito da:TC 81 protezione contro i fulmini.IEC/TC 64 impianti utilizzatori.

Questi comitati tecnici hanno recentemente pubblicato la Guida CEI 81-8 che fornisceindicazioni sulla scelta degli SPD; esistono inoltre programmi per la scelta dei limitatori disovratensione negli impianti a bassa tensione basata sul calcolo della componente di rischio.

Per una conoscenza approfondita delle caratteristiche tipiche degli SPD, si riportano di seguitoalcune definizioni utili.

Limitatore di sovratensione (SPD)Dispositivo impiegato per limitare le sovratensioni transitorie e deviare le correnti impulsive.Normalmente esso contiene almeno un elemento non lineare.

Tensione massima continuativa (UC)È la tensione nominale dell’SPD e costituisce il massimo valore della tensione efficace ocontinua che può essere applicato permanentemente all’SPD.

Corrente ad impulso (Imp)Rappresenta il valore di picco della corrente che circola nell’SPD e che possiede una formad’onda 10/350 µs. Questo parametro è utilizzato per classificare l’SPD in classe di prova I.

Corrente nominale di scarica (In)È il valore di picco della corrente che circola nell’SPD. Tale corrente ha una forma d’onda 8/20 µs.Questo valore è utilizzato per classificare il componente nella classe di prova II.

Tensione a vuoto (Uoc)È il valore di picco della tensione a vuoto con forma d’onda 1.2/50 µs erogata dalgeneratore di prova combinato, contemporaneamente ad una corrente di cortocircuito conforma d’onda 8/20 µs e applicata ai morsetti dell’SPD per la verifica in classe di prova III.

Livello di protezione (Up)Rappresenta il valore di tensione che caratterizza il comportamento dell’SPD nel limitare latensione ai suoi terminali e che è scelto da una serie di valori preferenziali.

Corrente massima di scarica (Imax)È il valore di picco della massima corrente che può circolare nell’SPD senza danneggiarlo.Tale corrente ha una forma d’onda 8/20 µs. Questo valore viene utilizzato per laclassificazione degli SPD.

PROTEZIONE CONTROLE SOVRATENSIONI

Definizioni utili

Limitatori disovratensione SPD

165

In commercio esistono svariati tipi di limitatori di sovratensione in relazione alla sollecitudineche devono sopportare, al grado di protezione che devono offrire ed al tipo di utenza daproteggere.Gli elementi caratteristici che compongono un limitatore di sovratensione sono normalmente iseguenti.

Spinterometri in aria, in gas e a scarica frazionata che costituisce l’ultima generazione.Negli spinterometri in aria la tensione di innesco è di qualche kV ed è legata alle condizionidell’aria ed alla distanza fra gli elettrodi. Gli spinterometri a gas possiedono una tensione diinnesco variabile fra 70 V e 10 kV in funzione delle caratteristiche costruttive. Gli spinterometri ad aria frazionata sono costituiti da elettrodi a dischi di carbonio conmateriale isolante intermedio al quale viene affidato il compito dello spegnimento degli archi.La loro tensione di innesco è normalmente inferiore a 2 kV. Gli spinterometri possiedono unacapacità di scarica molto elevata, hanno però una tensione di innesco che aumenta con larapidità del fronte d’onda della sovratensione e pertanto può rivelarsi troppo elevata per laprotezione diretta di apparecchiature sensibili quali quelle elettroniche. Attualmente, nel settoredegli scaricatori a scarica frazionata, è stato superato lo svantaggio del livello di protezioneelevato con più spinterometri collegati in serie. Questa soluzione consente il frazionamento edil controllo dell’arco elettrico garantendo un livello di protezione limitato (inferiore a 2 kV) purmantenendo elevate capacità di scarica (circa 50 kA).

Sono costituiti da resistori al carburo di silicio o meglio all’ossido di zinco (nuova generazione)con la caratteristica tensione/corrente non lineare. Il valore della resistenza non rimane costante,ma diminuisce all’aumentare della tensione e quindi della corrente. Questi componenti hannoun potere di innesco variabile da 30 a 1000 V ed potere di scarica molto diversi. Presentano ilvantaggio di una capacità di scarica considerevole (sino a 40 kA 8/20) indipendente dallatensione di innesco, una ampia possibilità di scelta ed una rapidità di risposta elevata. Per controhanno una modesta capacità di scarica agli impulsi di lunga durata, ed una capacità tra glielettrodi notevole che risulta negativa per l’impiego su circuiti ad alta frequenza.

Quando sono impiegati come limitatori di sovratensione, questi componenti hanno unacostruzione adatta a sopportare una corrente più elevata (grazie ad una giunzione molto piùgrande) rispetto a quelli di costruzione standard. I diodi zener presentano il vantaggio di unaampia gamma disponibile (con tensione di innesco da 7 a 500 V) e contrariamente agli altritipi esaminati, non presentano nessun degrado progressivo con il numero degli interventi.Come caratteristiche negative hanno una capacità di scarica molto limitata ed una elevatacapacità intrinseca.

I componenti degli SPD possono anche essere collegati in serie ed in parallelo. Il collegamento in serie si impiega quando occorre adattare un limitatore a tensioni di esercizionon standardizzate o quando occorre una soglia di innesco elevata e sono generalmentecostituiti da uno spinterometro in serie ad un varistore. Il collegamento in parallelo vieneutilizzato per ottenere una elevata tensione di scarica o una bassa tensione di innesco.

La protezione contro le sovratensioni può essere attuata quando richiesta dalle Norme CEI 81-1e CEI 81-4 oppure quando si è acquisita un’esperienza di esercizio dell’impianto che ha messoin evidenza il ripetersi di danni alle apparecchiature e l’interruzione della produzione. Lenorme CEI stabiliscono i requisiti minimi necessari per la sicurezza del sistema. In alternativa,può essere utilizzata la Norma CEI 81-3 che fissa i valori medi del numero di fulmini a terra peranno e per chilometro quadrato per i comuni d’Italia.

Tecnologia costruttivae funzionamentodegli SPD

Spinterometri

Varistori

Ip

Diodi zener

Ip

Collegamento in seriee parallelo deicomponenti di un SPD

Quando è necessarioproteggersi dallesovratensioni


166

Tra le caratteristiche più importanti degli SPD troviamo la classe di prova secondo la NormaIEC 61643-1. Correlando le classi di prova al tipo di fulminazione otteniamo le caratteristicheindicate nella Tab. 8.6.

CLASSE DIPROVA

INSTALLAZIONEIMPIEGOCARATTERISTICHE

I

II

III

Correnti o parti di correnti pro-venienti dalla fulminazione diretta

Correnti indotte da fulminazioneindiretta

Correnti indotte su circuiti elettriciinterni per fulminazione indiretta

Quadri elettrici in strutture soggettea fulminazione diretta

Quadri elettrici in strutture soggettea fulminazione indiretta

Quadri elettrici utilizzatori soggettia fulminazione indiretta

Caratteristiche e sceltedegli SPD

Coordinamento degliSPD

Impianto di terra

Limitatori GEWISS

Uoc = 10 kV 1,2/50 µsUc = 255 VUp ≤ 1,2 kV

In = 15 kA 8/20 µsImax= 40 kA 8/20 µsUc = 255 VUp ≤ 1,5 kV

Imp = 20 kA 10/350µsUc = 255 VUp ≤ 4 kV

Tab. 8.6

Il coordinamento fra gli SPD si rende necessario ogni volta che due o più SPD sono installatinello stesso impianto, allo scopo di raggiungere livelli di protezione più bassi in funzione dellatenuta degli isolamenti degli impianti da proteggere.Il coordinamento è basato sulla possibilità di distribuzione delle correnti impulsive e delleenergie in gioco in modo che ogni SPD possa sopportare, senza subire danni, una quota diqueste componenti di disturbo. Per il progettista la verifica del coordinamento può risultaremolto laboriosa; la via più semplice è quella di sfruttare i dati forniti dal costruttore di SPDattraverso le prove di laboratorio.

Normalmente gli SPD non richiedono (ad eccezione di casi particolari) un impianto di terradistinto e neppure particolari accorgimenti. Ricordiamo però che valori bassi della resistenza diterra riducono le tensioni totali verso terra durante la scarica e che le reti a maglia estesespesso annullano le componenti G e M stabilite dalla Norma 81-4.

La gamma di limitatori GEWISS consente di proteggere, in funzione della corrente transitoriadi scarica, sia linee elettriche derivate, sia linee telefoniche o di trasmissione dati; la prima serieè fornita nella versione a cartuccia estraibile, che consente una soluzione facile e immediatadello scaricatore senza interruzione del servizio e modifica del cablaggio, la seconda nellaversione monoblocco.

Gli interruttori automatici di protezione coordinati ai limitatori di sovratensione GEWISSdevono avere una curva di intervento C e una corrente nominale di 20 A.

Tab 8.7

Scaricatore Gewiss TIPO DI SCARICATORE (1P, 1P+N, 3P+N)

In [kA] - onda 8/20Interruttore di protezione

15 40MT 100 - C (20 A)

167

Sistemi di installazione

Legenda

1 Origine dell’impianto BT

2 Quadro elettrico principale

3 Barra diequipotenzializzazione

4 SPD

4a SPD N-PE (ad innesco)

5 Collegamenti dell’SPDall’impianto di terra(5a o 5b in alternativa)

6 Apparecchiaturada proteggere

7 Interruttore differenziale

7a Interruttore differenzialeselettivo

F Limitatore di sovracorrente

Fig. 8.6

Sistema TN

Fig. 8.7

Sistema TT interruttore

differenziale a monte

Fig. 8.8

Sistema TT interruttore

differenziale a valle


168

TIPO DILAMPADA

I dati contenuti nella tabella sono elaborati ipotizzando:

- La temperatura di riferimento di 30 e 40 °C in relazione al tipo di interruttore automatico impiegato.

- La potenza dello starter pari al 25 % di quella della lampada.

- I seguenti fattori di potenza:

0,86 per le lampade rifasate

0,6 per le lampade non rifasate.

Il metodo di calcolo adottato per la compilazione delle tabelle è basato sulla formula seguente:

PL · n°L · KST · kC

IB =Un · cos ϕ

Dove:

PL = la potenza di una lampada

n° = numero di lampade per ciascuna fase

kST = coefficiente che considera la potenza assorbita dallo starter, il suo valore è 1,25

kC = un coefficiente che tiene conto del tipo di collegamento (1 per il collegamento a stella, 1,732 per il collegamento a triangolo)

Un = tensione nominale delle lampade pari a 230 V

Dalla tabella si possono rilevare anche in numero di lampade per fase in funzione della corrente nominale dell’interruttore, considerando undeclassamento pari a 0,8 per temperature elevate all’interno del quadro o nella cassetta di installazione.

I circuiti di illuminazione devono essere protetti contro il cortocircuito mediante interruttoriautomatici. La protezione contro il sovraccarico può essere omessa nei circuiti che alimentanogli apparecchi illuminanti negli ambienti normali, a condizione che esista la protezione controil cortocircuito e che la corrente di impiego degli apparecchi utilizzatori non sia superiore aquella della conduttura. Rimane invece obbligatoria per tutti i circuiti elettrici ubicati nei luoghicon pericolo di incendio e di esplosione nonché negli ambienti particolari trattati nella parte 7della Norma CEI 64-8 per i quali siano prescritte condizioni diverse.La corrente nominale dell’interruttore di protezione viene scelta in relazione al carico daalimentare, la cui corrente di impiego IB può essere desunta:- dai dati forniti dal costruttore degli apparecchi illuminanti.- dal calcolo, in funzione della potenza nominale installata, della tensione di alimentazione e

del fattore di potenza.La tabella che segue fornisce la corrente nominale dell’interruttore in relazione alla potenzainstallata e al tipo di distribuzione.

PROTEZIONEDEI CIRCUITIDI ILLUMINAZIONE

POTENZATUBO [W] NUMERO DI LAMPADE PER FASE

490

245

152

703

351

218

351

175

109

100

392

196

120

562

281

174

281

140

87

80

309

154

95

443

220

137

221

110

68

63

245

122

76

351

175

109

175

87

54

50

196

98

60

281

140

87

138

70

43

40

157

78

48

225

112

69

112

56

34

32

122

61

38

175

87

54

87

43

27

25

97

49

30

140

70

42

70

35

21

20

78

39

24

112

56

34

56

28

17

16

49

24

15

69

35

21

35

17

10

10

29

14

9

42

21

13

20

10

6

6

13

7

4

20

10

6

10

5

3

3

8

4

3

13

7

4

7

3

2

2

4

2

1

7

3

2

3

1

1

1

18

36

58

18

36

58

2x18=36

2x36=72

2x58=118

100

Singola

non rifasata

Singola

rifasata

Doppia

rifasata

In [A] 2P o 4P

TAB. 8.8 - DISTRIBUZIONE MOFASE 230 V - DISTRIBUZIONE TRIFASE + N (400 V) COLLEGAMETO A STELLA

169

Sono apparecchi di tipo bistabile nei quali applicando tensione per un breve periodo allabobina, si ottiene una variazione permanente dello stato del contatto (da ON a OFF eviceversa). Questi relè, utilizzati insieme a pulsanti del tipo NA, trovano largo impiego neicircuiti di comando di tipo ciclico (ad esempio i circuiti di illuminazione).

Relè passo passo

Nella pagina seguente viene riportato il numero massimo di lampade (in funzione dellatipologia e della potenza assorbita) comandabili dal relé passo passo.

DATI TECNICI RELÈ PASSO-PASSO RELÈ PASSO-PASSO CENTRALIZABILE

Norme di riferimentoCorrente nominale di impiego (A)Tensione nominale Un (V)Tensione comando bobina (V)

Tensione nominale d’isolamento Ui (V)Tensione nominale d’impulso Uimp (kV)Frequenza nominale (Hz)Assorbimento bobina all’eccitazioneAssorbimento bobina in mantenimentoTensione funzionamento bobinaPotenza max. lampade

Lampade ad incandescenza (W)Lampade fluorescenti (W)Lampade alogene (W)

Potenza dissipata per polo (W)Manovre elettriche (Ie e cosϕ = 0,9)Manovre meccanicheDurata minima comando chiusura (ms)Temperatura di funzionamento (C°)Sezione max. conduttori contatti (mm2)Sezione max. conduttori bobina (mm2)

1 poloCEI EN 60669-2-2

16230 a.c.

12/24/230 a.c.

250 a.c.450

5VA3,5VA

0,9 - 1,1xUn

240050010001,5

100.000200.000

25-5...+40

4 o 2x2,54 o 2x2,5

2/4 poliCEI EN 60669-2-2

16230 a.c.

12/24/230 a.c.

250 a.c.450

9VA2,5VA

0,9 - 1,1xUn

2400 50010001,5

100.000200.000

25-5...+4010 o 2x44 o 2x2,5

1 poliCEI EN 60669-2-2

16230 a.c.

24/230 a.c.24 d.c.250 a.c.

450

9VA/12W1VA/1W

0,9 - 1,1xUn

2400 50010001,5

100.000200.000

25-5...+4010 o 2x44 o 2x2,5

2/3 poliCEI EN 60669-2-2

16230 a.c.

24/230 a.c.24 d.c.250 a.c.

450

9VA/12W1VA/1W

0,9 - 1,1xUn

2400 50010001,5

100.000200.000

25-5...+4010 o 2x44 o 2x2,5

TAB. 8.9 - CARATTERISTICHE TECNICHE RELÈ PASSO PASSO


170

16 A13380503326201310644440262220131227251613128727251613128728146421552015117632159754386421

CARATTERISTICHE LAMPADE N. DI LAMPADE CONSENTITE

Tipo di lampadeIncandescenza (230 V)

Fluorescenti non rifasate (230V)

Fluorescenti due lampade (230V)

Fluorescenti rifasate in parallelo (230V)

Alogene non rifasate (230 V)

Alogene 12 e 24 V

Vapori di sodio ad alta pressione oioduri metallici (230V)

Vapori di sodio a bassa pressione(230V)

Vapori di mercurio ad alta pressione(230V)

P (W)152540607510015020030050018203036405865

2x182x202x302x362x402x582x6518203036405865357015025040010002050751005070150250183756911351855080125250400

Tab. 8.10

Numero massimo

di lampade comandabili

da un relè passo passo

171

Relè monostabili Apparecchi che commutano lo stato dei contatti (da ON a OFF e viceversa) e lo mantengonofintanto che la bobina resta eccitata.

Norme di riferimentoCorrente nominale di impiego Ie (A)Tensione nominale Un (V)Tensione comando bobina (V)Tensione nominale d’isolamento Ui (V)Tensione nominale d’impulso Uimp (kV)Frequenza nominale (Hz)Assorbimento bobina all’eccitazione (VA)Assorbimento bobina in mantenimento (VA)Tensione funzionamento bobinaPotenza max. lampade

Lampade ad incandescenza (W)Lampade fluorescenti (W)Lampade alogene (W)

Potenza dissipata per polo (W)Manovre elettriche (pieno carico, cosϕ = 0,9)Manovre meccanicheDurata minima comando chiusura (ms)Temperatura di funzionamento (C°)Sezione max. conduttori contatti (mm2)Sezione max. conduttori bobina (mm2)

1 poloCEI EN 61095

16230 a.c.

12/24/230 a.c.250 a.c.

4504

2,40,9 - 1,1xUn

240050010000,6

100.0001.000.000

25-5...+40

4 o 2x2,54 o 2x2,5

2 poliCEI EN 61095

16230 a.c.

12/24/230 a.c.250 a.c.

4509

2,50,9 - 1,1xUn

2400 50010000,6

100.0001.000.000

25-5...+4010 o 2x44 o 2x2,5

4 poliCEI EN 61095

16230/400 a.c.24/230 a.c.

250 a.c.450146

0,9 - 1,1xUn

2400 50010000,6

100.0001.000.000

25-5...+4010 o 2x44 o 2x2,5

TAB. 8.11 - DATI TECNICI RELÉ MONOSTABILI


172

Il contattore è un’apparecchio in grado di stabilire, sopportare ed interrompere le correnti dimanovra in condizioni ordinarie e di sovraccarico. È un componente elettrico di tipomonostabile (mantiene il proprio stato fin tanto che la bobina è alimentata) previsto per unelevato numero di manovre.Se vengono azionati più dispositivi contemporaneamente occorre fare attenzione aldimensionamento corretto del trasformatore. Se vengono installati più contattori adiacentialimentati in modo continuativo, l’eccessiva dissipazione di calore può danneggiare la bobinadegli stessi.

Contattore

CARATTERISTICHE ELETTRICHE

Norme di riferimento

Corrente nominale di impiego (A)Categoria di utilizzoTensione nominale Un (V)Tensione comando bobina (V)

Tensione nominale d’isolamento Ui (V)Tensione nominale d’impulso Uimp (kV)Frequenza nominale (HZ)Assorbimento bobina all’eccitazioneAssorbimento bobina in mantenimentoTensione funzionamento bobinaPotenza nominale in AC3 (kW): 230 V monofase

230 V trifase400 V trifase

Potenza dissipata per polo (W)Manovre elettriche in AC7a / AC1Manovre elettriche in AC7b / AC3Manovre meccanicheCorrente di cortocircuito condizionata (kA)Durata minima comando chiusura (ms)Temperatura di funzionamento (C°)Sezione max. conduttori contatti (mm2)Sezione max. conduttori bobina (mm2)

20 ACEI EN 61095

20AC7a

230/400 a.c.230 a.c.24 a.c.500 a.c.

450

9VA2,5VA

0,85 - 1,1xUn---1

150.000-

1.000.000325

-5...+4010 o 2x44 o 2x2,5

24 ACEI EN 61095

CEI EN 60947-4-124

AC7a230/400 a.c.230 a.c. - d.c.24 a.c. - d.c.

500 a.c.450

3,7VA/4W3,7VA/4W

0,8 - 1,06xUn1,32,2 4

1,2150.000 500.000

1.000.000 325

-25...+5525 o 2x104 o 2x2,5

40 ACEI EN 61095

CEI EN 60947-4-140

AC7a230/400 a.c.230 a.c. - d.c.

500 a.c.450

4,4VA/5W4,4VA/5W

0,8 - 1,06xUn3,75,5 113

150.000 170.000

1.000.000 325

-25...+5525 o 2x104 o 2x2,5

63 ACEI EN 61095

CEI EN 60947-4-163

AC7a230/400 a.c.230 a.c. - d.c.

500 a.c.450

70VA/65W4,2VA/4,2W0,8 - 1,06xUn

58 156

150.000 240.000

1.000.000 325

-25...+5525 o 2x104 o 2x2,5

TAB. 8.12 - CARATTERISTICHE TECNICHE DEI CONTATTORI

173

La tabella seguente riporta il numero massimo di lampade comandabili da ciascun contattore.Tali valori sono riferiti alla tensione nominale di 230V. Nel caso di lampade alimentate a 400V,moltiplicare i valori riportati in tabella per 1,73.

