sistemi di bassa tensione

SISTEMI DI BASSA TENSIONE
ITALIANO
02
MANUALI DIDATTICI
2004
INDICE
L’IMPIANTO
LEGGI
ELETTRICO
E NORME
SISTEMI
DI DISTRIBUZIONE
43
PAG.
46
PAG.
49
DISTRIBUZIONE
DORSALE
PAG.
49
DISTRIBUZIONE
RADIALE
PAG.
49
PAG.
52
PAG.
54
PAG.
54
PAG.
55
PAG.
58
PAG.
61
PAG.
65
PAG.
70
PAG.
70
PAG.
73
CLASSIFICAZIONE
IMPIANTO
PARTI
DEI SISTEMI DI DISTRIBUZIONE
DI TERRA
SCOPI
DELLA MESSA A TERRA
COSTITUTIVE DELL’IMPIANTO DI TERRA
DETERMINAZIONE
DELLA RESISTENZA DI TERRA
DIMENSIONAMENTO
IL
GLI
I
RT
DEI CONDUTTORI
DISPERSORE
PROTEZIONE
CONTRO I CONTATTI ACCIDENTALI
EFFETTI DELLA CORRENTE ELETTRICA SUL CORPO UMANO
CONTATTI ACCIDENTALI
PROTEZIONE
CONTRO I CONTATTI DIRETTI
PAG.
74
PROTEZIONE
CONTRO I CONTATTI INDIRETTI
PAG.
77
LUNGHEZZA
MASSIMA PROTETTA PER LA PROTEZIONE DELLE PERSONE
PAG.
79
PAG.
81
PAG.
85
PAG.
90
PAG.
90
PAG.
91
PAG.
91
DISPOSITIVI
CONTRO I GUASTI VERSO TERRA
PROTEZIONE
CONDUTTURE
MEDIANTE BASSISSIMA TENSIONE DI SICUREZZA
E CAVI
DIMENSIONAMENTO
DEFINIZIONE
DEGLI IMPIANTI
DI CONDUTTURE
CARATTERIZZAZIONE
38
PAG.
CAVI
(SELV
E
PELV)
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
PROTEZIONE
LA
IL
PROTEZIONE CONTRO LE SOVRACORRENTI
SOVRACCARICO
CRITERI
IL
CONTRO IL SOVRACCARICO E IL CORTOCIRCUITO
DI PROTEZIONE SECONDO LA NORMA CEI
64-8
CORTOCIRCUITO
RESISTENZA
DEI CAVI AL CORTOCIRCUITO
PAG.
120
PAG.
120
PAG.
122
PAG.
124
PAG.
126
PAG.
128
SCELTA
DELL’INTERRUTTORE GENERALE A VALLE DEI TRASFORMATORI
PAG.
130
SCELTA
DEGLI INTERRUTTORI NEI QUADRI DI DISTRIBUZIONE
PAG.
133
PAG.
140
PAG.
141
PAG.
144
PAG.
146
PAG.
152
PAG.
154
RIFASAMENTO
PAG.
154
PROTEZIONE
CONTRO LE SOVRATENSIONI
PAG.
164
PROTEZIONE
DEI CIRCUITI D’ILLUMINAZIONE
PAG.
168
PROTEZIONE
DEI MOTORI ELETTRICI
PAG.
175
PAG.
179
PAG.
184
IL
POTERE D’INTERRUZIONE E CARATTERISTICHE DI LIMITAZIONE
CRITERI
PER LA SCELTA DELLE PROTEZIONI CONTRO IL CORTOCIRCUITO
LUNGHEZZA
MASSIMA PROTETTA
COORDINAMENTO
PROTEZIONE
PROTEZIONE
GRUPPI
SCELTA
DELLE PROTEZIONI
DI SOSTEGNO (O BACK-UP)
E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI
DI CONTINUITÀ STATICI
UPS
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
INTERRUTTORI
MAGNETOTERMICI
PAG.
184
INTERRUTTORI
DI MANOVRA SEZIONATORI
PAG.
226
INTERRUTTORI