Inserzione lampade

CARATT. LAMPADE

Tipo di lampadeIncandescente

Fluorescente

Vapori di mercurio ad altapressione

Watt601002003005001000

1520404265115140

2x202x402x422x652x1152x140

1520404265115140

50801252504007001000

2000/400 V

50801252504007001000

2000/400 V

20 A21137431

252217131044

2217131044

6564411

127531---

43211---

24 A25157531

302620161255

2620161255

8786522

1410742111

54321--1

40 A5432161163

100856552401818

856552401818

151415121044

362719107433

108633112

63 A83502516105

15514010585602828

14010585602828

67606750431717

5038261410644

4337261510542

(µF)

4,55

4,5671818

78101825456035

Tab. 8.13

Numero massimo


da un contattore

(segue)

Non rifasate o rifasate in serie

Bilampade non rifasate

Rifasate in parallelo

Non rifasate


N. DI LAMPADE CONSENTITE CAPACITÀ


174

Watt1x182x181x362x361x582x58

205075100150200300

355590135150180200

355590135150180200

1502503304001000

1502503304001000

20 A158127116

40201310753

5532223

24 A24181611148

52241612964

8853335

111

1

4321

11

40 A553434203217

11050352719149

22221310101014

4432223

159863

3221

63 A764847294624

174805443292314

30301913141420

15151078812

20151084

159762

(µF)

20203045404025

20334048106

CARATT. LAMPADE N. DI LAMPADE CONSENTITE CAPACITÀ

Tipo di lampadeLampade con reattoreelettronico

Alogene (12V)

Vapori di sodio a bassapressione

Vapori di sodio ad altapressione o ioduri metallici

Non rifasate


Non rifasate


(segue) Tab. 8.13

Numero massimo


da un contattore

175

Il motore asincrono trifase è indubbiamente la macchina elettrica che trova maggior impiegonell’industria grazie alla robusta costruzione ed alla elevata affidabilità che offre nel servizio.

La curva caratteristica dell’assorbimento di corrente di un motore asincrono è quella indicata infigura.

Legenda:In = corrente nominale assorbita dal motoreIa = corrente di avviamentoIs = valore istantaneo massimo della corrente

subtransitoria di avviamento Is = Ia x K

Il coefficiente k per il quale si deve moltiplicare la corrente simmetrica Ia per ottenere la massimacorrente di picco Is in funzione del fattore di potenza, si ottiene dal diagramma.

Il valore della corrente nominale assorbita da unmotore asincrono trifase si ricava con la notaformula:

Pn

In =√3 · Un · η · cos ϕ

dove:Pn è la potenza nominale di targa del motoreUn è la tensione di alimentazioneη è il rendimento del motore a carico nominalecosϕ è il fattore di potenza a carico nominaleAll’atto dell’avviamento, però, il motore assorbeuna corrente pari a 5-8 volte la corrente nominale.

La scelta dei dispositivi di manovra e protezione deve essere oculata in quanto unfunzionamento difettoso delle protezioni può avere effetti negativi sulle persone (nel caso dicontatti diretti per guasto dell’isolamento), sulla macchina stessa e sulla produzionedell’impianto nel quale il motore è installato.Il dispositivo che provvede alla protezione contro il cortocircuito del complesso (motore,avviatore e cavo elettrico), è l’interruttore automatico o meglio un interruttore automaticolimitatore di corrente con la sola protezione magnetica (la protezione termica è normalmenteaffidata a un relè termico incorporato nell’avviatore). Quando il numero di avviamenti delmotore è molto limitato, l’interruttore è in grado di svolgere la duplice funzione di dispositivo diprotezione e di manovra con notevole risparmio economico. Normalmente però la manovra èaffidata ad un avviatore costituito da un contattore (che permette anche il comando a distanza)e da un relè termico che insieme realizzano un complesso in grado di garantire:- le prestazioni richieste dalla relativa categoria di impiego che sarà illustrata in seguito,

PROTEZIONE DEIMOTORI ELETTRICI

Caratteristica difunzionamento di unmotore asincrono

Dispositivi di manovrae protezionedei motori

t [s]

I [A]IsIaIn

da 1 a 10 s

da 20 a 30 ms

Determinazionedel coefficiente di k

1,5

cosϕ0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

k

2,8

2,7

2,6

2,5

2,4

2,3

2,2

2,1

2

1,9

1,8

1,7

1,6

1,4

Fig. 8.9

Curva dell’assorbimento di

corrente all’avviamento

di un motore asincrono

Fig. 8.10

Diagramma per

determinare k


176

- chiudere ed interrompere senza danni una corrente multipla della nominale, - proteggere il motore dai sovraccarichi.Uno degli schemi usuali per l’avviamento e la protezione di un motore asincrono trifase è quelloindicato in Fig. 8.11.

Legenda:1 = Protezione magnetica2 = Relè termico3 = Relè differenziale4 = Contattore

Coordinamento fra lo sganciatore magnetico dell’interruttore, il relè termico dell’avviatore e lacurva di avviamento del motore.Dall’esame della Fig. 8.12 emerge chiaramente che le curve (1) e (2) devono essere più vicinopossibile alla curva del motore (3) senza però avere alcuna interferenza. Proteggendo ilmotore, l’interruttore provvede anche alla protezione del cavo la cui corrente nominale èsempre almeno uguale o superiore a a quella del motore.

Legenda:1 = Curva dello sganciatore termico2 = Intervento dello sganciatore magnetico3 = Curva di avviamento del motore

Quando le funzioni di protezione e di avviamento sono realizzate da diversi apparecchi, lenorme prescrivono due tipi di coordinamento in funzione del danneggiamento che può essereaccettato. Nel coordinamento di tipo 1 l’avviatore , in caso di cortocircuito, non deve provocaredanni a persone o all’impianto anche se non risulta in grado di funzionare ulteriormente senzaun intervento manutentivo. Nel coordinamento di tipo 2 dopo un cortocircuito, oltre a non provocare danni alle persone oall’impianto, l’avviatore deve essere in grado di funzionare ulteriormente. È ammesso il rischiodella saldatura dei contatti del contattore purchè la loro separazione risulti facile.Il tipo di coordinamento 1 è consigliabile in presenza di un servizio di manutenzione qualificatoe di un costo ridotto delle apparecchiature.

M

1

2

3Id

4

Fig. 8.11

Avviamento diretto di un

motore asincrono mediante

interruttore automatico e

contattore

t[s]

IsIa

2

1

3

In

Fig. 8.12

Curve tempo corrente del

motore e degli sganciatori:

termico e magnetico

Coordinamento dellosganciatore magnetico

177

Il tipo di coordinamento 2 potrà essere scelto quando la continuità di esercizio risultaindispensabile, o quando il servizio di manutenzione è ridotto.

Il valore della corrente di intervento Im della protezione magnetica, può essere stabilito, inprima approssimazione, eguagliando il valore di cresta della corrente dello sganciatore (Im x1,41) a quella della massima corrente subtransitoria assorbita dal motore allo spunto (Ia x k). Supponendo ad esempio un motore da 37 kW con:In = 71 A Ia = 6,5 Incosϕavv = 0,35K =1,9 ricavato dal diagramma in corrispondenza del valore 0,35 del cosϕ avremo pertanto:Im · 1,41 = In · 6,5 · k da cui

k 1,9Im = In · 6,5 · = 71 · 6,5 · = 622 A

1,41 1,41

A favore della sicurezza, per evitare interventi intempestivi, si adotterà il valore di corrente diintervento immediatamente superiore.Il valore dello sganciatore termico It deve essere scelto in modo da garantire che lo sgan-ciamento avvenga solo in caso di sovraccarico o mancanza di fase. In prima approssimazionesi può tarare la protezione termica sul valore della corrente nominale.

La Norma CEI EN 60947-1 stabilisce le seguenti 4 categorie di impiego dei contattori tenendoconto delle condizioni di apertura e chiusura del contattore e della sua adattabilità al tipo diapplicazione.

Scelta della taraturadelle protezionimagnetiche e termiche

Categoria di impiegodei contattori

Classe di interventodei relè termici

Ulteriori dispositivi perla protezione deimotori

Nelle tabelle di coordinamento dei relè termici sono previste diverse classi di impiego, quellepiù usate sono la classe 10 relativa a relè per avviamento normale e la classe 20 relativa quelliper avviamento pesante. I tempi precisi di sgancio possono essere rilevati, in funzione delvalore della corrente di intervento, dalle curve caratteristiche dei relè.

In aggiunta a quelli già enunciati possono essere adottati ulteriori dispositivi per la protezionedei motori asincroni: - sonde termiche per il controllo della temperatura degli avvolgimenti,- dispositivi differenziali a corrente residua per il costante controllo dell’isolamento verso terra,- relè multifunzionali che oltre a corrente e tensione controllano diversi altri parametri quali, il

numero di avviamenti ed il tempo relativo ad ogni avviamento.

CATEGORIA D’IMPIEGO APPLICAZIONI CARATTERISTICHE

Carichi non induttivi o debolmente induttivi, forni a resistenza.

Motori ad anelli: avviamento, arresto.

Motori a gabbia: avviamento, arresto del motore durante la marcia.

Motore a gabbia: avviamento, frenatura in controcorrente, manovra ad impulsi.

AC-3

AC-4

AC-2

AC-1

Tab. 8.14

Categorie d’impiego

dei contattori


178

Manovra e protezione dei motori asincroni trifasiLa protezione dei motori elettrici di B.T. contro il cortocircuito è assolta, in modo corretto, dagliinterruttori automatici equipaggiati col solo sganciatore magnetico. La combinazione ottenutaimpiegando l’interruttore (con sganciatore solo magnetico), il contattore e lo sganciatoretermico, rappresenta la soluzione ideale per la manovra e la protezione motori (Fig. 8.14).

L’esempio schematizzato in Fig. 8.15 è riferito aduna sezione di impianto rappresentativa di molterealtà industriali.Vi sono due motori (ad esempio installati in duedistinti reparti) aventi rispettivamente una potenzanominale di 50 kW e 200 kW.L’impianto nel suo complesso è caratterizzato da:- tensione nominale 380 V;- corrente di cortocircuito simmetrica 50 kA.I calcoli necessari per la scelta dell’apparecchiaturadevono garantire:- il comando dei motori, evitando interventi in-

tempestivi durante la fase di avviamento;- la protezione contro il cortocircuito ed il sovrac-

carico di tutte le apparecchiature;- selettività di intervento delle protezioni anche per

guasti che potrebbero verificarsi sull’utenza.

Esempi applicativi

M3

a

b

c

Fig. 8.14

Schema unifilare di

alimentazione motore con

apparecchi di manovra e

protezione

Fig. 8.15

Esempio di impianto

con due motori trifase.

a = interruttore consolo sganciatoremagnetico

b = contattorec = sganciatore termicob+c = avviatore

M3

M3

380V

Icc = 50kA

In = 93A

In = 350A

50 kW

200 kW

La regolazione dello sganciatore magnetico deve essere tale da:- evitare che l’interruttore si apra nella fase di avviamento del motore;- garantire la protezione dell’impianto contro i guasti dovuti a cortocircuito; che possonoverificarsi nell’impianto a valle dell’interruttore, nonché i guasti interni del motore.Il valore della corrente di intervento dello sganciatore magnetico Im può essere stabilito, a livelloteorico, uguagliando tra loro i valori di cresta della corrente di intervento dello sganciatoremagnetico stesso (Im x 1,41) e della massima corrente asimmetrica assorbita dal motore allospunto (calcolata tenendo presente che il coefficiente moltiplicativo è funzione del fattore dipotenza della corrente di avviamento del motore).Considerando come esempio il solo motore da 50 kW si ha:

Im x 1,41 = In x 9 x k

A livello operativo, per evitare intempestivi interventi dell’interruttore nella fase di avviamentodel motore, la regolazione dello sganciatore magnetico può essere prevista per un valore di

93 x 9 x 1,9Im = = 1128

1,41

In x 9 x kIm =

1,41

Regolazione dellosganciatore magnetico

179

Lo scopo essenziale dei gruppi di continuità statici è quello di fornire l’alimentazione alle utenzeinteressate nei momenti in cui la rete di distribuzione primaria manca o presenta valori ditensione e frequenza non accettabili. Queste apparecchiature comunemente denominate UPS,forniscono inoltre un’alimentazione stabilizzata in tensione e frequenza con distorsioniarmoniche molto limitate. L’impiego sempre più numeroso delle apparecchiature elettroniche ela necessità di poter disporre di un’alimentazione stabilizzata, ha indotto il CEMP (un comitatonazionale che raccoglie le principali associazioni europee operanti nel campo delle macchineelettriche e delle apparecchiature elettroniche), alla stesura di una guida europea sui gruppi dicontinuità statici ormai giunta alla seconda edizione. Lo scopo della pubblicazione è quello difornire le linee guida per la determinazione delle caratteristiche principali di questeapparecchiature allo scopo di poter garantire agli utenti un’alimentazione elettrica altamenteaffidabile e conforme alle specifiche esigenze.

corrente Im ≥ 1200 A, ossia ad un valore lievemente superiore rispetto al valore teoricocalcolato.

Lo sganciatore termico deve essere scelto in modo da consentire il regolare funzionamento delmotore e garantire che l’intervento dello sganciatore avvenga solo per correnti di sovraccaricoo per mancanza di fase.In prima approssimazione è quindi possibile regolare lo sganciatore termico allo stesso valoredella corrente nominale del motore, It = In.

Per garantire la protezione del motore è altresì opportuno verificare che:- il rapporto tra Im e It risulti ≥ 12 per assicurare che nella fase di avviamento, non ci sia un

intempestivo intervento dell’interruttore automatico;

Im 1245 A= = 13,38 (≥ 12, avviamento corretto)

It 93 A

- il rapporto tra Im e It max risulti ≤ 15 per assicurare l’autoprotezione dello sganciatore termico.

Im 1245 A= = 11,3 (≤ 15, sicura protezione dell’impianto).

It max 110 A

Scelta dellosganciatore termico

Ulterioriconsiderazioni

GRUPPI DI CONTINUITÀSTATICI UPS


180

Convertitore ca/ccÈ un raddrizzatore a ponte di Graets stabilizzato in tensione che riceve l’alimentazione da unarete a corrente alternata monofase o trifase e la converte in corrente continua. L’energia inuscita dal convertitore ca/cc alimenta una batteria di accumulatori per il servizio di emergenza,gli eventuali carichi che necessitano della alimentazione in corrente continua ed il convertitorecc/ca o inverter.

FiltroIl filtro in uscita dal raddrizzatore è costituito da una induttanza ed una capacità e provvede aridurre il ripple di corrente ad un valore inferiore al 2%.

Batteria di accumulatoriCostituisce l’elemento di soccorso per il convertitore cc/ca di uscita e per gli eventuali carichi incorrente continua quando la rete di alimentazione manca o i suoi valori risultano fuoritolleranza. La batteria viene normalmente fornita insieme al convertitore statico e installata nellostesso armadio. Con questa soluzione il fornitore del gruppo conoscendo la potenza apparentedel carico ed il fattore di potenza, è in grado di stabilire il tempo di autonomia dell’UPSquando manca la tensione di rete.Dato che i gruppi di continuità statici sono frequentemente installati in luoghi accessibili allepersone, le batterie incorporate sono usualmente del tipo a valvola (VRLA) meglio conosciutecome “batterie ermetiche” con elettrolito immobilizzato ed a basse perdite di gas. Questeapparecchiature sono rispondenti alle norme CEI EN 60896-1 e 2 e possono essere installatein uffici e locali pubblici senza precauzioni particolari. Si possono anche installare batterie alNichel Cadmio adatte per ambienti particolarmente critici, ma il loro costo è di circa cinquevolte superiore a quello delle corrispondenti batterie VRLA equivalenti

Convertitore cc/ccQuando si presenta la necessità di alimentare carichi in corrente continua ad una tensionediversa da quella di uscita dal raddrizzatore, si installa un convertitore cc/cc, costituito da unoscillatore che trasforma la corrente continua che riceve dal convertitore ca/cc (o dalla batteria,

3 2

1

4

5

Reteprincipale

Rete diemergenza

Utenze da alimentarea 110 V cc

Utenze da alimentarea 380 V e 220 V cc

Fig. 8.16

Schema a blocchi di un

gruppo di continuità per

l’alimentazione di carichi

380 V - 3N a 110 Vcc

Componenti principali Sostanzialmente il gruppo di continuità statico rappresentato in Fig. 8.16 è composto daiseguenti componenti:

181

in regime di emergenza), in una corrente variabile e da un raddrizzatore che la riconverte incorrente continua alla tensione adatta alle utenze da alimentare.

Convertitore cc/ca o inverterProvvede alla conversione della tensione continua fornita dal raddrizzatore o dalla batteria inuna tensione alternata sinusoidale, trifase o monofase stabilizzata in tensione e frequenza. Ilprincipio di funzionamento di questo convertitore è normalmente il PWM a modulazione dilarghezza degli impulsi o il PAM a modulazione di ampiezza. Con il sistema PWM si ottieneuna forma d’onda sinusoidale la cui qualità è funzione della larghezza e della frequenza degliimpulsi generati. Tanto maggiore è il numero di impulsi in un semiperiodo tanto più il segnalegenerato sarà sinusoidale.

Commutatore staticoÈ un’apparecchiatura costituita da tiristori collegati in antiparallelo che svolge la funzione ditrasferimento del carico, senza soluzione di continuità, dal convertitore cc/ca alla rete diemergenza in caso di guasto del convertitore stesso. Usualmente il trasferimento si verificaquando la tensione ha uno scostamento superiore al 10 % e la frequenza al 5 % rispetto aivalori nominali, oppure quando le caratteristiche in uscita del convertitore cc/ca superano letolleranze ammesse dal carico. Il tempo di trasferimento è normalmente inferiore ai 3 ms.

By-pass manualeI convertitori statici sono normalmente corredati di un interruttore manuale di by-pass checonsente di isolare completamente il gruppo per interventi manutentivi. Nel caso dialimentazione tramite by-pass i carichi possono risultare alimentati con un’energia nonstabilizzata.

I principali schemi di funzionamento dei soccorritori statici sono i seguenti:

Funzionamento On-lineÈ il sistema di funzionamento illustrato nel precedente schema a blocchi e nella pratica usualeè quello di maggior impiego. Quando la rete di alimentazione è presente, l’energia transitaattraverso i convertori ca/cc il filtro ed il convertitore cc/ca per raggiungere il caricoalimentato, mentre momento in cui l’alimentazione principale viene a mancare la batteriafornisce per un determinato periodo di tempo stabilito l’energia necessaria al convertitorecc/ca. Al ritorno della rete di alimentazione entro i parametri di tolleranza prescritti, il grupporitorna automaticamente al funzionamento normale.Questa soluzione presenta numerosi vantaggi, il carico rimane immune da tutti i disturbipresenti nella tensione di ingresso, risulta protetto dall’inverter sia nel funzionamento conalimentazione dalla rete che quando è alimentato dalla batteria e risulta disaccoppiato dallarete. Il gruppo deve però essere dimensionato per l’intera potenza delle utenze collegate allasua uscita.

Funzionamento in Stand-byLo schema di funzionamento in Stand-by è quello indicato nella Fig. 8.17.

Schemi difunzionamento

rete principale

caricoSTAND BY

Fig. 8.17

Schema di un convertitore

statico con collegamento

in stand-by


182

Questo sistema di funzionamento prevede che le utenze siano normalmente alimentate dallarete principale (talvolta attraverso uno stabilizzatore), mentre il gruppo di continuità staticocostituisce l’alimentazione di riserva ed interviene solo nel caso in cui la rete è assente o i suoiparametri elettrici risultano fuori tolleranza. Nel funzionamento in Stand-by le perdite dienergia nel convertitore statico sono modeste in quanto il suo intervento è limitato alle situazionidi emergenza, mentre in presenza della rete di alimentazione esterna, il raddrizzatore si limitaa fornire la sola energia necessaria per la carica della batteria. Questa architettura circuitalepresenta dei limiti che non sempre sono accettabili in quanto le utenze non risultano protettedalle perturbazioni provenienti dalla linea di alimentazione esterna ed inoltre non è possibilel’alimentazione dei carichi in corrente continua durante il funzionamento normale se non conl’ausilio di un ulteriore convertitore ca/cc.

I gruppi di continuità statici sono destinati all’alimentazione di utenze che richiedono energiastabilizzata, pertanto devono offrire continuità di servizio e grande affidabilità.. Qualora si

volesse incrementare tale affidabilità sino arenderla quasi assoluta, si possono installare tuttii componenti ridondanti e prevedere la doppiaalimentazione dalla rete e da un gruppoelettrogeno. In tal modo la batteria delsoccorritore statico può essere dimensionata soloper il tempo necessario al gruppo elettrogenoper raggiungere il regime di funzionamento. Lasoluzione proposta trova impiego quando èindispensabile disporre di un gruppo dicontinuità per l’elaborazione in tempo reale didati bancari o traffico aereo, oppure in industriecon processi che non possono essere interrotti.

Normalmente i dispositivi di protezione impiegati sono interruttori automatici con azioneritardata per evitare interventi intempestivi dovuti alle seguente cause:- corrente di spunto all’atto dell’accensione che può superare otto volte quella normale di

pieno carico;- correnti di dispersione verso terra dovute alla presenza di filtri EMC per la riduzione delle

armoniche in ingresso.

Quando il carico è costituito da utenze monofasi derivate fra fase e neutro di un alimentatorestatico trifase, è probabile che il neutro risulti percorso da correnti aggiuntive dovute alla terzaarmonica. Quando si verifica questa situazione, il neutro d’uscita dovrebbe esseresovradimensionato rispetto alle prescrizioni contenute nella Norma CEI 64-8. In alcuni casiparticolari come ad esempio nel funzionamento in by-pass manuale, questa regola vale ancheper il neutro di alimentazione.

Affidabilità degli UPS

Rete380 V 50 Hz

Gruppoeletrogeno

Raddrizzatore Stabilizzatore

Inverter

Consumatorestatico

Altre utenze

Fig. 8.18

Esempio di convertitore

statico ridondante

Scelta dei dispositividi protezione

Dimensionamentodel neutro

SCELTA DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE

184

La gamma degli interruttori Gewiss comprende interruttori automatici modulari da 1 A a 125 Ae la nuova Serie MTS di interruttori scatolati con correnti nominali fino a 1600 A.

Tutti gli interruttori, siano essi modulari o scatolati, sono corredati di accessori e dispositivistudiati per soddisfare ogni esigenza d’impianto e, in particolare, per garantire la sicurezzadegli operatori.

INTERRUTTORIMAGNETOTERMICI

Fig. 9.1

Serie 90

Apparecchi modulari per

protezione circuiti

Fig. 9.2

Serie MTS

Interruttori automatici per

distribuzione di potenza

185

Gli interruttori automatici modulari rispondono ai requisiti delle norme CEI EN 60898 e CEI EN60947-2.

Sono caratterizzati dall’avere dispositivi di protezione contro le sovracorrenti aventi curved’intervento diverse in funzione delle applicazioni impiantistiche (Fig. 9.4, 9.5, 9.6).

Queste curve si differenziano per il diverso campo di funzionamento degli sganciatorimagnetici.

Tab. 9.1

Principali caratteristiche

degli interruttori

automatici modulari

serie 90

Fig. 9.3

Serie 90

Apparecchi modulari

FREQUENZA NOMINALE

TENSIONE NOMINALE

CORRENTE NOMINALE MAX.

POTERE D’INTERRUZIONE MAX.

TEMPERATURA DI RIFERIMENTO

50/60 Hz400 V

125 A

25 kA

30 ° C

Caratteristica diintervento deglisganciatori termici emagnetici

È costituita dal diagramma generalmente logaritmico indicato nelle successive figure cherappresentano per uno specifico tipo di interruttore i tempi di intervento in funzione dellasovracorrente.

Modulari serie 90


186

Fig. 9.4

Curva di intervento

tempo/corrente

caratteristica B

CORRENTI DI PROVA

Caratteristicadi intervento

B

Correntenominale

In

da 6 a 63 A

Corrente dinon intervento

Inf

1.13 In

Corrente diintervento

If

1.45 In

Tempo diintervento

> 1 h< 1 h

Corrente diprova

interventoIm1

3 In

Corrente diprova

interventoIm2

5 In

Tempo diintervento

> 0.1 s< 0.1 s

INTERVENTO TERMICO INTERVENTO ELETTROMAGNETICO

In corrente nominale di funzionamento che non deve provocare l’interventodell’interruttore.

Inf corrente convenzionale di non intervento è quella corrente chel’interruttore deve poter sopportare senza intervenire.

If corrente convenzionale di intervento è quella corrente che sicuramenteprovoca l’intervento dell’apparecchio entro il tempo convenzionale.

Im Corrente di intervento istantaneo è la minima corrente che sicuramenteprovoca l’intervento dello sganciatore elettromagnetico

Nel tratto compreso fra Inf e If l’intervento è incerto.

Prima del limite Inf non si dovrebbe avere possibilità di intervento deglisganciatori

Dopo il limite verticale di If l’intervento sarà sicuro.

Fig. 9.5

Curva di intervento

tempo/corrente

caratteristica C

CORRENTI DI PROVA


C

Correntenominale

In

da 1 a 125 A


Inf

1.13 In


If

1.45 In

Tempo diintervento

> 1 h< 1 h

Corrente diprova

interventoIm1

5 In

Corrente diprova

interventoIm2

10 In

Tempo diintervento

> 0.1 s< 0.1 s









187

Gli interruttori automatici con caratteristica B vengono forniti per la protezione di carichiresistivi (scaldabagni elettrici, apparecchi elettrici di riscaldamento, fornelli ecc.) e di linee perimpianti di illuminazione di una certa lunghezza, gli interruttori con caratteristica C sono adattiper la protezione, in generale, di tutti i tipi di circuiti con carichi resistivi o limitatamente induttivi(lampade a fluorescenza e a scarica di gas, apparecchi televisivi ecc.).In alternativa possono essere installati anche gli interruttori con caratteristica D, per carichifortemente induttivi o con elevate correnti di inserzione, come trasformatori, batterie dicondensatori ecc.La gamma degli interruttori modulari GEWISS è completata dalle versioni per correntecontinua, dagli interruttori salvamotore, dagli interruttori differenziali magnetotermici e dagliinterruttori per applicazione speciali.

La scelta degli apparecchi deve essere effettuata in funzione dei seguenti parametri principali:Corrente nominale di impiego (In): è la corrente che l’apparecchio può sopportare in servizioininterrotto e corrisponde anche alla corrente termica dell’interruttore.Tensione nominale di impiego (Ue): è il valore della tensione di progetto che il costruttoreprescrive unitamente alla corrente nominale. Ogni apparecchio può avere diverse tensioninominali di impiego in relazione al servizio ed alle prestazioni che deve svolgere.Tensione nominale di isolamento (Ui): costituisce il valore per il quale è stato dimensionato everificato con prove, l’isolamento elettrico dell’apparecchio.Potere di interruzione nominale in cortocircuito (Icn): rappresenta il massimo valore dellacorrente di cortocircuito che l’apparecchio è in grado di interrompere per due volte secondo undeterminato ciclo.

Fig. 9.6

Curva di intervento

tempo/corrente

caratteristica D

CORRENTI DI PROVA


D

Correntenominale

In

da 6 a 100 Ada 6 a 100 A


Inf

1.13 In


If

1.45 In

Tempo diintervento

> 1 h< 1 h

Corrente diprova

interventoIm1

10 In

Corrente diprova

interventoIm2

20 In

Tempo diintervento

> 0.15 s< 0.15 s









Sceltadegli apparecchi


188

SERIEMTC 60MTC 45 MTC 100

A500

50/60230/400

1P (1) / 1P+N (1)2P (1)3P (2)4P (2)45001 Icn

4,5 – 6100% Icu

1P 2P 3P 4P66

66

4,54,5

C

61016202532

10.00030SI

A500

50/60230/400

1P (1) / 1P+N (1)2P (1)3P (2)4P (2)60001 Icn

6 ÷ 1075% Icu

1P 2P 3P 4P1010

1010

66

C

61016202532

10.00030SI

A500

50/60230

1P+N (1)2P (1)

--

10000*0,75 Icn

1075% Icu

1P 2P15151010

C

61016202532

10.00030SI

Categoria di utilizzazioneTensione di isolamento Ui (V)Frequenza nominale (Hz)Tensione nominale Un (V)Numero di poli (numero dei moduli)

IcnIcsIcuIcsN. poli (in serie)Icu per Un ≤ 50 VIcs per Un ≤ 50 VIcu per Un ≤ 110 VIcs per Un ≤ 110 VIcu per Un ≤ 220 VIcs per Un ≤ 220 V

Sganciatore magnetotermico: tipoCorrente nominale In (A)

Durata elettrica (numero cicli O - C)Temperatura di riferimento (°C) - CEI EN 60898Sezionamento visualizzato

* Potere d’interruzione singolo polo Icn1 = 6kA.

MTCTAB. 9.2 - APPARECCHI MODULARI PER PROTEZIONE CIRCUITI

Potere d’interruzione (A)CEI EN 60898 - 230/400VPotere d’interruzione (kA)CEI EN 60947-2 - 230/400V

Potere d’interruzione (A)CEI EN 60947-2in corrente continua (kA)

189

MT 60 MT 100 MT 250 MTHP 100 MTHP 250

A500

50/60230/400

1P (1) / 1P+N (Curva C) (2)2P (2)3P (3)4P (4)6000

0,75 Icn

10 – 2075% Icu

1P 2P 3P 4P1010

106

1010

C B D12346 6 6

10 10 1016 16 1620 20 2025 25 2532 32 3240 40 4050 5063 63

10.00030SI

A500

50/60230/4001P (1)2P (2)3P (3)4P (4)100000,75 Icn

12,5 ÷ 2575% Icu

1P 2P 3P 4P1010

1515

1512

C D1234

6 610 1016 1620 2025 2532 3240 405063

10.00030SI

A500

50/60230/4001P (1)2P (2)3P (3)4P (4)

12500 ÷ 250000,75 Icn

15 ÷ 5075% Icu

1P 2P 3P 4P2015

2520

2520

C

61016202532405063

10.00030SI

A500

50/60230/4001P (1,5)2P (3)

3P (4,5)4P (6)100000,75 Icn

10 – 2075% Icu

1P 2P 3P 4P1010

1512

1512

C D

6380 80

100 100125

10.00030SI

A500

50/60230/4001P (1,5)2P (3)

3P (4,5)4P (6)250000,75 Icn

25 – 5075% Icu

1P 2P 3P 4P2520

3025

2520

C

202532405063

10.00030SI

MT MTHP

TABELLA DI PRESTAZIONE


190

In situazioni impiantistiche dove la temperatura ambiente è di valore superiore al riferimentonormativo di 30° C, gli interruttori automatici possono essere soggetti ad interventi intempestivi,cioè ad aperture inopportune, in quanto l’innalzamento della temperatura viene interpretatoquale sovracorrente. Infatti la temperatura ambiente influenza la deformazione iniziale delbimetallo; ad una temperatura maggiore di 30° C lo sganciatore termico interviente in tempipiù brevi comportandosi come un relè con corrente nominale più bassa.Pertanto, è indispensabile tener conto del declassamento della corrente nominale qualoral’interruttore si trovi ad operare in un ambiente con temperatura maggiore di 30° C.Le tabelle che seguono riportano le massime correnti di utilizzo riferite alle diverse temperature.

Declassamento intemperatura

In (A)Temperature

10°C 20°C 30°C 40°C 50°C 60°C

7,2 6,6 6 5,7 5,3 5

11,8 10,8 10 9,6 9,1 8,6

18,2 17,2 16 15,2 14,3 13,4

22,8 21,4 20 19,5 18,9 18,4

28,5 26,8 25 24 23 22

36,5 34,2 32 30,8 29,5 28.8

TAB. 9.3 - INTERRUTTORI MAGNETOTERMICI COMPATTI MTC 45 - 60 - 100

6

10

16

20

25

32

In (A)Temperature

15°C 20°C 30°C 40°C 50°C 60°C

1,07 1,04 1,00 0,97 0,93 0,90

2,14 2,07 2,00 1,93 1,86 1,79

3,21 3,11 3,00 2,90 2,79 2,69

4,28 4,14 4,00 3,86 3,72 3,58

7 6,67 6,00 5,52 4,84 3,96

11,2 10,8 10,0 8,9 7,95 7,16

17,6 17,1 16,0 14,9 13,9 12,8

22 21,3 20,0 17,8 16,1 15,1

28,2 27,1 25,0 23,4 21,3 18,8

37 35,3 32,0 30,8 27,8 23,1

45 43,3 40,0 34,8 30 28

57,5 55 50,0 46,7 42,1 36,3

70 67,7 63,0 59,9 52,7 41,25

1

2

3

4

6

10

16

20

25

32

40

50

63

TAB. 9.4 - INTERRUTTORI MAGNETOTERMICI MT 60 - 100 - 250

TAB. 9.5 - INTERRUTTORI MAGNETOTERMICI MTHP 100 - 250

20253240506380

100125

21263542556685

107135

20253240506380

100125

17,524303547597593

115

1622283342537087

107

151923283648637897

In (A)20°C

Temperature

30°C 40°C 50°C 60°C

191

Le seguenti tabelle riportano i valori di potenza dissipata dagli interruttori automatici Serie 90al fine di consentire la verifica dei valori di sovratemperatura all’interno di un quadro incoerenza a quanto previsto dalle norme CEI 17-13 e CEI 17-43; permette inoltre di verificareche la potenza dissipata dagli apparecchi sia inferiore o uguale a quella che il centralino è ingrado di dissipare secondo le disposizioni delle norme CEI 23-49 e CEI 23-51.

Potenza dissipata

In (A)6

Polo N

R (mΩ)

P (W)

29,4 2,6

1,06 0,09

10

Polo N

20,3 2,6

2,03 0,26

16

Polo N

8,7 2,6

2,22 0,67

20

Polo N

5,7 2,6

2,27 1,04

25

Polo N

5,3 2,6

3,34 1,63

32

Polo N

3,4 2,6

3,45 2,66

TAB. 9.6 - INTERRUTTORI MAGNETOTERMICI COMPATTI MTC 45 - 60 - 100

TAB. 9.7 - INTERRUTTORI MAGNETOTERMICI MT 60 - 100 - 250

In (A)

Caratteristica di intervento

B C D

P (W) R (mΩ) P (W) R (mΩ) P (W) R (mΩ)

– – 2,20 2200 – –

– – 2,70 675 – –

– – 2,30 256 – –

– – 2,20 138 – –

1,42 39 1,42 39 0,80 22

2,13 21 2,13 21 1,20 12

2,80 11 2,80 11 1,60 6,3

2,56 6,4 2,56 6,4 2,10 5,3

3,10 5 3,10 5 2,00 3,2

3,00 2,9 3,00 2,9 2,40 2,4

3,10 1,9 3,10 1,9 2,70 1,7

3,87 1,5 3,87 1,5 – –

4,51 1,2 4,51 1,2 – –

1

2

3

4

6

10

16

20

25

32

40

50

63

TAB. 9.8 - INTERRUTTORI MAGNETOTERMICI MTHP 100 - 250

In (A) 20 25 32 40 50 63 80 100 125

R (mΩ)P (W)

72,8

4,42,7

3,03,1

2,23,5

1,74,2

1,45,6

0,95,6

0,77,4

0,711

Influenza di apparecchi adiacentiUna variazione della corrente diintervento è causata anche dallapresenza di più apparecchimontati adiacenti; in questo casova considerato il fattore dimoltiplicazione Fc dipendente dalnumero di apparecchi adiacenti(vedi tabella).

NR. APPARECCHI ADIACENTI FC

1

da 2 a 3

da 4 a 5

da 6 a 9

≥ 9

1,00

0,87

0,82

0,77

0,75


192

Nel civile e nel piccolo terziario è consuetudine installativa utilizzare nella distribuzione fase-neutro la protezione 1P+N; è però fondamentale sottolineare che il dispositivo di protezione sulneutro, pur non essendo obbligatorio, certamente non è vietato, anzi è decisamenteconsigliabile vista la presenza nella quasi totalità dei casi di personale non addestrato. Gliapparecchi modulari compatti MTC, proteggendo 2 poli in un solo modulo, consentono direalizzare a parità di ingombro la protezione 2P e assicurano quindi anche la protezione delneutro. I vantaggi sono la garanzia assoluta di intervento in presenza di sovracorrenti, graziealla presenza di due sganciatori, e la certezza di permanente e corretta protezione anche incaso di inversione di polarità dei cavi.La gamma compatta MTC e MDC offre la possibilità di ridurre gli spazi di installazione e quindi

di realizzare impianti con centralinied involucri di minori dimensioni,con conseguente risparmio nei costi;inoltre è di fondamentale importanzal’opportunità, nelle operazioni diristrutturazione ed adeguamentodegli impianti, di incrementare leprestazioni riutilizzando i contenitoripreesistenti, evitando così i costiaggiuntivi delle opere murarie.

Nella tabella seguente viene evidenziata per ciascun tipo di distribuzione elettrica la riduzionedi ingombro ottenibile.

NEUTRO NON PROTETTO PROTEZIONE TOTALE

STANDARD

1P+ N 2P

È altresì importante mettere inevidenza che, a parità di ingombro,

gli interruttori compatti consentonodi aumentare notevolmente il grado

di sicurezza e di protezione tantodell’impianto quanto delle persone.

PROTEZIONE MAGNETOTERMICA PROTEZIONE MAGNETOTERMICA DIFFERENZIALE

2 POLI PROTETTI

DISTRIBUZIONE ELETTRICA

Fase-faseFase-neutro

TrifaseTrifase + neutro

2P2P3P4P

- 50%- 50%- 33%- 50%

PROTEZIONE RIDUZIONE DI INGOMBRO

SPAZIO –50%

STANDARD STANDARD

STANDARD STANDARD

4 POLI PROTETTI

2 moduli (36 mm)

2 moduli (36 mm)4 moduli (72 mm) 4 moduli (72 mm)7 moduli (126 mm)

2 moduli (36 mm)4 moduli (72 mm)1 modulo (18 mm)

Tab. 9.9

Fig. 9.8

Fig. 9.7

Vantaggi applicativiapparecchi modularicompatti

193

Esempi applicativi apparecchi modulari compatti nel residenzialeImpianto elettrico di una villetta di circa 150 m2 con una potenza contrattuale pari a 6 kW.Dato l’elevato numero di potenze prevedibili quali:• illuminazione • frigorifero • congelatore • televisore• lavatrice • forno elettrico • idromassaggio • piastre elettriche• lavastoviglie • videoregistratore • forno a microondesi è mirato a parzializzare l’impianto elettrico per realizzare un coordinamento in selettivitàorizzontale tale da evitare la messa fuori servizio di utenze non interessate da guasto.

N.1 MDC 60 25A 2P 30mA GW 94 129N.3 MDC 60 16A 2P 30mA GW 94 127

Fig. 9.9

Centralino Gewiss

Fig. 9.10

Esempio di realizzazione

di un centralino

per appartamento


194

magazzino

TerziarioImpianto elettrico di un esercizio commerciale con una potenza contrattuale pari a 20 kW. In strutture di questo tipo dove le utenze sono importanti, oltre che numerose, diventaindispensabile la massima parzializzazione dell’impianto elettrico per assicurare la continuitàd’esercizio sia in presenza di sovraccarico e corto circuito che in presenza di correnti didispersione a terra.Una possibile soluzione a quanto sopra esposto è data dalla seguente applicazione:N.1 MTC 60 32A 4P GW 90 290 N.5 MTC 60 10A 2P GW 90 246N.3 MDC 60 10A 2P GW 94 126 N.3 MDC 60 10A 4P GW 94 166N.1 MDC 60 16A 4P GW 94 167 N.1 MDC 60 16A 2P GW 94 127

Fig. 9.11

Esempio di realizzazione

di un centralino per un

piccolo esercizio

commerciale

Fig. 9.12

Centralino Gewiss

195

Gli interruttori GEWISS, Serie MTS (Fig. 9.13) scatolati sono caratterizzati da:

- dimensioni di ingombro estremamente compatte

- elevato grado di standardizzazione

- sensibile limitazione della corrente di guasto (anche nei tipi non limitatori)

- possibilità di realizzare ogni tipo di coordinamento delle protezioni.

Nella Tab. 9.9 vengono riportate le caratteristiche elettriche degli interruttori scatolati GEWISS,Serie MTS.

Gli interruttori scatolati di tipo tripolare o quadripolare per le loro caratteristiche modulari,risultano particolarmente adatti per essere inseriti in un moderno sistema di protezione perimpianti elettrici. Questi apparecchi sono corredati di sganciatori termomagnetici per laprotezione contro il sovraccarico e contro il cortocircuito. Nei tipi con corrente di impiego nonmolto elevata, gli sganciatori termici sono regolabili mentre quelli magnetici sono ad interventoistantaneo per un valore fisso di corrente

Fig. 9.13

Serie MTSE

Sceltadegli apparecchi

Scatolati serie MTS


196

SERIE MTS 250MTS 160

Corrente ininterrotta nominale Iu (A)Poli Nr.Tensione nominale di impiego Ue (AC) 50-60Hz (V)

(DC) (V)Tensione nominale di tenuta ad impulso Uimp (kV)Tensione nominale di isolamento Ui (V)Tensione di prova a frequenza industriale per 1 min. (V)Potere di interruzione nominale limite in corto circuito Icu

(AC) 50-60 Hz 220/230 V (kA)(AC) 50-60 Hz 380/415 V (kA)(AC) 50-60 Hz 440 V (kA)(AC) 50-60 Hz 500 V (kA)(AC) 50-60 Hz 690 V (kA)(DC) 250 V - 2 poli in serie (kA)(DC) 500 V - 2 poli in serie (kA)(DC) 500 V - 3 poli in serie (kA)(DC) 750 V - 3 poli in serie (kA)

Potere di interruzione nominale di servizio in cto , Ics (1) (%Icu)Potere di chiusura nominale in corto circuito (415 V) (kA)Durata di apertura (415 V a Icu) (ms)Corrente di breve durata ammissibile nominale per 1 s, Icw (kA)Categoria di utilizzazione (EN 60947-2)Attitudine al sezionamentoIEC 60947-2, EN 60947-2 Sganciatori magnetotermici T regolabile, M fisso 5 lth

T regolabile, M fisso 10 lthT regolabile, M regolabilesolo magnetico M fissoa microprocessore SEP/A

SEP/BIntercambiabilitàEsecuzioniTerminali esecuzione fissa

esecuzione rimovibileesecuzione estraibile (2)

Fissaggio su profilato DINVita meccanica (Nr. di manovre/operazioni orarie)Vita elettrica (a 415 V) (Nr. di manovre/operazioni orarie)Dimensioni base, fisso 3/4 poli L (mm)

P (mm)H (mm)

Pesi fisso 3/4 poli (kg)rimovibile 3/4 poli (kg)estraibile 3/4 poli (kg)

1603-4 690500

6690

3000B N

25 5016 3610 208 126 8

16 35– –

16 35– –

100% 75%32 748 7

–ASI

F - PEF - FC - FC CuAl - R

FC - R–

DIN EN 5002225000 /2408000 /120

90 /12070

1201.1/1.51.3/1.7

–

160-2503-4 690750

8800

3000N H L65 100 17036 65 8530 50 6525 40 5014 18 20(3)

35 65 8535 50 65– – –

20 35 50 100% 75% 75%

74 143 187 8 7 6

–ASI

F - P - WF - EF - ES - FC

FC CuAl - RC - REF - FC - REF - FC - R

DIN EN 5002325000 /120

10000 (160A) - 8000 (250A) /120105/140

103.5170

2.6/3.53.1/4.13.5/4.5

(1) Per interruttori MTS 250 N/H/L, MTSE 250 N/H/L, MTS 630 N/H, MTSE 630 N/H, MTS 800 N/S/H, MTSE 800 N/S/H, la prestazione percentuale di Ics a 690V è ridotta del 25%.(2) Gli interruttori in versione estraibile vanno corredati con il frontale per comando a leva o con gli accessori ad essi alternativi come la maniglia rotante o il comando motore(3) L’interruttore MTS 250 con potere di interruzione L a 690V può essere alimentato solo superiormente.

TAB. 9.9 - INTERRUTTORI AUTOMATICI PER DISTRIBUZIONE DI POTENZA

197


MTSE 250 MTS 630 - MTSE 630 MTS 800 - MTSE 800 MTSE 1600

160-2503-4 690

–8

8003000

N H L65 100 20036 65 10030 50 8025 40 6518 22 30– – –– – –– – –– – –

100% 100% 75%74 143 220 8 7 6

ASI

F - P - WF - EF - ES - FC

FC CuAl - RC - REF - FC - REF - FC - R

–20000/120

10000 (160A) - 8000 (250A) /120105/140

103.5254

4/5.34.5/5.94.9/6.3

400-6303-4 690750

8800

3000N H L65 100 20036 65 10030 50 8025 40 6520 25 3035 65 10035 50 65– – –

20 35 50 100% 100% 75%

74 143 220 8 7 6

5 (400A)B (400A) - A (630A)

SI

F - P (400A) - WF - EF (400A) - ES - FCFC CuAl (400A) - RC (400A) - R

EF - FC - REF (400A) - ES - FC (400A)

R - VR (630A)–

20000/1207000 (400A) - 5000 (630A) /60

140/184103.52545/7

6.1/8.46.4/8.7

1250-16003-4 690

–8

8003000

S H L85 100 20050 65 10040 55 8035 45 7020 25 35– – –– – –– – –– – –

100% 75% 50%105 143 220 22 22 22

15 (1250A) - 20 (1600A)BSI

F - WF - EF - ES - FC CuAl (1250A)

HR - VR–

EF - HR - VR

–10000/120

7000 (1250A) - 5000 (1600A) /20210/280

138.5406

17/22–

21.8/29.2

630-8003-4 690750

8800

3000N S H L65 85 100 20036 50 65 10030 45 50 8025 35 40 6520 22 25 3035 50 65 10020 35 50 65– – – –

16 20 35 50 100% 100% 100% 75%

74 105 143 220 10 9 8 7

7.6 (630A) - 10 (800A)BSI

F - WF - EF - ES - FC CuAl

RC - R–

EF - HR - VR

–20000/120

7000 (630A) - 5000 (800A) /60210/280103.5268

9.5/12–

12.1/15.1

LEGENDA ESECUZIONIF = FissoP = RimovibileW = Estraibile

LEGENDA TERMINALIF = AnterioriEF = Anteriori prolungateES = Anteriori prolungati divaricati

FC = Anteriori per cavi in rameFC CuAl = Anteriori per cavi in rame o alluminioR = Posteriori filettati

RC = Posteriori per cavi in rame o alluminioHR = Posteriori in piatto orizzontaliVR = Posteriori in piatto verticali


198

COMPONENTI

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Interruttore base

Sottobase

Frontale standard

Frontale DIN

Comando a manigliarotante diretta

Comando a motoread azione diretta

Copriterminali isolanti(alti / bassi)

Sganciatore

Terminali di connessione(anteriori / posteriori)

Sganciatori di servizio(apertura, minima tensione, ...)

Connettori per sganciatoridi servizio e contatti ausiliari

Parte fissa per interruttorerimovibile

Blocco a chiave perinterruttore estraibile

Contatti ausiliari

Elementi di trasformazionein parte mobile di estraibile

Frontali per comando a levaper fisso / rimovibile / estraibile

Serie MTS:componibilità eaccessoriabilità


200

Lo scopo principale di un interruttore automatico è quello di assicurare la protezione dei circuitiche alimenta. Tale protezione deve essere assicurata:- dai sovraccarichi mediante sganciatori termici costituiti da lamine bimetalliche o mediante

sganciatori statici entrambi funzionanti secondo una curva a tempo inverso- dai cortocircuiti mediante sganciatori magnetici o statici a tempo indipendente, con

funzionamento istantaneo o con breve ritardo.- dai guasti verso terra con l’ausilio di blocchi differenziali sensibili alle correnti di guasto verso

terra.

Per gli interruttori di bassa tensione gli sganciatori sono normalmente disponibili sul mercatocon una estesa possibilità di regolazione e con differenti caratteristiche di intervento.

Protezione termomagneticaI tipi più semplici sono quelli magnetotermici per gli interruttori modulari. Questi componentinon hanno la possibilità di essere regolati, ma devono essere adattati alle caratteristiche delcircuito cambiando la corrente nominale dell’interruttore oppure la caratteristica tipica diintervento (caratteristica C anziché B).

Per gli apparecchi di taglia superiore (interruttori scatolati), gli sganciatori magnetotermicihanno la possibilità di regolazione della corrente di intervento per la protezione deisovraccarichi (comunemente definita protezione termica o di lungo ritardo). In questo modo èpossibile adattare la protezione alle esigenze del circuito ed effettuare un’ottima scelta dei cavi.La protezione magnetica contro i cortocircuiti ha invece una caratteristica fissa: l’interventoavviene non appena superato un valore di corrente prestabilito con un tempo tanto breve dapoter essere definito “istantaneo”.

Per gli interruttori scatolati da inserire all’interno dei quadri, sono disponibili (in alternativa aquelli magnetotermici) gli sganciatori elettronici che offrono maggiori possibilità di regola-zione della corrente. Le versioni più sofisticate degli sganciatori elettronici permettono moltepossibilità di regolazione della corrente e dei tempi di intervento.

Scelta degli sganciatoriViene normalmente effettuata in base a considerazioni tecnico-economiche, in funzione dellecaratteristiche dell’impianto da proteggere e del grado di selettività da realizzare nell’inter-vento delle protezioni. Economicamente la scelta dei tipi più semplici (sganciatori magne-totermici) permette di tenere bassi i costi, mentre dal punto di vista tecnico le versioni piùsofisticate (sganciatori elettronici) offrono migliori prestazioni e maggiori possibilità diimpiego

Indubbiamente questi ultimi, offrono una maggior precisione di intervento e garantiscono lacostanza della corrente di taratura al variare della temperatura nel punto di installazione,mentre quelli magnetotermici intervengono a valori differenti di corrente in funzione dellatemperatura del luogo dove sono installati.

In ultima analisi, si può asserire che la scelta degli sganciatori deve essere effettuata in modoche possono garantire la protezione delle utenze e delle condutture dai sovraccarichi e daicortocircuiti, nonché quella delle persone nel rispetto delle prescrizioni contenute nelle norme.

La taratura delle protezioniSe si dovesse considerare solamente la necessità di proteggere l’impianto elettrico, la migliorregolazione delle protezioni sarebbe quella di prevedere l’intervento istantaneo ad un valoredi corrente di poco superiore a quello nominale dell’utenza o del circuito da proteggere.

In pratica questo tipo di regolazione non può essere realizzata in quanto bisogna consentire ai

Tipi di sganciatoriimpiegati

201

circuiti protetti di superare qualche periodo di funzionamento transitorio che fa parte dellenormali caratteristiche delle utenze. Esempi tipici sono l’avviamento di un motore asincronotrifase che assorbe una corrente di spunto elevata e l’accensione di lampade ad incandescenzache, a causa del filamento freddo all’atto dell’accensione, presentano una resistenza bassa e diconseguenza assorbono una corrente maggiore di quella nominale.

Se gli sganciatori possono essere regolati, la taratura ideale è quella che colloca la curva diintervento più vicina possibile agli assi cartesiani avendo però l’accortezza di non interferirecon le curve di corrente dei transitori caratteristici del carico.

Nel caso di un interruttore posto a protezione di un quadro, normalmente è necessarioprevedere l’intervento selettivo delle protezioni a monte del quadro protetto rispetto a quelle avalle.

In queste situazioni è necessario considerare:- il tempo occorrente all’interruttore a valle per interrompere la corrente dopo l’intervento della

relativa protezione,- le tolleranze del tempo di intervento degli sganciatori,- le tolleranze del tempo effettivo di interruzione delle correnti.

Se si hanno diversi gradini di selettività cronometrica, la taratura del tempo di interventodell’interruttore più a monte può risultare tanto elevata da superare il mezzo secondo.L’inconveniente può essere superato agevolmente con l’impiego di sganciatori elettronici, la cuiprecisione permette di garantire la selettività cronometrica con un ∆t tra monte e valle di 0,1sec. Con questo accorgimento si possono ottenere diversi gradini di selettività con un intervallodi tempo molto breve.

La corrente presunta di cortocircuito è quella corrente che circolerebbe nel circuito se ciascunpolo del dispositivo di protezione avesse un’impedenza trascurabile. In realtà così non è poichèsia l’interruttore che i cavi presentano una certa resistenza, pertanto la corrente reale dicortocircuito risulterà, a favore della sicurezza, sempre inferiore a quella presunta dedotta daicalcoli. In commercio si trovano anche interruttori automatici che possono limitare il valoredella corrente di cortocircuito interrotta, chiamati interruttori ”limitatori”.

Il potere di limitazione di un interruttore automatico consiste nella capacità, più o meno elevata,di lasciare passare, in occasione di un cortocircuito, una corrente limitata inferiore a quella dicortocircuito presunta.

Questa limitazione si può ottenere con una elevata resistenza propria dell’interruttore e/o conun tempo di sgancio estremamente ridotto a tensione d’arco elevata.

Negli interruttori limitatori vengono normalmente soddisfatte le condizioni:- apertura dei contatti prima che la corrente raggiunga il valore di picco,- immediato inserimento nel circuito di un’alta resistenza, costituita da un’elevata tensione

d’arco.

I vantaggi ottenuti con la tecnica della limitazione della corrente di cortocircuito sono i seguenti:- minor riscaldamento dei conduttori e degli isolanti con conseguente aumento della loro vita

operativa,- minori effetti meccanici dovuti alle forze elettrodinamiche di repulsione (ridotte) e quindi meno

rischi di deformazioni e di rotture,- minor influenza sugli apparecchi di misura vicini degli effetti elettromagnetici del

cortocircuito.

Concetto di limitazionecorrente presunta ecorrente reale


202

Gli sganciatori elettronici a microprocessore (Fig. 9.14 e 9.15), rilevano, tramite trasformatoriamperometrici, il valore efficace delle forme d’onda delle correnti dell’impianto. Questi valorivengono elaborati da un’unità elettronica di protezione che, in caso di sovraccarico,cortocircuito e guasto verso terra, attiva uno sganciatore a demagnetizzazione che agisce suldispositivo di sgancio dell’interruttore, provocandone l’apertura.

Sganciatorielettronici

Fig. 9.14

Sganciatore elettronico

SEP/A

Fig. 9.15

Sganciatore elettronico

SEP/B

Grazie ad una componentistica elettronica che garantisce assoluta affidabilità ed immunità daqualsiasi disturbo di tipo elettromagnetico, gli sganciatori SEP/A e SEP/B rappresentano laprotezione ideale per ogni tipologia di circuito o utenza elettrica.

Le ampie e pressoché illimitate regolazioni sia della corrente sia del tempo di interventogarantiscono un elevato grado di selettività fra le diverse grandezze della stessa gamma diapparecchiature.

In pratica vengono garantite le seguenti funzioni protettive:

- L protezione contro il sovraccarico a tempo lungo inverso

- S protezione selettiva contro il cortocircuito a tempo breve inverso o dipendente o fissoindipendente (solo SEP/B)

- I protezione istantanea contro il cortocircuito

- G protezione contro il guasto verso terra a tempo breve inverso o dipendente o regolabileindipendente (solo SEP/B)

203

-25°C ÷ +70°C

90%

45 ÷ 66 Hz

IEC 947-2 Annex F

IEC 1000-4-2

IEC 1000-4-3

IEC 1000-4-4

15 anni (a 45°C)

0,5 A

24 Vcc/ca

3 W/VA

500Vac

1000 Vac

TEMPERATURA DI FUNZIONAMENTO

UMIDITÀ RELATIVA

FREQUENZA DI LAVORO

COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA (LF E HF)

SCARICHE ELETTROSTATICHE

CAMPO ELETTROMAGNETICO IRRADIATO

TRANSITORI DI BREVE DURATA

MTBF PREVISTO

CARATTERISTICHE DEL CONTATTO DI

SEGNALAZIONE

MASSIMA CORRENTE INTERROTTA

MASSIMA TENSIONE INTERROTTA

POTERE D’INTERRUZIONE

ISOLAMENTO CONTATTO/CONTATTO

ISOLAMENTO CONTATTO/BOBINA

Nella Tab. 9.10 e 9.11 vengono rispettivamente riportate le caratteristiche tecniche deglisganciatori elettronici, nonché le curve e le soglie di intervento degli stessi.

Tab. 9.10

Caratteristiche tecniche

TAB. 9.11 - SOGLIE E CURVE DI INTERVENTO

a 6 xl1 a 6x l1 a 6x l1 a 6x l1t1 = 3s t1 = 6s t1 = 12s t1 = 18s(tolleranza :+ 10% fino a 2 x ln: + 20% oltre 2 x In)

a 8 xl1 a 8x l1 a 8x l1 a 8x l1t2 = 0,05s t2 = 0,1s t2 = 0,25s t2 = 0,5s(tolleranza : + 20%)

t2 = 0,05s t2 = 0,1s t2 = 0,25s t2 = 0,5s(tolleranza : + 20%)

fino a 3,25 x 14 fino a 2,25 x 14 fino a 1,6 x 14 fino a 1,25 x 14t4 = 100ms t4 = 200ms t4 = 400ms t4 = 800ms(tolleranza :+ 10% fino a 2 x ln: + 20% oltre 2 x In)

NONESCLUDIBILE

ESCLUDIBILE

ESCLUDIBILE

ESCLUDIBILE

Pt=costOFF

Pt=costON

FUNZIONE DI PROTEZIONE SOGLIA DI INTERVENTO CURVE DI INTERVENTO

l1 = 0,4 - 0,5 - 0,6 - 0,7 - 0,8 - 0,9 - 0,95 - 1 x Inl1 = 0,4 - 0,5 - 0,55 - 0,6 - 0,65 - 0,7 - 0,75 - 0,8 - 0,85 - 0,875 -

0,9 - 0,925 - 0,95 - 0,975 - 1 x InSgancio tra 1,05 ... 1,30 x l1 (IEC 60947-2)

l2 = 1 -2 -3 - 4 -6 - 8 - 10 x lnTolleranza : + 10%

l2 = 1 -2 -3 - 4 -6 - 8 - 10 x lnTolleranza : + 10%

l3 = 1,5 -2 - 4 -6 - 8 - 10 - 12 x ln (*)Tolleranza : + 20% (*) Per S5 630, l3max = 8 x ln

l4 = 0,2 - 0,3 - 0,4 - 0,6 - 0,8 - 0,9 - 1 x ln Tolleranza : + 20%

Contro sovraccarico con interventoritardato a tempo lungo inverso ecaratteristica di intervento secondo una curva a tempo dipendente (l2t = costante)

Contro corto circuito con interventoritardato a tempo breve inverso ecaratteristica di interventoo a tempodipendente (l2t = costante) oppure atempo indipendente

Contro corto circuito con interventoistantaneo regolabile

Contro guasto a terra con intervento ritardato a tempo breve inverso ecaratteristica di intervento secondo unacurva a tempo dipendente (l2t = costante)


204

L1 - L2 - L3 12,5NeutroMTS 160MTS 250 (160 A)MTS 250 (250 A)MTS 630 (400 A)MTS 630 (630 A)MTS 800 (630 A)MTS 800 (800 A)10 x Ith L1-L2-L3

Neutro5 x Ith L1-L2-L3

NeutroTm regolabile

L1-L2-L3Neutro

12,5

500500160160

16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 125 160 200 25016

500500160160

20

500500200200

25

500500200200

32

500500300300

40

500500200200

50

500500300300

63

630630320320

80

800800400400

100

10001000500500

125

12501250630630

80

1250800630400

100

16001000800500

125

200012501000625

160

250016001250800

320200

32002000

400250

40002500

500320

50003200

630400

63004000

800500

80005000

Note:

1) L’indicazione “IR” identifica la corrente di taratura per la protezione delle fasi (L1-L2-L3) e del neutro (seconda riga).

2) Gli sganciatori termomagnetici che equipaggiano gli interruttori MTS 160 eMTS 250, hanno l’elemento termico a soglia regolabile 0,7 ÷ 1 x In. Ilvalore di corrente regolato che si ottiene agendo sull’apposito selettore è daintendersi nominale a 40°C. L’elemento magnetico ha soglia di interventofissa, con valori d’intervento che variano in funzione della taratura dellefasi.

3) Le soglie di intervento della protezione magnetica sono funzione dellataratura adottata sia per la protezione delle fasi (L1-L2-L3) che del neutro.Gli sganciatori denominati 10 x Ith sono indicati per tutte le applicazioni didistribuzione, mentre gli sganciatori 5 x Ith trovano impiego dove è richiestauna soglia di intervento magnetico bassa.

TAB. 9.12 - SCELTA DELLO SGANCIATORE TERMOMAGNETICO

IR (A)

205

INTERRUTTORI CON SGANCIATORI MAGNETOTERMICI

INTERRUTTORI SCATOLATI MTS 160

16254063

100125160

14 ÷ 19 13 ÷ 18 11,5 ÷ 17 11 ÷ 16 10,5 ÷ 15 9,5 ÷ 14 8,5 ÷ 1321 ÷ 30 19,5 ÷ 28 18,5 ÷ 26,5 17,5 ÷ 25 16,5 ÷ 23 15 ÷ 21 13 ÷ 1933 ÷ 47 32 ÷ 45 30 ÷ 42 28 ÷ 40 26 ÷ 37 24 ÷ 34 21 ÷ 3153 ÷ 74 50 ÷ 70 47 ÷ 66 44 ÷ 63 42 ÷ 60 38 ÷ 56 34 ÷ 52

84 ÷ 118 80 ÷ 112 76 ÷ 106 70 ÷ 100 65 ÷ 94 59 ÷ 85 49 ÷ 75102 ÷ 145 100 ÷ 140 93 ÷ 133 88 ÷ 125 81 ÷ 116 75 ÷ 108 58 ÷ 101130 ÷ 184 125 ÷ 176 120 ÷ 168 112 ÷ 160 106 ÷ 150 100 ÷ 140 90 ÷ 130

IN (A)TEMPERATURE

10 °C 20 °C 30 °C 40 °C 50 °C 60 °C 70 °C


325080

100125160200250

26 ÷ 43 24 ÷ 39 22 ÷ 36 19 ÷ 32 16 ÷ 27 14 ÷ 24 11 ÷ 2137 ÷ 62 35 ÷ 58 33 ÷ 54 30 ÷ 50 27 ÷ 46 25 ÷ 42 22 ÷ 3959 ÷ 98 55 ÷ 92 52 ÷ 86 48 ÷ 80 44 ÷ 74 40 ÷ 66 32 ÷ 58

83 ÷ 118 80 ÷ 113 74 ÷ 106 70 ÷ 100 66 ÷ 95 59 ÷ 85 49 ÷ 75103 ÷ 145 100 ÷ 140 94 ÷ 134 88 ÷ 125 80 ÷ 115 73 ÷ 105 63 ÷ 95130 ÷ 185 124 ÷ 176 118 ÷ 168 112 ÷ 160 106 ÷ 150 100 ÷ 104 90 ÷ 130162 ÷ 230 155 ÷ 220 147 ÷ 210 140 ÷ 200 133 ÷ 190 122 ÷ 175 107 ÷ 160200 ÷ 285 193 ÷ 275 183 ÷ 262 175 ÷ 250 168 ÷ 240 160 ÷ 230 150 ÷ 220

IN (A)TEMPERATURE

10 °C 20 °C 30 °C 40 °C 50 °C 60 °C 70 °C


320400500

260 ÷ 368 245 ÷ 350 234 ÷ 335 224 ÷ 320 212 ÷ 305 200 ÷ 285 182 ÷ 263325 ÷ 465 310 ÷ 442 295 ÷ 420 280 ÷ 400 265 ÷ 380 250 ÷ 355 230 ÷ 325435 ÷ 620 405 ÷ 580 380 ÷ 540 350 ÷ 500 315 ÷ 450 280 ÷ 400 240 ÷ 345

IN (A)TEMPERATURE

10 °C 20 °C 30 °C 40 °C 50 °C 60 °C 70 °C


630800

520 ÷ 740 493 ÷ 705 462 ÷ 660 441 ÷ 630 405 ÷ 580 380 ÷ 540 350 ÷ 500685 ÷ 965 640 ÷ 905 605 ÷ 855 560 ÷ 800 520 ÷ 740 470 ÷ 670 420 ÷ 610

IN (A)TEMPERATURE

10 °C 20 °C 30 °C 40 °C 50 °C 60 °C 70 °C

Declassamento in temperatura


206

DECLASSAMENTO IN TEMPERATURA - INTERRUTTORI CON SGANCIATORI ELETTRONICI

Terminali posteriori per caviPosteriori filettati

Anteriori in piattoTerminali anteriori per cavi



MTSE 250 (250A)

Anteriori in piattoTerminali anteriori per caviTerminali posteriori per caviPosteriori filettati

250 1 250 1 250 1 237,5 0,95250 1 250 1 250 1 37,5 0,95250 1 250 1 250 1 225 0,9250 1 250 1 250 1 225 0,9

fino a 40°CImax (A) I1

FISSO 50°CImax (A) I1

60°CImax (A) I1

70°CImax (A) I1


250 1 250 1 250 1 225 0,9250 1 250 1 250 1 225 0,9250 1 250 1 250 1 200 0,8250 1 250 1 250 1 200 0,8


RIMOVIBILEESTRAIBILE

50°CImax (A) I1

60°CImax (A) I1

70°CImax (A) I1





120

125

130

135

140

145

150

155

160

165

170

120

125

130

135

140

145

150

155

160

165

170

MTSE 250 (160A)


160 1 160 1 160 1 160 1160 1 160 1 160 1 160 1160 1 160 1 160 1 152 0,95160 1 160 1 160 1 152 0,95



60°CImax (A) I1

70°CImax (A) I1


160 1 160 1 160 1 152 0,95160 1 160 1 160 1 152 0,95160 1 160 1 160 1 144 0,9160 1 160 1 160 1 144 0,9



50°CImax (A) I1

60°CImax (A) I1

70°CImax (A) I1

207

Posteriori filettati

Anteriori in piatto

Terminali anteriori per cavi


Posteriori in piatto

Anteriori in piatto

MTSE 630 (630A)

Anteriori in piattoTerminali anteriori per caviPosteriori filettati

630 1 598,5 0,95 567 0,9 504 0,8630 1 567 0,9 504 0,8 441 0,7630 1 504 0,8 441 0,7 378 0,6



60°CImax (A) I1

70°CImax (A) I1

Anteriori in piattoTerminali anteriori per caviPosteriori filettati

630 1 504 0,8 441 0,7 378 0,6630 1 567 0,9 504 0,8 441 0,7630 1 441 0,7 378 0,6 315 0,5


ESTRAIBILE 50°CImax (A) I1

60°CImax (A) I1

70°CImax (A) I1


Anteriori in piatto

Terminali anteriori per caviTerminali posteriori per cavi


Anteriori in piatto


MTSE 630 (400A)


400 1 400 1 400 1 380 0,95400 1 400 1 400 1 380 0,9400 1 400 1 400 1 360 0,9400 1 400 1 400 1 320 0,8



60°CImax (A) I1

70°CImax (A) I1


400 1 400 1 400 1 380 0,95400 1 400 1 380 1 360 0,9400 1 400 1 380 1 360 0,9400 1 380 0,95 360 1 320 0,8



50°CImax (A) I1

60°CImax (A) I1

70°CImax (A) I1


208


Anteriori in piatto


Posteriori in piatto orizzontali

Anteriori in piattoPosteriori in piatto verticali

MTSE 800 (630A)


630 1 630 1 630 1 598,5 0,95630 1 630 1 598,5 0,95 567 0,9630 1 630 1 598,5 0,95 567 0,9630 1 630 1 567 0,9 504 0,8



60°CImax (A) I1

70°CImax (A) I1

Anteriori in piattoPosteriori in piatto verticaliPosteriori in piatto orizzontali

630 1 630 1 598,5 0,95 567 0,9630 1 630 1 598,5 0,95 567 0,9630 1 598,5 0,95 567 0,9 504 0,8



60°CImax (A) I1

70°CImax (A) I1


Anteriori in piatto




MTSE 800 (800A)


800 1 800 1 800 1 760 0,95800 1 800 1 760 0,95 720 0,9800 1 800 1 760 0,95 720 0,9800 1 800 1 720 0,9 640 0,8



60°CImax (A) I1

70°CImax (A) I1


800 1 800 1 760 0,95 720 0,9800 1 800 1 760 0,95 720 0,9800 1 760 0,95 720 0,9 640 0,8



60°CImax (A) I1

70°CImax (A) I1

DECLASSAMENTO IN TEMPERATURA - INTERRUTTORI CON SGANCIATORI ELETTRONICI

209





MTSE 1600 (1600A)


1600 1 1520 0,95 1440 0,9 1280 0,81600 1 1520 0,95 1440 0,9 1280 0,81600 1 1440 0,9 1280 0,8 1120 0,7



60°CImax (A) I1

70°CImax (A) I1


1600 1 1440 0,9 1280 0,8 1120 0,71600 1 1440 0,9 1280 0,8 1120 0,71600 1 1280 0,8 1120 0,7 906 0,6



60°CImax (A) I1

70°CImax (A) I1






MTSE 1600 (1250A)


1250 1 1250 1 1250 1 1187,5 0,951250 1 1250 1 1250 1 1187,5 0,951250 1 1250 1 1187,5 0,95 1125 0,91250 1 1250 1 1250 1 1125 0,9



60°CImax (A) I1

70°CImax (A) I1


1250 1 1250 1 1187,5 0,95 1125 0,91250 1 1250 1 1187,5 0,95 1125 0,91250 1 1250 1 1125 0,9 1000 0,8



60°CImax (A) I1

70°CImax (A) I1


210

POTENZE DISSIPATE INTERRUTTORI SCATOLATI (W)

12,5 12,5

16 16

20 20

25 25

32 32

40 40

50 50

63 63

80 80

100 100

125 125

160 160

200 200

250 250

320 320

400 400

630 630

800 800

1000 1000

1250 1250

1600 1600

Taratura Iu (A)

MTS 160

F P6 6,5

7,5 8,5

8 9

10 11

14 15

10 11

13 14

16 17

21 23

18 20

24 26

30 35

MTS 250

F P-W

12 13

16 18

18 21

21 25

20 26

30 40

36 46

50 65

MTSE 250

F P-W

5 8

15 22

40 55

MTS 630

F P-W

60 90

65 96

MTSE 630

F P-W

45 65

60 90

170 200

MTS 800

F W

92 117

93 119

MTSE 800

F W

90 115

96 125

MTSE 1600

F W

102 140

160 220

260 360

Potenze dissipate

F: Interruttore fissoP: Interruttore rimovibileW: Interruttore estraibile

211

t

In

1

2

Inf If

3 5 10 20Curva BCurva CCurva D

TIPO D (CEI EN 60898)

TIPO B (CEI EN 60898)TIPO C (CEI EN 60898)

MTC 45 - 60 - 100/MT 60 - 100 - 250/MTHP 100 - 250 MT 60

MT 60 - 100/MTHP 100

CURVE DI INTERVENTO - INTERRUTTORI MODULARI

I diagrammi mostrano le curve di intervento della protezione contro il sovraccarico(curva a tempo inverso) e contro il cortocircuito con intervento istantaneo.Nelle ordinate si hanno i tempi di intervento mentre nelle ascisse sono indicati i multiplidelle correnti nominali degli interruttori. Come si può osservare la protezione termicainterviene a partire dal valore di 1,45 In, mentre il valore Im (corrente che provocal’intervento istantaneo della protezione magnetica) può essere pari a 3 ÷ 20 In, aseconda delle caratteristiche di intervento degli interruttori.

1 limite d’intervento termico a freddo, tutti i poli caricati:corrente di prova di non intervento 1,13 In (Inf)corrente di prova di sicuro intervento 1,45 In (In)

2 limite d’intervento elettromagnetico

Curve


212

103

t [s]

10-1

x Ith101

10

1

102

10-1

10-2

1,05 102

104

3250

Im = 10 x Ith

CURVE DI INTERVENTO - INTERRUTTORI SCATOLATI

103

t [s]

10-1

x Ith101

10

1

102

10-1

10-2

1,05 102

104

3250

MTS 250

Im = 5 x Ith

MTS 250

103

t [s]

10-1

x Ith101

10

1

102

10-1

10-2

1,05 102

104

32

40 25

20

16

12,550 ÷ 160

Im = 10 x Ith

103

t [s]

10-1

x Ith101

10

1

102

10-1

10-2

1,05 102

104

80 ÷ 250

MTS 250

Im = 10 x Ith

MTS 160

213

103

t [s]

10-1

x Ith101

10

1

102

10-1

10-2

1,05 102

104

80 ÷ 250

MTS 250

Im = 5 x Ith

103

t [s]

10-1x Ith

101

10

1

102

10-1

10-2

1,05 102

104

MTS 630

Im = 5 ÷ 10 x Ith Ith = 0,7 ÷ 1 x In

103

t [s]

10-1

x Ith101

10

1

102

10-1

10-2

1,05 102

104

103

t [s]

x Ith10-1 101

10

1

102

10-1

10-2

1,05 102

104

MTS 800 (630A)

Im = 5 ÷ 10 x Ith Ith = 0,7 ÷ 1 x In

MTS 800 (800A)

Im = 5 ÷ 10 x Ith Ith = 0,7 ÷ 1 x In


214

CURVE DI INTERVENTO - INTERRUTTORI SCATOLATI

103

t [s]

10-1

x In101

10

1

102

10-1

10-2

1,05 102

104

DC

B

A

A

B

CD

0,40,5

0,60,7

0,80,9

0,951

4

2

1,5

68

1210

L

I

103

t [s]

10-1

x In101

10

1

102

10-1

10-2

1,05 102

104

I2t ON

0,4-0,5-0,55-0,6-0,65-0,7-0,75-0,8-0,85-0,875-0,9-0,925-0,95-0,975-1

0,4 1

1,5

2

4

6

1210

8

A

B

CD

DC

B

A

1

D

C

B

A

2

3

4

8

10

6

L

S

I

103

t [s]

10-1

x In101

10

1

102

10-1

10-2

1,05 102

104

0,4

6 8 10

1

0,4-0,5-0,55-0,6-0,65-0,7-0,75-0,8-0,85-0,875-0,9-0,925-0,95-0,975-1

I2t OFF

4

3

2

D

C

B

A

DC

B

A

1

A

B

CD

1,5

2

4

68

10

12

L

S

I

103

t [s]

10-1

x In101

10

1

102

10-1

10-2

1,05 102

1040,30,2 0,4 0,6 0,8

0,91

B

C

D

A

G

SEP/A - Funzioni LI - IN.B. Per MTSE 630 la soglia massima impostabile della funzione I è 8 x In

SEP/B - Funzione LSI, S a tempo breve inverso (I2t = cost. ON)N.B. Per MTSE 630 la soglia massima impostabile della funzione I è 8 x In

SEP/B - Funzione LSI, S a tempo indipendente (I2t = cost. OFF)N.B. Per MTSE 630 la soglia massima impostabile della funzione I è 8 x In

SEP/B - Funzione G

MTSE 250 - MTSE 630 - MTSE 800 - MTSE 1600

MTSE 250 - MTSE 630 - MTSE 800 - MTSE 1600

215

Le curve riportate nella seguente pagina esprimono l’energia passante in funzione dellacorrente di cortocircuito Icc. riferita alla corrente del dispositivo di protezione per i diversimodelli di interruttori per la protezione differenziale.

100.000 Icc (A)10.0001.000500

106

I t (A s)2 2

105

104

103

102

3225

16106

20

100.000 Icc (A)10.0006.0001.000500

106

I t (A s)2 2

105

104

103

102

3225

16106

20

100.000 Icc (A)10.0006.0001.000500

106

105

104

103

I t (A s)2 2

32

25

16

10

6

20

100.000 Icc (A)10.0004.5001.000500

106

105

104

103

I t (A s)2 2

32

25

16

10

6

20

100.000 Icc (A)10.0004.5001.000500

106

I t (A s)2 2

105

104

103

102

32 25

16106

20

MTC 45 - VERSIONI 1P+N, 2P - 230V

CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE - INTERRUTTORI MODULARI MTCMTC 45 - VERSIONI 1P, 3P, 4P - 230/400V e 2P - 400V

MTC 60 - VERSIONI 1P+N, 2P - 230V MTC 60 - VERSIONI 1P, 3P, 4P - 230/400V e 2P - 400V

MTC 100 - VERSIONI 1P+N, 2P - 230V

Qui sopra sono riportate le curve di limitazione dell’energia passante in funzione dellacorrente di cortocircuito espressa in kA. Le varie curve sono riferite a diversi valori dicorrente nominale dell’apparecchio di protezione.

Icc presunta

tti

Icc dicresta presunta

Icc dicresta limitata

Icclimitata

Icc


216

CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE - INTERRUTTORI MODULARI MT 60

10000

1000

100

100000

100 1000 10000

50/63A

32/40A

25A20A16A10A

6A

3/4A

1/2A

Tipo C 1P + N 2P 230V - MT 60 Tipo C 2P 400V - MT 60 Tipo C 1P - 230V 3P e 4P 400V - MT 60

10000

1000

100

100000

100 1000 10000

50/63A

32/40A

25A20A16A10A

6A

3/4A

1/2A

10000

1000

100

100000

100 1000 10000

50/63A32/40A25A20A16A

10A

6A

I2t (A2s) I2t (A2s) I2t (A2s)

10000

1000

100

100000

100 1000 10000

50/63A

32/40A

25A20A16A10A

6A

Tipo B 2P - 230V - MT 60 Tipo B 2P 400V - MT 60 Tipo B 1P-230V 3P e 4P 400V - MT 60

10000

1000

100

100000

100 1000 10000

50/63A

32/40A

25A20A16A10A6A

10000

1000

100

100000

100 1000 10000

50/63A32/40A25A20A16A

10A

6A

I2t (A2s) I2t (A2s) I2t (A2s)

Icc (A)Icc (A)Icc (A)

Icc (A)Icc (A)Icc (A)

217

CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE - INTERRUTTORI MODULARI MT 60 - MT 100

10000

1000

100

100000

100 1000 10000

32/40A

25A20A16A

10A

6A

Tipo D 2P 230V - MT 60 Tipo D 2P 400V - MT 60 Tipo D 1P - 230V 3P e 4P 400V - MT 60

10000

1000

100

100000

100 1000 10000

32/40A25A20A16A10A

6A10000

1000

100

100000

100 1000 10000

32/40A25A20A16A10A

6A

I2t (A2s)

Icc (A) Icc (A)

I2t (A2s) I2t (A2s)

Icc (A)

10000

1000

100

100000

100 1000 10000

32/40A

25A20A16A10A6A

50/63A

Tipo C 1P 230V 3P e 4P 400V - MT 100 Tipo C 2P 230V - MT 100 Tipo C 2P 400V - MT 100

10000

1000

100

100000

100 1000 10000

32/40A

25A20A16A

10A

6A

50/63A

10000

1000

100

100000

100 1000 10000

32/40A

25A20A16A10A6A

50/63A

Icc (A)

I2t (A2s)I2t (A2s)

Icc (A) Icc (A)

I2t (A2s)


218

CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE - INTERRUTTORI MODULARI MT 100 - MT 250

10000

1000

100

100000

100 1000 10000

32/40A

25A20A16A10A

6A

Tipo D 1P-230V 3P e 4P 400V - MT 100 Tipo D 2P 230V - MT 100 Tipo D 2P 400V - MT 100

10000

1000

100

100000

100 1000 10000

32/40A25A20A16A10A

6A10000

1000

100

100000

100 1000 10000

32/40A

25A20A16A10A

6A

I2t (A2s) I2t (A2s)

10000

1000

100

100000

100 1000 10000 100000

32/40A25A 20A

16A10A

6A

50/63A

Tipo C 1P-230V 3P e 4P 400V - MT 250 Tipo C 2P 230V - MT 250 Tipo C 2P 400V - MT 250

10000

1000

100

100000

100 1000 10000

32/40A25A20A16A

10A

6A

50/63A

30000

10000

1000

100

100000

100 1000 10000

32/40A

25A

20A16A10A

6A

50/63A

30000

I2t (A2s)

I2t (A2s) I2t (A2s)I2t (A2s)

Icc (A) Icc (A) Icc (A)


219

CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE - INTERRUTTORI MODULARI MTHP 100/250

10000

100000

1000 10000 100000

20/63A80/125A

MTHP100 Tipo C-D 2P 230V - MTHP250 Tipo C-D 2P 230V MTHP100 Tipo C-D 2P 400V - MTHP250 Tipo C-D 2P 400V MTHP100 Tipo C-D 1P 230V 3P 4P 400VMTHP250 Tipo C-D 1P 230V 3P 4P 400V

10000

100000

1000 10000 100000

20/63A

80/125A

3000010000

100000

1000 10000 100000

20/63A80/125A

I2t (A2s) I2t (A2s)I2t (A2s)



220

CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE 230V - INTERRUTTORI SCATOLATI

I2t [A2s]

105

104

106

108

Is [kA]2 5 10 20 50 100 200 500 10001

107

12,5

160

125

100

80

50

63

40

32

16

20

25

I2t [A2s]

106

105

107

109

108

Is [kA]2 5 10 20 50 100 200 500 10001

MTSE 250 (160A)

MTSE 250 (250A)

MTS/E 800 (630A)

MTS/E 800 (800A)

MTSE 1600

MTS/E 630

I2t [A2s]

105

104

106

108

Is [kA]2 5 10 20 50 100 200 500 10001

107

250

160

125

100

200

80

50

32

MTS 250MTS 160

MTSE 250 - MTS 630 - MTSE 630 - MTS 800 - MTSE 800 - MTSE 1600

221

CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE 400 - 440V - INTERRUTTORI SCATOLATI

I2t [A2s]

105

104

106

108

107

Is [kA]2 5 10 20 50 100 200 500 10001

200

160

125

100

80

50

32

250

I 2 t [A2s]

10 6

10 5

10 7

109

10 8

Is [kA]2 5 10 20 50 100 200 500 10001

MTSE 250 (160A)

MTSE 250 (250A)

MTS/E 800 (630A)

MTS/E 800 (800A)

MTSE 1600

MTS/E 630

MTS 250

I2t [A2s]

105

104

106

108

107

Is [kA]2 5 10 20 50 100 200 500 10001

12,5

16

20

25

80

100

160

125

63

50

32

40

MTS 160



222

Is [kA]2 5 10 20 50 100 200 500 10001

I2t [A2s]

105

104

106

108

107

100

125

160

200

250

80

50

32

I2t [A2s]

105

107

109

108

Is [kA]2 5 10 20 50 100 200 500 10001

106

MTSE 250 (160A)

MTSE 250 (250A)

MTS/E 800 (630A)

MTS/E 800 (800A)

MTSE 1600

MTS/E 630

MTS 250

I2t [A2s]

105

104

106

108

107

Is [kA]2 5 10 20 50 100 200 500 10001

40

50

63

80

100

125

160

32

25

20

16

12,5

MTS 160


CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE 690V - INTERRUTTORI SCATOLATI

223

CURVE DI LIMITAZIONE DELLA CORRENTE DI PICCO 230V - INTERRUTTORI SCATOLATI

Ip [kA]

10

1

20

50

2

5

100

1Is [kA]

2 5 10 20 50 100 200 500 1000

200

250

160

125

100

80

50

32

Ip [kA]

10

1

20

50

2

5

100

Is [kA]2 5 10 20 50 100 200 500 10001

40

32

50

63

80

100

125

160

25

20

16

12,5

300Ip [kA]

10

3

20

50

5

100

1Is [kA]

2 5 10 20 50 100 200 500 1000

200

MTSE 250 (160A)

MTSE 250 (250A)

MTS/E 800 (630A)

MTS/E 800 (800A)

MTSE 1600

MTS/E 630

MTS 160 MTS 250


Icc limitata

220

120

100

10

10

2

2

4

6

8

2 4 6 8 2

Icc presunta

55 kA 100 kA

Is [kA]

Ip [kA]

Per la corretta lettura e interpretazione delle curve di limitazione si faccia riferimentoall’esempio riportato in figura. A fronte di Icc presunta di 100 kA si avrebbe una corrente dipicco di cortocircuito Ip = 220 kA; l’interruttore inserito nell’impianto abbassa da 220 kA a120 kA la corrente di picco limitando di fatto la Icc a soli 55 kA.


224

CURVE DI LIMITAZIONE DELLA CORRENTE DI PICCO 400V - 440V - INTERRUTTORI SCATOLATI

Ip [kA]

10

1

20

50

2

5

100

Is [kA]2 5 10 20 50 100 200 500 10001

200

250

160

125

100

80

50

32

Ip [kA]

10

20

50

5

100

200

Is [kA]2 5 10 20 50 100 200 500 10001

3

300

MTSE 250 (160A)

MTSE 250 (250A)

MTS/E 800 (630A)

MTS/E 800 (800A)

MTSE 1600

MTS/E 630

MTS 250

Ip [kA]

10

1

20

50

2

5

100

Is [kA]2 5 10 20 50 100 200 500 10001

160

125

100

40

50

32

25

20

16

12,5

80

63

MTS 160


225

Ip [kA]

10

1

20

50

2

5

100

Is [kA]2 5 10 20 50 100 200 500 10001

50

32

80

100

125

160

200

250

Ip [kA]

10

20

50

5

100

200

Is [kA]2 5 10 20 50 100 200 500 10001

300

MTS/E 800 (630A)

MTS/E 800 (800A)

MTS/E 630

MTSE 250 (250A)

MTSE 250 (160A)

MTSE 1600

MTS 250

Ip [kA]

10

1

20

50

2

5

100

Is [kA]2 5 10 20 50 100 200 500 10001

25

32

40

50

63

80

100

125

160

16

20

12,5

MTS 160


CURVE DI LIMITAZIONE DELLA CORRENTE DI PICCO 690V - INTERRUTTORI SCATOLATI

226


Sono apparecchi destinati a stabilire, portare ed interrompere la corrente nominali incondizioni normali del circuito. Essi sono anche in grado di portare, per un tempo specificato,(1 sec.) la corrente di cortocircuito ma non sono in grado di interromperla; devono quindiessere corredati di un dispositivo di protezione contro il cortocircuito. Nella posizione di aperto,gli apparecchi di manovra presentano i requisiti di sezionamento prescritte per i sezionatori.Usualmente negli impianti elettrici gli interruttori sezionatori di manovra svolgono le seguentifunzioni:- congiunzione di due sistemi di sbarre quando viene a mancare l’alimentazione di un semi

quadro,- installazione in testa ad un quadro secondario allo scopo di isolare una parte di impianto,- installazione a monte di una singola utenza per poterla isolare completamente dalla rete.

Per gli apparecchi usati nell’ambito industriale, la Norma CEI EN 60947-3 stabilisce tutte leprescrizioni alle quali devono essere conformi.In questa guida, con il termine sezionatore, vengono raggruppati apparecchi che pur avendocaratteristiche funzionali e norme di riferimento diverse, presentano la caratteristica comune dipoter sezionare un circuito elettrico. Con lo stesso termine vengono pertanto considerati:- gli interruttori di manovra sezionatori- gli interruttori non automatici.

Nella scelta di queste apparecchiature di protezione e manovra, si deve tener conto deiseguenti parametri:- Caratteristiche della rete. La determinazione delle grandezze caratteristiche quali tensione,

frequenza e corrente nominale viene effettuata con gli stessi criteri adottati per gli interruttoriautomatici.

- Categorie di impiego. Il valore della corrente di un interruttore di manovra, viene dichiaratodal costruttore con riferimento alla tensione, alla frequenza ed alla categoria d’impiego.Questa caratteristica si riferisce alla specifica applicazione alla quale è destinato l’interruttoresezionatore ed al tipo di carico alimentato (resistivo o induttivo).

La tabella che segue, conforme alle prescrizioni della Norma CEI EN 60947-3, evidenzia lecategorie di impiego previste sia in corrente alternata che in corrente continua, oltre alle applicazionitipiche ed alle prestazioni nominali, in apertura ed in chiusura, che gli apparecchi devono avere.Dalla tabella si può notare come per ogni categoria sono previste due tipi di utilizzazione, conmanovre frequenti e non frequenti. La gravosità delle operazioni di apertura e di chiusura aumentacon l’aumentare della componente induttiva, pertanto a parità di valori della durata elettrica, gliapparecchi possono subire declassamenti in funzione del tipo di carico alimentato.

INTERRUTTORIDI MANOVRASEZIONATORI

Tab. 9.13

Verifica dei poteri nominali

di chiusura e di interruzione

Legenda

I Corrente di chiusura

Ie Corrente di interruzione

In Corrente nominale di impiego

U Tensione applicata

Ue Tensione nominale di impiego

Ur Tensione di ritorno a frequenzadi esercizio o in c.c.

AC-20A - AC-20BAC-21A - AC21BAC-22A - AC22BAC-23A - AC23B

Tutti i valoriTutti i valoriTutti i valori

0 < Ie ≤ 100 A100 A < Ie

-1,531010

-1,051,051,051,05

-0,950,650,450,35

-1,5388

-1,051,051,051,05

-0,950,650,450,35

-5555

CATEGORIA DIUTILIZZAZIONE

CATEGORIA NOMINALEDI IMPIEGO

CHIUSURAI/IE U/UE COSϕ

INTERRUZIONEIC/IE UR/UE COSϕ

NUMERO DI CICLIDI OPERAZIONE

DC-20A - DC-20BDC-21A - DC21BDC-22A - DC22BDC-23A - DC23B

Tutti i valoriTutti i valoriTutti i valoriTutti i valori

-1,544

-1,051,051,05

-1

2,515

-1,544

-1,051,051,05

-1

2,515

-555

CATEGORIA DIUTILIZZAZIONE

CATEGORIA NOMINALEDI IMPIEGO

I/IE U/UE L/RMS

IC/IE UR/UE L/RMS

NUMERO DI CICLIDI OPERAZIONE

227

In < 63A In ≥ 63ANorme di riferimento CEI EN 60947-3 CEI EN 60947-3Categoria di utilizzo AC-23B AC-22BTensione nominale di impiego Ue (V) 230/400 230/400Tensione nominale di isolamento Ui (V) 500 500Tensione nominale di tenuta all’impulso Uimp (kV) 4 4Corrente nominale di impiego Ie (A) 16 20 32 40 63 80 100 125Frequenza nominale (Hz) 50 50Potere di chiusura nominale (A) 160 200 320 400 630 240 300 375Potere di interruzione nominale (A) 128 160 256 320 504 240 300 375Corrente nominale ammissibile di breve durata Icw (A) 192 240 384 480 756 960 1200 1500Tipo di servizio nominale servizio ininterrotto servizio ininterrottoCollegamenti: morsetti a mantello (mm2) 25 50Potenza dissipata per polo (W) 0,45 0,52 0,80 1,5 2 3,2 5 6Corrente nominale condizionale di cortocircuito (kA)

MTC 45 4,5 4,5 4,5 3 3 3 3 3MTC 60 - MT 60 6 4,5 4,5 3 3 3 3 3MTC 100 - MT 100 6 4,5 4,5 3 3 3 3 3MT 250 6 4,5 4,5 3 3 3 3 3MTHP 3 3 3 3 3 3 3 3

TAB. 9.14 - DATI TECNICI INTERRUTTORI MODULARI DI MANOVRA SEZIONATORI SERIE 90

TAB. 9.15 - DATI TECNICI INTERRUTTORI NON AUTOMATICI SERIE 90

Normativa di riferimento IEC 60669-1Tensione nominale Ue (V) 230/400 caTensione nominale di isolamento Ui (V) 500Potere di chiusura 1,25 In - 1,1 Un - cosφ = 0,6Corrente nominale Ie (A) 16 25 32 40 63Fusibile in serie gL 32A gL 32A gL 32A gL 63A gL 80AResistenza al corto circuito Icc (kA) 3 3 3 10 10Potenza dissipata per polo (W) 0,15 0,7 0,9 1,5 2,8Capacità di serraggio morsetti (mm2) 16 16 16 25 25

Modulari serie 90

228


TAB. 9.16 - INTERRUTTORI SEZIONATORI DI MANOVRA

SERIE MTSM 800MTSM 250

Corrente termica convenzionale a 60 °C, Ith (A)Poli Nr.Tensione nominale di impiego Ue (AC) 50-60Hz (V)

(DC) (V)Corrente nominale, Iu (A)Tensione nominale di tenuta ad impulso Uimp (kV)Tensione nominale di isolamento Ui (V)Tensione di prova a frequenza industriale per 1 min. (V)Potere di chiusura nominale in corto circuito (415 V), Icm (kA)Corrente di breve durata ammissibile nom. per 1 s, Icw (kA)Attitudine al sezionamentoIEC 60947-3EsecuzioniTerminali esecuzione fissa

esecuzione rimovibileesecuzione estraibile

Vita meccanica (Nr. di manovre/operaz. orarie)Dimensioni base, fisso L 3/4 poli (mm)

P (mm)H (mm)

Pesi, fisso 3/4 poli (kg)

125 - 160 - 250 - 3203 - 4 690750

100 - 160 - 250 - 3208

8003000

106,5SI

F - P - WF - EF - FC

FC CuAl - R - RCF - FC - RF - FC - R

25000/120105/140

103,5170

2,6/3,5

400 - 630 - 8003 - 4 690750

400 - 630 - 8008

8003000

3015SI

F - WF - EF - FC CuAl

R - RC-

F - HR - VR20000/120

210/280103,5268

9,5/12

1000 - 1250 - 16003 - 4 690750

1000 - 1250 - 16008

800300052,525SI

F - WF - EF - FC CuAl (1250A)

HR - VR-

F - HR - VR10000/120

210/280138,5406

17/22

MTSM 1600

Nota: Tutti gli interruttori di manovra sezionatori sono equipaggiabili con gli accessori della serie MTSA nelle loro specifiche funzioni.

Tab. 9.17

Interruttori di

manovra-sezionatori

MTSM 250

MTSM 800

MTSM 1600

100160250320400630800100012501600

POTENZA DISSIPATA (W)

FISSO RIMOVIBILE ESTRAIBILETIPO IU (40°C) [A]

VERSIONE

21305080409096102160260

254065105

25406510548115125140220360

Scatolati serie MTSM

229

TAB. 9.18 - COORDINAMENTO TRA INTERRUTTORI AUTOMATICI SERIE MTS E INTERRUTTORI DI MANOVRA SERIE MTSM

VALLE

MONTE

Serie

MTSM250

MTSM630

MTSM1600

In Icc

100160250320400600800100012501600

B1616

N3535

N353535

H656565

L6565100

N353535353535

H355065653565

L35506510035100

N35353535353535

S35355050505050

H35356565656565

L353565100100100100

N

505050

MTS 160MTS 250MTSE 250

MTS 630MTSE 630

MTS 800MTSE 800 MTS 1600

H

656565

L

656565

230


INTERRUTTORIDIFFERENZIALI

La protezione contro i guasti dovuti al fluire di una corrente verso terra per perdita di isolamentodi un conduttore, per contatto diretto di una persona con una parte in tensione del circuito o percontatto indiretto, è garantita da interruttori corredati di sganciatori che intervengono percorrente differenziale I∆ (interruttori differenziali).Gli interruttori differenziali vengono classificati in base a:- presenza o meno delle protezioni contro le sovracorrenti- potere di interruzione intrinseco o condizionato- tempo di intervento (rapidi o selettivi)- sensibilità differenziale- forme d’onda rilevabili.

Relativamente a quest’ultimo punto, ossia alla forma d’onda della corrente di dispersione a cuisono sensibili, gli interruttori differenziali si classificano in:- Tipo AC (solo per corrente alternata) adatti per tutti gli impianti in cui si prevedono correntidi terra di forma sinusoidale. Sono insensibili a correnti impulsive oscillatorie smorzate e sonoconformi alle Norme CEI EN 61008 e 61009.

- Tipo A (per corrente alternata e/o pulsante con componenti continue) adatti per impianti conapparecchi utilizzatori muniti di dispositivi elettronici per raddrizzare la corrente o per laparzializzazione di tensione e corrente (velocità, tempo, intensità luminosa, ecc.). Vengonoalimentati direttamente dalla rete, senza interposizione di trasformatori di isolamento.

- Tipo S (per corrente alternata e/o pulsante con componente continua) adatti per realizzare laselettività con interruttori differenziali di tipo generale.

- Dispositivo differenziale adattabile. Con riferimento alla Norma CEI EN 61009 appendiceG, è permesso assemblare, una sola volta, interruttori differenziali sul posto, cioè fuorifabbrica, utilizzando blocchi differenziali adattabili, ad appropriati interruttori automatici.Ogni manomissione deve lasciare danneggiamento visibile permanente. L’interruttoredifferenziale così ottenuto mantiene sia le caratteristiche elettriche dell’interruttore automaticosia quelle del blocco differenziale.

Nella Tab. 9.19 vengono presentati i dispositivi differenziali del sistema GEWISS con lecaratteristiche salienti di ciascun dispositivo.

231

La serie BD è costituita da blocchi differenziali componibili, di facile installazione, che assicurano la protezione delle persone edelle cose. La serie BD, completa e razionale, è caratterizzata da:

• versioni: sino a 25A e sino a 63A, di classe AC, A e AS;• intervento sia istantaneo che selettivo;• sensibilità da 10 a 1000 mA.

BDHP è il nuovo blocco differenziale componibile della serie 90, accoppiabile con l’interruttore magnetotermico ad alte prestazionidella serie MTHP.Realizzato con tecnologia esclusiva, fornisce le seguenti prestazioni:

• corrente nominale In fino a 125 A;• intervento differenziale di tipo istantaneo e selettivo;• sganciatore differenziale elettromagnetico con regolazione elettronica del tempo di intervento e

della corrente differenziale, con funzionamento indipendente dalla tensione di rete;• sistema di collegamento polivalente;• prese di tensione a fast-on per il collegamento di accessori

SD e SDA sono due serie differenziali puri, progettati per proteggere le persone contro i contatti indiretti in impianti sino a 100 A.I differenziali della serie SD si distinguono per:

• versioni di classe AC, A e AS;• intervento sia istantaneo che selettivo;• sensibilità da 10 a 500 mA.

La serie SDA, in aggiunta a quanto sopra è in grado di effettuare:• verifica automatica e periodica del relè di sgancio e segnalazione di una sua eventuale anomalia;• intervento assicurato anche in caso di eventuale anomalia del relè di sgancio;• apertura automatica del circuito in caso di eventuale malfunzionamento del circuito interno.

Questi sganciatori differenziali realizzati con tecnologia elettronica analogica, agiscono direttamente sull’interruttore mediante unsolenoide di apertura che viene alloggiato nell’apposita cava ricavata nella zona del terzo polo. Non è necessaria alcuna alimentazioneausiliaria perché vengono alimentati direttamente dalla rete e la loro funzionalità è garantita anche con una sola fase in tensione e/oin presenza di correnti unidirezionali pulsanti con componenti continue. Le condizioni di funzionamento dell’apparecchio possonoessere controllate tramite un pulsante di prova del circuito elettronico, nonché un indicatore di intervento differenziale.Lo sganciatore è completo di:- cavi di potenza per il collegamento ai morsetti inferiori dell’interruttore;- solenoide di apertura (da alloggiare nella zona del terzo polo);- 2 staffe per il fissaggio su profilato DIN (una per l’interruttore e una per il differenziale);- connettore spina per il collegamento del pulsante di apertura a distanza.

BD

BDHP

SDE

SDA

DIFFERENZIALEELETTRONICOAFFIANCATO

PER MTS 160MTS 250

MDC è un interruttore magnetotermico differenziale compatto istantaneo che assicura la protezione delle persone e delle cose incaso di sovraccarico, cortocircuito o guasto verso terra. La gamma comprende:

• versioni 1P+N, 2P, 3P, 4P;• corrente nominale da 6 fino a 32 A;• caratteristica dello sganciatore magnetotermico tipo C;• classe di intervento differenziale tipo AC, A;• sensibilità 30-300 mA.

MDC

Lo sganciatore differenziale per montaggio sottoposto all’interruttore in versione tetrapolare ha caratteristiche costruttive e difunzionamento analoghe a quello per montaggio affiancato. In questa versione lo sganciatore è completo di:- solenoide di apertura completo di connettore presa-spina per la connessione al differenziale;- connettore spina per realizzare il collegamento del pulsante di apertura a distanza;- mostrine per porta della cella;- protezione per il montaggio nella zona tra l’interruttore e il differenziale.

Gli interruttori MTS, a partire dalla grandezza 400 A, possono essere abbinati al relè differenziale da quadro con toroide separato esoddisfano esigenze con soglie di intervento fino a 30 A e tempi fino a 5 s. Il relè da quadro, che deve essere installato esternamenteall’interruttore sui conduttori di linea, è del tipo ad azione indiretta e agisce sul meccanismo di sgancio dell’interruttore tramite lo sganciatoredi apertura dell’interruttore; il relè inoltre interviene in caso di caduta della tensione di alimentazione ausiliaria (l’intervento avviene dopo untempo minimo di 100 ms o dopo il tempo impostato più 100 ms). Le caratteristiche di questo relè vengono riportate della Tab. 9.9.

DIFFERENZIALEELETTRONICOSOTTOPOSTO

PER MTS 160MTS 250

RELÈDIFFERENZIALEDA QUADRO

TAB. 9.19 - INTERRUTTORI DIFFERENZIALI

L’interruttore SDA è un differenziale puro dotato di un circuito che verifica automaticamente lafunzionalità del relè di sgancio. La verifica viene effettuata tre volte al giorno e senza l’aperturadei contatti di potenza, evitando così che venga tolta tensione all’impianto e sia pertantogarantita la continuità di servizio. L’interruttore differenziale SDA èdotato inoltre di un dispositivo di apertura di emergenza cheinterviene qualora il circuito di autotest rilevi un malfunzionamentonel relè di sgancio tradizionale. L’intervento del dispositivo diemergenza è irreversibile, ossia non consente più di riarmarel’interruttore. La combinazione di autotest del relè di sganciotradizionale e presenza del dispositivo di emergenza garantisce unlivello elevato di protezione contro i contatti indiretti. L’interruttore differenziale SDA è dotato poi di due led luminosi cheindicano lo stato di funzionamento del relè:- Led verde fisso: relè di sgancio OK.- Led verde lampeggiante: fase di autotest del relè in corso.- Led rosso lampeggiante: relè di sgancio non funzionante. Lo stato di funzionamento del relè può essere riportato a distanzamediante un contatto ausiliario fornito in dotazione all’interruttoredifferenziale.

232


Interruttore differenzialecon Autotest SDA

norma di riferimentoclassecorrente nominale In [A]tensione nominale di impiego Ue [V]tensione di isolamento Ui [V]frequenza nominale [Hz]numero di policorrente differenziale nominale di intervento (tra parentesi il n° di moduli)

I∆n [mA] istantanei 30300

potere di interruzione e chiusura nominale Im [A]potere di interruzione e chiusura diff. nominale I∆m [A]corrente condizionale differenziale di I∆c [A]corto-circuito nominaletensione di funzionamento tasto prova [V]contatto ausiliario libero da potenziale portata in AC1

tipocollegamento coppia di serraggio [Nm]

sezione cavo [mm2]alimentazione monte/vallegrado di protezione morsetti

altre partitropicalizzazionetemperatura di impiego [°C]

A25

230/400(1)

50050/60

4

• (4)• (4)800800

10000fusibile gL 80A

170÷4404A - 250V

NC(2)

2≤25si

IP20IP40

55°C - UR 95%-25 +40

A63

230/400(1)

50050/60

4

• (5)• (5)800800


170÷4404A - 250V

NC(2)

2≤35si

IP20IP40

55°C - UR 95%-25 +40

A40

230/400(1)

50050/60

4

• (4)• (4)800800


170÷4404A - 250V

NC(2)

2≤25si

IP20IP40

55°C - UR 95%-25 +40

(1) L'apparecchio non è adatto a funzionare in sistemi 400V trifase senza neutro.(2) Il contatto è chiuso in assenza di tensione e in caso di guasto dell'apparecchio.

TAB. 9.20 - CARATTERISTICHE TECNICHE INTERRUTTORE DIFFERENZIALE CON AUTOTEST SDA

EN 61008-1

SDA

STADI DI

FUNZIONAMENTOTEST RELÈ

DI SGANCIOTEST CIRCUITO

INTERNOLED DI

SEGNALAZIONEDISPERSIONE

INTERVENTO SDA

RELÈ DIEMERGENZA

POSIZIONE CONTATTIDI POTENZA

SEGNALAZIONEA DISTANZA

POSSIBILITÀ DIRICHIUSURA SDA

233

TAB. 9.21 - POSSIBILI STATI DI FUNZIONAMENTO

Nella tab. 9.21 seguente vengono descritte dettagliatamente le possibili combinazioni che si possono verificare in relazione allasituazione dell’impianto (guasto a terra o meno) ed allo stato del relè di sgancio.

Funzionamento normale con ripetizione del test

Corrente di dispersione a terra

Anomalia relè di sgancio - si accende il LED frontale di segnalazione senza

interruzione del servizio

Guasto a terra mentre è stata rilevata l’anomalia del relè di sgancio - apertura SDA

mediante impulso rinforzato al relè

Mancata apertura medianteimpluso rinforzato

apertura di emergenzairreversibile SDA

Guasto nel circuito interno -apertura irreversibile SDA

OK

OK

KO

KO

KO

KO

OK

OK

OK

OK

KO

-

•

-

-

-

SI

NO

SI

SI

NO

SI

NO

SI

NO

NO

NO

NO

NO

SI

SI

O

I

O

O

O

NO

SI

SI

SI

SI

SI

SI

SI

NO

NO

OK • NO NO NO I NO SI

RELÈ DI SGANCIO

Tab. 9.16

Schema a blocchi

di funzionamento

SI

NO

TEST DEL DIFFERENZIALE OGNI 8 ORE:

- Nessuna apertura durante il test- Nessun disservizio per l’utente

Funzionamento OK?

SINO

- ACCENSIONE SPIA ROSSA DI ALLARME- ATTIVAZIONE SEGNALAZIONE A DISTANZA

Guasto a terra

NO

SI

Tentativo di aperturamediante impulso forzato

Apertura OK?

- INTERVENTO RELÈ DI EMERGENZA- APERTURA IRREVERSIBILE- SICUREZZA GARANTITA

Differenziale intervenuto

234


500

50/60

230/400

1P+N (2) / 2P (2)

3P (3)

4P (4)

P+N 93 ÷ 253/2P, 3P, 4P 170 ÷ 440

4500

1 Icn

4500

6 / 10 / 16 / 20 / 25 / 32

C

30 – 300

30 – 300

—

—

—

10.000

—

30

SI

500

50/60

230

1P+N (2) / 2P (2)

—

—

93 ÷ 253

10000

0,75 Icn

6000

6 / 10 / 16 / 20 / 25 / 32

C

30 – 300

30 – 300

—

—

—

10.000

—

30

SI

500

50/60

230/400

1P+N (2) / 2P (2)

3P (3)

4P (4)

P+N 93 ÷ 253/2P, 3P, 4P 170 ÷ 440

6000

1 Icn

6000

6 / 10 / 16 / 20 / 25 / 32

C

30 – 300

30 – 300

—

—

—

10.000

—

30

SI

I∆n 2 I∆n 5 I∆n 500A

300 150 40 40

60 40 30 20

≤

≤

I∆n 2 I∆n 5 I∆n 500A

300 150 40 40

60 40 30 20

≤

≤

I∆n 2 I∆n 5 I∆n 500A

300 150 40 40

60 40 30 20

≤

≤

MDC 45SERIE MDC 60 MDC 100

Tensione di isolamento Ui (V)

Frequenza nominale (Hz)

Tensione nominale Un (V)

Numero di poli (numero dei mod.)

Tensione funz. del tasto prova (V)

Potere di interruzione (A) Icn

Ics

Potere interr. diff. nomin. (A) I∆m

Corrente nominale In (A)

Sganciatore magnetotermico tipo

Corr. diff. nom. I∆n (mA) Tipo AC

Tipo A

Tipo A S

Tipo A - Reg. - 4P Corr. (mA)

Tempo (ms)

Durata elettrica (n. cicli O-C)

Tempo di intervento con correntedifferenziale classe AC-A istantanei

valore norma (ms)

valore reale (ms)

Tempo di intervento con correntedifferenziale classe A selettivi

valore norma (ms)

valore reale (ms)

Temperatura di riferimento (°C)

Sezionamento visualizzato

Modulari serie 90 TAB. 9.22 - APPARECCHI MODULARI PER PROTEZIONE DIFFERENZIALE

235

500

50/60

400

—

—

4P (4-5)

—

Dipendente da dispositivo associato

Vedi caratteristiche tecniche


25 40 63

—

—

30 – 300

—

—

—

10.000

-

SI

500

50/60

230/400

2P (2-3)

—

4P (3-4)

2P = 100 ÷ 253 / 4P = 170 ÷ 440

Dipendente da dispositivo associato



16 25 40 63 80 100

—

10* – 30 – 300 – 500

10* – 30 – 300

300

—

—

10.000

30

SI

500

50/60

230/400

2P (4)

3P (6)

4P (6)

170 ÷ 440

Icn dell’interruttore associato

Ics dell’interruttore associato

I∆m = Ics dell’interruttore associato

≤ 63 ≤ 125

dell’interrutore associato

30 – 100 – 300

30 – 100 – 300

300 – 1000

300 – 500 – 1000 – 3000

0 – 60 – 150

10.000

30

SI

500

50/60

230/400

2P (2)

3P (3,5)

4P (3,5)

170 ÷ 440

Icn dell’interruttore associato

Ics dell’interruttore associato

I∆m = Icn1 dell’interruttore associato

≤ 25 ≤ 63

dell’interrutore associato

10* – 30 – 300 – 500

30 – 300 – 500

300 – 1000

—

—

10.000

30

SI

I∆n 2 I∆n 5 I∆n 500A

300 150 40 40

60 40 30 20

≤

≤

I∆n 2 I∆n 5 I∆n 500A

300 150 40 40

60 40 30 20

≤

≤

I∆n 2 I∆n 5 I∆n 500A

300 150 40 40

60 40 30 20

≤

≤

I∆n 2 I∆n 5 I∆n 500A

— — — —

— — — —

≤

≤

130÷500 60÷200 50÷150 40÷150

200÷450 80÷170 60÷130 50÷130

I∆n 2 I∆n 5 I∆n 500A

130÷500 60÷200 50÷150 40÷150

200÷450 80÷170 60÷130 50÷130

I∆n 2 I∆n 5 I∆n 500A

— — — —

— — — —

I∆n 2 I∆n 5 I∆n 500A

130÷500 60÷200 50÷150 40÷150

200÷450 80÷170 60÷130 50÷130

I∆n 2 I∆n 5 I∆n 500A

BDHP PER MTHP 100 - MTHP 250BD PER MT 60 - MT 100 - MT 250 SD SDA

* Disponibile solo per In ≤ 25A


236


In (A)6

Polo N

R (mΩ)

P (W)

29,5 2,6

1,06 0,09

10

Polo N

20,6 2,6

2,06 0,26

16

Polo N

8,9 2,6

2,28 0,67

20

Polo N

6,8 2,6

2,72 1,04

25

Polo N

4,6 2,6

2,88 1,63

32

Polo N

3,6 2,6

3,67 2,66

TAB. 9.23 - POTENZA DISSIPATA MDC 30 mA CLASSE A-AC/300 mA CLASSE A-AC

CORRENTE NOMINALE DEL MAGNETOTERMICO MT/MTHP ASSOCIATO (A)

TAB. 9.24 - POTENZA DISSIPATA PER POLO (W)

1 2 3 4 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125

0,01 0,04 0,01 0,02 0,04 0,11 0,29 0,45 0,70 0,45 0,70 1,10 1,75 - - -

0,002 0,008 0,02 0,03 0,07 0,21 0,53 0,83 1,30 0,65 1,00 1,60 2,50 - - -

- - - - - - - 0,2 0,3 0,5 0,8 1,25 2 1,4 2,2 3,4

Differenziale

componibile BD

Diff. componibile BDHP

2P

3P-4P

3P-4P

POTENZE DISSIPATE - INTERRUTTORI DIFFERENZIALI

2P 4P 2P 4P 2P 4P 4P

TAB. 9.25 - COORDINAMENTO TRA INTERRUTTORI MAGNETOTERMICI E DIFFERENZIALI PURI SERIE 90 - TENUTA AL CORTO CIRCUITO

SERIE In

MTC 45

MTC 60

MT 60

MT100

MT 250

6 - 20

25

32 - 40

50 - 63

MTHP 100

MTHP 250

SD - AC SD - A SD - AS SDA - Ale

16

25

25

4,5

6

25

40

25

63

6

10

25

25

25

4,5

6

20

40

15

63

6

10

12,5

25

80 100

10

40

15

63

6

10

12,5

25

80

10

25

4,5

6

20

40

15

63

6

10

12,5

10

25

80

10

63

6

10

25

25

40

25

80

10

25

4,5

6

20

100

10

8063

6

10

25

25

40

25

25

4,5

6

25

16

25

80

10

40

15

16

25

63

6

10

12,5

25

237

MTC 60 MDC 60 VERSIONI 1P,3P,4P 230/400V e 2P

100.000 Icc (A)10.0006.0001.000500

106

105

104

103

I t (A s)2 2

32

25

16

10

6

20

100.000 Icc (A)10.0004.5001.000500

106

105

104

103

I t (A s)2 2

32

25

16

10

6

20

MTC 45 MDC 45- VERSIONI 1P,3P,4P - 230/400V e 2P

MTC 100 MDC 100- VERSIONI 1P+N e 2P - 230V

100.000 Icc (A)10.0001.000500

106

I t (A s)2 2

105

104

103

102

3225

16106

20

MDC 60 - VERSIONI 1P, 3P, 4P - 230/400V e 2P - 400V


100.000 Icc (A)10.0004.5001.000500

106

I t (A s)2 2

105

104

103

102

32 25

16106

20

CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE - INTERRUTTORI MODULARI


100.000 Icc (A)10.0006.0001.000500

106

I t (A s)2 2

105

104

103

102

3225

16106

20

I

MDC 60 - VERSIONI 1P+N,2P - 230V

MDC 45 - VERSIONI 1P+N, 2P - 230V MDC 45 - VERSIONI 1P, 3P, 4P - 230/400V e 2P - 400V

MDC 100 - VERSIONI 1P+N, 2P - 230V

238


Gli interruttori della seria MTS sono predisposti per il montaggio abbinato con sganciatoridifferenziali. Gli interruttori automatici differenziali che ne derivano garantiscono, oltre allaprotezione contro i sovraccarichi e cortocircuiti tipica degli interruttori automatici, anche quellacontro le correnti di guasto verso terra. Gli sganciatori differenziali possono essere montatianche sugli interruttori di manovra-sezionatori; in tal caso si ha un interruttore differenziale“puro”, che garantisce la sola protezione differenziale. I differenziali puri, sensibili alla solacorrente di guasto a terra, trovano generalmente applicazione come sezionatori principali neiquadri di distribuzione rivolti alle utenze finali.Gli sganciatori differenziali sono realizzati in conformità alla normative: IEC 947-2 appendiceB, IEC 255-3 e IEC 1000.

Per gli interruttori MTS 160 ed MTS 250 sono disponibili sganciatori per il montaggioaffiancato all’interruttore o per il montaggio in posizione sottoposta. Questi sganciatori,realizzati con tecnologia elettronica analogica, agiscono direttamente sull’interruttore medianteun solenoide di apertura che viene alloggiato nell’apposita cava ricavata nella zona del terzopolo. Non è necessaria alcuna alimentazione ausiliaria perché vengono alimentati direttamentedalla rete e la loro funzionalità è garantita anche con una sola fase in tensione e/o in presenzadi correnti unidirezionali pulsanti con componenti continue. Le condizioni di funzionamentodell’apparecchio possono essere controllate tramite un pulsante di prova del circuito elettronico,nonché un indicatore di intervento differenziale.

Sganciatore differenziale affiancato all’interruttoreQuesto sganciatore è completo di:– cavi di potenza per il collegamento ai morsetti inferiori dell’interruttore;– solenoide di apertura (da alloggiare nella zona del terzo polo);– 2 staffe per il fissaggio su profilato DIN (una per l’interruttore e una per il differenziale);– connettore spina per il collegamento del pulsante di apertura a distanza.Lo sganciatore differenziale per l’interruttore MTS 160 è dotato di terminali anteriori per cavi,mentre lo sganciatore differenziale per l’interruttore MTS 250 è dotato di terminali anteriori eviene fornito anche di un frontale per l’interruttore (altezza 45 mm).

Scatolati serie MTS

Sganciatoridifferenziali elettronici

Fig. 9.17

MTS 160 - MTS 250

Montaggio affiancato

239

Sganciatori differenziali sottopostoSganciatore differenziale sottoposto all’interruttore in versione tetrapolare.Questo sganciatore è completo di:– solenoide di apertura completo di connettore presa-spina per la connessione al differenziale;– connettore spina per realizzare il collegamento del pulsante di apertura a distanza;– mostrine per porta della cella;– protezione per il montaggio nella zona tra l’interruttore e il differenziale.Lo sganciatore differenziale per l’interruttore MTS 160 è dotato di terminali anteriori per cavi,mentre lo sganciatore differenziale per l’interruttore MTS 250 è dotato di terminali anteriori eviene fornito anche di un frontale per l’interruttore (altezza 45 mm). Sugli interruttori possonoessere montati altri tipi di terminali, in particolare:MTS 160: terminali posteriori filettati; MTS 250: terminali anteriori per cavi, terminali anterioriprolungati, terminali posteriori per cavi.

Fig. 9.18

MTS 160 - MTS 250

Montaggio sottoposto

240


TAB. 9.26 - CARATTERISTICHE TECNICHE SGANCIATORE DIFFERENZIALE PER MTS 160ISTANTANEO REGOLABILE

elettronica elettronicaa solenoide a solenoide220...500 50...500

50 ÷ 60 Hz ± 10% 50 ÷ 60 Hz ± 10%220...500 50...500fino a 160 fino a 160

0,03 - 0,1 - 0,3 0,03 - 0,1 - 0,3 - 0,5 - 1 - 3+0, -25 +0, -20

istantaneo 0 - 0,1 - 0,25 - 0,5 - 1 - 1,5± 20

120 x 120 x 70 120 x 120 x 704 6

TAB. 9.27 - CARATTERISTICHE TECNICHE SGANCIATORE DIFFERENZIALE PER MTS 250SGANCIATORE DIFFERENZIALE

TecnologiaAzioneTensione primaria di funzionamento (V)Frequenza di funzionamento (Hz)Campo di funzionamento del test (V)Corrente nominale di impiego (A)Soglie di intervento I∆n (A)Tolleranza per I∆n (%)Tempi di intervento (s)Tolleranza sui tempi di intervento (%)Segnalazione di interventoAutoalimentazioneIngresso per apertura a distanzaIndicazione di preallarme al 50%Tipo AC solo per corrente alternataTipo A per corrente alternata, pulsanteBassa sensibilitàAlta sensibilitàMontaggio sottoposto all’interruttoreMontaggio affiancato all’interruttoreDimensioni (L x H x P) (mm)Potenza dissipata per apparecchio (W)

ISTANTANEO REGOLABILE

elettronica elettronicaa solenoide a solenoide220...500 50...500

50 ÷ 60 Hz ± 10% 50 ÷ 60 Hz ± 10%220...500 50...500fino a 250 fino a 250

0,03 - 0,1 - 0,3 0,03 - 0,1 - 0,3 - 0,5 - 1 - 3+0, -25 +0, -20

istantaneo 0 - 0,1 - 0,25 - 0,5 - 1 - 1,5± 20

140 x 170 x 108 140 x 170 x 1084 6

SGANCIATORE DIFFERENZIALE

TecnologiaAzioneTensione primaria di funzionamento (V)Frequenza di funzionamento (Hz)Campo di funzionamento del test (V)Corrente nominale di impiego (A)Soglie di intervento I∆n (A)Tolleranza per I∆n (%)Tempi di intervento (s)Tolleranza sui tempi di intervento (%)Segnalazione di interventoAutoalimentazioneIngresso per apertura a distanzaIndicazione di preallarme al 50%Tipo AC solo per corrente alternataTipo A per corrente alternata pulsanteBassa sensibilitàAlta sensibilitàMontaggio sottoposto all’interruttoreMontaggio affiancato all’interruttoreDimensioni (L x H x P) (mm)Potenza dissipata per apparecchio (W)

241

Gli interruttori MTS, a partire dalla grandezza 400 A, possono essere abbinati al relèdifferenziale da quadro con toroide separato e soddisfano esigenze con soglie di interventofino a 30 A e tempi fino a 5 sec.Il relè da quadro, che deve essere installato esternamente all’interruttore sui conduttori di linea,è particolarmente indicato sia per protezioni differenziali a bassa sensibilità, per esempio incatene selettive parziali (amperometrica) o totali (cronometrica), sia per applicazioni ad altasensibilità (a sensibilità fisiologica) per realizzare la protezione delle persone contro i contatti

diretti.Il relé è del tipo ad azione indiretta eagisce sul meccanismo di sganciodell’interruttore tramite lo sganciatoredi apertura dell’interruttore; il reléinoltre interviene in caso di cadutadella tensione di alimentazioneausiliaria (l’intervento avviene dopoun tempo minimo di 100 ms o dopo iltempo impostato più 100 ms). Infine sisegnala che il relé è idoneoall’impiego sia in presenza di correnti

di terra solo alternate (Tipo AC), sia con corrente alternata e/o pulsante con componenticontinue (Tipo A); inoltre è idoneo a realizzare la selettività differenziale.

Relé differenzialeda quadro

Fig. 9.19

Tensione di alimentazione AC (V)DC (V)

Frequenza di funzionamento (Hz)Regolazione soglia di intervento Idn

1^ gamma di regolazioni (A)2^ gamma di regolazioni (A)

Regolazione tempi di intervento (s)Regolazione soglia di preallarme (%) x IdnGamma di impiego dei trasformatori chiusi Idn

Trasformatore toroidale Ø 60 (mm) (A)Trasformatore toroidale Ø 110 (mm) (A)Trasformatore toroidale Ø 185 (mm) (A)

Gamma di impiego dei trasformatori apribili IdnTrasformatore toroidale Ø 110 (mm) (A)Trasformatore toroidale Ø 180 (mm) (A)Trasformatore toroidale Ø 230 (mm) (A)

Segnalazione allarme presoglia

Segnalazione di intervento relè differenziale

Comando di apertura a distanza

Collegamento al trasformatore toroidale

Dimensioni (L x H x P) (mm)Foratura per montaggio su porta (mm)Potenza dissipata (W)

80÷50048÷125

50 ÷ 60 Hz ± 10%

0,03 - 0,05 - 0,1 - 0,3 - 0,51 - 3 - 5 - 10 - 30

0 - 0,1 - 0,2 - 0,3 - 0,5 - 0,7 - 1 - 2 - 3 - 525 ÷ 75% x Idn

0,03 ÷ 300,03 ÷ 300,1 ÷ 30

0,3 ÷ 300,3 ÷ 301 ÷ 30

Led giallo lampeggiante1 contatto di scambio N.A.

6A - 250VAC 50/60Hz Led giallo lampeggiante

2 contatti di scambio (N.A-N.C.; N.A.)6A - 250VAC 50/60Hz

Contatto N.A.Tempo di intervento 15ms

Tramite 4 conduttori attorcigliatiLunghezza massima 5m

96 x 96 x 131,592 x 92

5

TAB. 9.28 - RELÈ DIFFERENZIALE DA QUADRO

242


I dispositivi di protezione contro il sovraccarico ed il cortocircuito devono avere un potered’interruzione almeno uguale alla corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione.E’ tuttavia ammesso l’impiego di un dispositivo di protezione (interruttore) con potere diinterruzione inferiore a condizione che a monte vi sia un altro interruttore avente il necessariopotere di interruzione. In questo caso le caratteristiche dei due interruttori devono esserecoordinate in modo che l’energia specifica passante (I2t) lasciata passare dall’interruttore amonte non risulti superiore a quella che può essere sopportata senza danno dall’interruttore avalle e dalle condutture protette.

Il coordinamento dei dispositivi di protezione può essere di due tipi:

- di sostegno (o back-up)

- selettivo (amperometrico, cronometrico, di zona).

Nella Tab. di back-up 9.29 vengono pertanto riportate le possibilità di protezione di sostegnocon i relativi poteri di interruzione riferiti alla tensione nominale Ue = 400 V ~, fra interruttoriGEWISS serie MTC e MT, serie MTHP e scatolati serie MTS, mentre nelle pagine successivevengono riportate le tabelle di selettività.

COORDINAMENTODELLE PROTEZIONI

MTC - 2P

MT - 2P

MTHP - 2P

45

60

60

100

250

100

250

6/25

32/63

6/20

25

32/63

6

7,5

10

30

25

50

40

30

20

50

230V

ac m

onof

ase

VALORI IN KA EFF.

400 Vac trifase

MT MTHP MTS MTSE

VALLE

MONTE

60

10

10

10

10

6/25

15

10

10

15

36

10

10

25

36

30

36

25

32/63

12,5

10

10

12,5

25

20

15

15

20

32/63

15

10

10

15

100

10

10

10

10

16

10

10

16

36

10

10

25

36

30

36

25

65

10

10

25

50

30

65

50

36

25

50

85

10

10

25

50

30

65

50

36

25

50

36

10

10

25

36

30

36

25

65

10

10

25

50

30

65

50

36

25

50

100

10

10

25

50

30

65

50

36

25

50

250

25

25

25

25

25

25

6/20

25

15

15

25

25

100 250 160 250 250

Tab. 9.29

Tabella di back-up

Sistema 3F ~ 400 Vac

trifase - monte

Sistema F/N ~ 230 Vac

monofase - valle

(EN 60947-2)

Abbinamento non idoneo

Tabelle di back-up

243

10

10

60 100 250 250 160 250 250 630 800 1600100

106/2040

6/2525

32/6320

2530

32/6325

MT MTS MTSE MTS/E MTSEMTHP

VALORI IN KA EFF.

MTC

MT

MTHP

MTS

MTSE

MTS/E

45

60

60

100

250

100

250

160

250

250

630

800

6/25

32/63

6/20

25

32/63

6

10

20

25

20

40

30

25

20

30

25

50

65

100

170

65

100

200

65

100

200

65

85

100

200

25

25

25

25

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

30

30

30

30

30

30

30

30

30

16

20

25

25

25

25

25

25

16

20

25

50

25

50

40

25

30

50

50

50

16

20

25

50

25

50

40

25

30

50

65

65

65

16

20

25

50

25

50

40

25

30

50

100

100

100

100

16

20

25

50

25

50

40

25

30

50

100

170

170

170

170

16

20

25

50

25

50

40

25

30

50

65

65

65

65

16

20

25

50

25

50

40

25

30

50

100

100

100

100

100

100

16

20

25

50

25

50

40

25

30

50

100

200

200

200

200

200

200

200

65

65

65

65

65

100

100

100

100

100

100

100

100

100

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

65

65

65

65

65

65

85

85

85

85

85

85

85

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

85

85

85

85

85

85

85

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

VALLE

MONTE


40

40

40

40

40

30

30

30

30

30

25

25

25

25

25

25

25

Tab. 9.30

Tabella di back-up

3F ~ 230V

(EN 60947-2) 20 30 25 50 65 100 170 65 100 200 65 100 200 65 85 100 85200 100 200

10

10

10

60 100 250 250 160 250 250 630 800 1600100

106/2025

6/2515

32/6312,5

2520

32/6315

MT MTS MTSE MTS/E MTSEMTHP

VALORI IN KA EFF.

MTC

MT

MTHP

MTS

MTSE

MTS/E

45

60

60

100

250

100

250

160

250

250

630

800

6/25

32/63

6/20

25

32/63

4,5

6

10

15

12,5

25

20

15

10

25

16

36

36

65

85

36

65

100

36

65

100

36

50

65

100

15

15

15

15

12,5

12,5

12,5

12,5

10

10

10

10

10

10

10

25

25

25

25

25

25

25

25

6

10

16

16

16

16

16

16

6

10

20

25

25

36

25

20

16

25

36

36

6

10

16

25

25

30

25

20

16

25

36

36

36

6

10

16

25

25

30

25

20

16

25

40

65

65

65

6

10

16

25

25

30

25

20

16

25

50

85

85

85

85

6

10

16

20

20

30

25

20

16

25

25

36

36

36

6

10

16

20

20

30

25

20

16

25

36

65

65

65

65

65

6

10

16

20

20

30

25

20

16

25

40

100

100

100

100

100

100

100

20

36

36

36

36

20

65

65

65

65

65

65

65

20

65

65

100

100

65

100

100

65

100

100

20

36

36

36

36

36

20

50

50

50

50

50

50

20

65

65

65

65

65

65

65

65

65

65

20

65

65

100

100

100

100

100

85

100

100

65

85

100

100

40

40

40

40

40

40

50

40

40

40

65

40

65

40

65

40

65

65

40

40

40

85

85

40

85

100

40

85

100

50

65

85

100

VALLE

MONTE


25

25

25

25

25

20

20

20

20

20

20

15

15

15

15

15

15

15

15

Tab. 9.31

Tabella di back-up

3F ~ 400V

(EN 60947-2) 10 25 16 36 36 65 85 36 65 100 36 65 100 36 50 65 50100 65 100

244


Tabelle di selettività Per una corretta lettura delle tabelle riportate nelle pagine che seguono, occorre tenerepresente:

1) La selettività è espressa in kA alla tensione di 400-415 V c.a. secondo la Icu delle NormeIEC 947-2.

2) Le tabelle sono elaborate sotto le seguenti condizioni:

3) Negli sganciatori a microprocessore SEP/A e SEP/B le regolazioni amperometriche ecronometriche delle funzioni L, S, I sono molteplici, pertanto risulta impossibile condensare inuna unica casella un valore numerico univoco di selettività.

4) I valori sono validi per sistema radiale (un trasformatore a monte).

5) La lettera “T” significa selettività totale.

6) I valori indicati sono relativi a condizioni di guasto bifase o trifase; la loro validità si estendeper condizioni di cortocircuito. In caso di sovraccarico è necessario verificare la selettivitàcon il reale profilo di correnti di carico, tramite le curve tempo-corrente.

A – SGANCIATORI MAGNETOTERMICI

B – SGANCIATORI SEP/AC – SGANCIATORI SEP/B

I1 = 1· IthI1 = 1· lnI1 = 1· In

t1 = curva Da valle I2 = OFF

a monte I2 = 10. Int2 = curva D

I3 = 10 · IthI3 = 12 · InI3 = 12 · InI3 = OFF

A VALLE

A MONTE

MTHP100

MTHP250

MTS160

MTS250

MTSE250

MTS630

MTSE630

MTS800

MTSE800

MTSE1600

MTC 45MTC 60MT 60MT 100MTHP100MTS 160MT 250MTHP 250MTS 250MTSE 250MTS 630MTSE 630MTS 800MTSE 800PAGINA 209 209 210 210 210 211 211 211 211 212

Tab. 9.32

Scelta dei dispositivi

di manovra e protezione

Elenco tabelle

di selettività

245

MTHP 25020 25 32 40 50 63

C0,5 1 1,5 2 3 4,5

0,5 1 1,5 2 2,51 1,5 2

1,51

0,510,5 1,5 2 3 4,5

0,5 1 1,5 2 2,51 1,5 2

1,51

0,5

10,5 1,5 2 3 4,50,5 1 1,5 2 2

1 1,5 1,51

0,5

10,5 1,5 2 3 4,50,5 1 1,5 2 2,5

1 1,5 21,51

0,5

T T T T TT T T T T

1,5 2 3 6 T1 1,5 2 3 6

0,5 1 1,5 2 30,5 1 1,5

12

1,5

TTTT

4,52,52

1,51

0,5

0,5 1 1,5 2 3 4,50,5 1 1,5 2 2,5

1 1,5 21,51

0,5 10,5

1,51

21,5

32

4,52

1 1,5 1,51

0,5

montevalle

MTHP 100In

Im80 100 125 63 80 100

C D

C

C

B/C

D

C

D

C

MTC 45

MTC 60

MT 60

MT 60

MT 100

MT 100

MT 250

61016202532

61016202532

12346

1016202532405063

40

61016202532

6101620253240636101620253240

6101620253240

6350

T T T T T TT T T T T T4 T T 4,5 4,5 T3 4 T 3,5 3,5 T3 3 4 3,5 4,5

3 3 3,5TT T T T TTT T T T TT4 T 4,5 4,5 T43 T 3,5 3,5 T33 4 3,5 4,53 3 3,5

TT T T T TTT T T T TT4 T 4,5 T T43 T 3,5 3,5 T33 4 3,5 4,53 3 3,5

TT T T T TTT T T T TTT T T T TTT T T T T

TT T T T TTT T T T TT4 T 4,5 T43 4,5 3

4,5T

3 33,5

4,53 4 3,5

3

33

TT T T T TTT T T T TT4 T 4,5 T43 3,5 3,5 T3 4 3,5 4,53 3 3,5

3T

T

TT T T T TTT T T T TT4 T 4,5 T43 3

4,5T

3 33,5

4,53 3 3,5

4,533

3

TT T T T TTT T T T TT4 T 4,5 T43 3,5 T3 4

3,54,5

3 3 3,53,53

TT

63

0,5

Tab. 9.33

Tabella di selettività

MTHP 100 e MTHP 250

246


C

C

B/C

D

T T T T TT T T T T

T

3 33

TTTT

32,5

5,5

5,5 5,5 5,5 5,5 5,53 3 3

22

montevalle

MTS 160In

Im16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160500 500 500 500 500 500 630 800 1000 1250 1600

61016202532

61016202532

123461016202532405063

40

61016202532

6101620253240

6361016202532406101620253240

6350

MTC 45

MTC 60

MT 60

MT 60

MT 100

MT 100

MT 250

5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,53 3 3 3

3 32,5

5,55,5 5,3 5,5 5,5 5,53 3 3 3

3 32,5

T5

4,53,5

TTT

5,5

TTTT

TTTT

TTTT

3,5 5,5 T T T4,5 5,5 T T

T5

4,53,5

TTT

5,5

TTTT

TTTT

3,5 5,5 T T4,5 5,5 T

TTTTTT

TTTT

TTTT

TTTT

TTTT

TTTT

T T T TT T T T

5,5 5,5 5,5 5,5T

5,5 5,5 T T T T TT T TT T T

T T

3 3 5,5 8,54,5 7,53,5 5,5 7,5

T T3,5 5,5 7,5T T4,5 7T T76 T

T5,55,5 5,3 5,5 5,5 5,5

3 3 3 32 2

2

T5,533

2,5

T75

4,544

TT8

6,5665

TTTT888

TTTTTTT

50

5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 T T T T T3 3 3 3 5,5 8,5 T T T

3 3 4,5 7,5 T T T2,5 3,5 5,5 7,5 T T

3,5 5,5 7,5 T T4,5 7 T T

7 T T6 T

T5,5 T

5,533

T75

4,5

TT8

6,5

TTT8

TTTT

32

2,5 4 6 8 T4 6 8 T

5 8 T5,55,5 5,5 5,5 5,5 5,5 T T T T T

3 3 3 3 5,5 8,5 T T T3 3 4,5 7,5 T T T

2,5 3,5 5,5 7,5 T T3,5 5,5 7,5 T T

4,5 7 T T7 T T

6 TT

801001256380100202532405063

C

C

D

C

D

C

MTHP 100

MTHP 100

MTHP 250

6

7,56

TTTTTT

6

TTTT5,55,5T7,55,53,5T74,5T76

4,5

T T T T TT T T T T

T

TTTT

5,5

5,5 T

6,5

9,5

8

9,5

MTS 25032 50 80 100 125 160 200 250

500 500 800 1000 1250 1600 2000 25005,5 5,5 T T T T

T T T TT T

T

5,55,5 TT

TT

TTT

T TTT

TTTT

TTTT

T T T TT T T T

5,5 5,58,5

TT T

5,55,5 T T T T8,5 T T T

T TT

T T

5,5 T T T T T T8,5

5,5 T T8,5

85,55,5 T T T T T

8,5 T

TTTT

3 3T

5,55,5

32,5

TTTT

TTT

TT

TTTT

TTT

333

2,5 5,5

4,55,5

TTTTTT

TTT

TTTTTT

T TT TT TT TT TT T

T TT TT TT TT TT TT TT T

TTTTTT

TT

T

TTTTTT

6T

TTT8877

T3 3

32,5

8,57,55,55,54,5

3322

54,544

86,5665

T TT TT TT TT TT T8

9,59,5

TTTT

3 33

2,57,55,55,54,5


TTTTTTT

10

TTTTTT6

TT8877

33 T TT TT TT TT TT T

TTTTTTT

T

TTT2

25

4,544

665

TT

3 33

2,57,55,55,54,5

T8877

TT

TTTT6


TTTTTTTT

10TT

9,5

T9,5T T9,5

TTTTTTTTTT

TTTTTTT6

10

8877

2,5 5,55

4,5

333333333333333333333

MTS 160

1620253240506380100125160

500500500500500500630800

100012501600

TTTT

100 160 250OFF OFF

TTTT

TT

TTT

T TTT

TTTT

TTTT

T T

TTTT

T T

T T T

T T

T T

TTT

TT

TTTT

TTT

TTTTT

TTT

TTTTTT


TTTTTT

TT

T

T TT TT TT TT TT T

TTT


TTTTTTTT

T TT TT TT TT TT T

TTTTTTT


TTTTTTTTT

TT

T

TTT T

TTTTTTTTTT

TTT6

8888888

777777

MTSE 250

OFF

T

T

8888888

8888888

TAB. 9.34 - TABELLA DI SELETTIVITÀ MTS 160, MTS 250 E MTSE 250

247

20 ÷ 63

MTS 630

400320 500

40003200 5000

T T T

valle

monte

MTC 45

In

Im

6 ÷ 32 C

T T TMTC 60 6 ÷ 32 C

T T TMT 60 1 ÷ 63 B/C

T T TMT 60 6 ÷ 40 D

T T TMT 100 6 ÷ 63 C

T T TMT 100 6 ÷ 40 D

T T TMT 250 6 ÷ 63 C

T T80 ÷ 125

TMTHP 100 63 ÷ 100 D

T

30 3016

MTS 160

20

25

32

40

50

63

80

100

125 1250

32 500 121212

50 500

80 800

100 1000

125 1250

160 1600

200 2000

250 2500

100 1200

160 1600

MTS 250

160 1900

250 3000

MTHP 100 C T

TT

TTMTHP 250 C

500

500

500

500

500

500

630

800

1000

30

30 3030

30 3030

30 3030

30 3030

30 3030

30 3030

30 3030

24 2424

24 2424

24 2424

121212

121212

121212

121212

121212

121212

1212

1111

MTSE 250

11

111111

1111

MTSE 630

400320 630

OFFOFF OFF

T T T

T T T

T T T

T T T

T T T

T T T

T T T

T T

T

T

30 30

121212

T

TT

TT

30

30 3030

30 3030

30 3030

30 3030

30 3030

30 3030

30 3030

24 2424

24 2424

24 2424

121212

121212

121212

121212

121212

121212

111111

111111

111111

MTS 800

800630

80006300

T T

T T

T T

T T

T T

T T

T T

T

T

T

T

T

T

30

30

30

30

3025

2520

2015

2015

2015

2015

2520

2520

3025

25

25

25

25

25

25

30

30

TT

TT

MTSE 800

800630

OFFOFF

T T

T T

2015

2015

2015

2015

2520

30

3025

2520

2520

3025

25

30

30

3025

25

25

25

25

30

30

TT

T T

T T

T T

T T

T T

T

T

T

T

T

T

TT

320 3200

400 4000

500 5000

320 3800

400 4800

630 7500

MTSE 630

MTS 630

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

TAB. 9.35 - TABELLA DI SELETTIVITÀ MTS 630, MTSE 630, MTS 800 E MTSE 800

248


Tab. 9.36

Tabella di selettività

MTSE 1600 valle

monte MTSE 1600

SERIE 90

MTS 160

MTS 250

MTSE 250

MTS 630

MTSE 630

MTS 800

In 12501000 1600

Im OFFOFF OFF

1 ÷ 125

16 ÷ 160

32 ÷ 250

160 ÷ 250

320 ÷ 500

320 ÷ 630

630 ÷ 800

B-C-D

500 ÷ 1600

500 ÷ 2500

1200 ÷ 3000

3200 ÷ 5000

3800 ÷ 7500

6300 ÷ 8000

N

N

N

N

H

H

H

H

L

L

L

L

S

T T T

T T T

T T T

T T T

50 50 50

50 50 50

T T T

50 50 50

50 50 50

T T T

50 50 50

50 50 50

T T T

40 40 40

40 40 40

40 40 40

MTSE 800 630 ÷ 800 6300 ÷ 8000

N

H

L

S

T T T

40 40 40

40 40 40

40 40 40

È un sistema di selettività che può tornare molto utile quando in un impianto elettrico sonoinstallati apparecchi le cui correnti verso terra superano i valori nominali (presenza di filtri diingresso) oppure l’impianto risulta molto vasto, con un grande numero di utilizzatori. In questicasi per evitare spiacevoli disservizi, conviene installare al posto di in unico interruttoredifferenziale, diversi interruttori differenziali sulle partenze principali con a monte uninterruttore generale non differenziale. Secondo lo schema indicato in Fig. 9.21.

Selettività verticale In certi casi, per ragioni di continuità di esercizio o a causa di pericoli di una eventualemancanza di energia elettrica è necessario ricorrere ad un coordinamento selettivo fra due opiù dispositivi differenziali posti in serie. Per garantire la selettività fra due componenti dif-ferenziali posti in serie, occorre attenersi alle seguenti prescrizioni:

1) la corrente nominale di intervento del dispositivo a monte deve essere almeno il doppio diquello dell’interruttore a valle I∆n A > 2 I∆n B. Questa condizione tiene conto della tolleranzaammessa dalle norme, infatti un dispositivo differenziale con soglia di intervento di 30 mAnon interviene sicuramente per valori di corrente inferiori alla metà di quella di intervento,ma potrebbe intervenire per correnti verso terra compresi fra i 15 e i 30 mA, mentreinterverrà in modo certo per valori di corrente superiori a 30 mA.

2) Il dispositivo a monte deve avere un ritardo intenzionale superiore al tempo totale di interruzionedel dispositivo a valle, TA > TB TOT. La Fig. 9.20 mostra un esempio di selettività verticale.

Come si è detto in precedenza nel campo domestico la selettività verticale si può ottenere anchecon un interruttore tipo S (ritardato) a monte con a valle degli interruttore del tipo generale comeindicato nelle figure seguenti.

Selettività differenziale

249

Quelli ad uso domestico non hanno normalmente possibilità di regolazione, ma è possibileottenere ugualmente la selettività impiegando un interruttore di tipo S (ritardato) con a valle uninterruttore differenziale del tipo generale con una corrente nominale non superiore ad un terzodi quella dell’interruttore di tipo S.

Per ottenere la selettività amperometrica tra l’intervento avalle (istantaneo) e quello a monte (selettivo) è necessarioche la corrente nominale differenziale I∆n dell’interruttoreselettivo sia almeno di valore triplo rispetto a quelladell’interrutore istantaneo. Per ottenere la selettività insovraccarico occorre che la corrente nominaledell’interruttore a monte sia almeno doppio di quellodell’interruttore a valle.

La selettività realizzata disponendo a monte interruttori abassa sensibilità e a valle a sensibilità più elevata è daconsiderarsi parziale in quanto le correnti di dispersioneverso terra non sono controllabili e nella quasi totalità deicasi eccedono la soglia di intervento dell’interruttore amonte.

Quadro generaleIn = 80 A

I∆n = 1000 mAtipo S

In = 32 A In = 32 A

I∆n = 30 mAId Id

Id S

I∆n = 300 mA

Quadro di zona 1 Quadro di zona 2

Fig. 9.20

Coordinamento selettivo tra

differenziali istantenei e

selettivi

1000

100

10

t (m

s)

1 1 0 100 1000 10000

I (mA)

10 (A

e A

C)

1000 (AS)

300 (AS)

30 (A

e A

C)

300

(A e

AC

)

500

(A e

AC

)

1000

(AC

)

Fig. 9.21

Curve di intervento

differenziale MDC 45 -

MDC 60 - MDC 100 -

BD - BDHP - SD - SDA

In campo industriale il problema si presenta molto più semplice in quanto i dispositividifferenziali dispongono di soglia di intervento e di tempo regolabile, pertanto il progettista hamodo di realizzare una completa selettività.

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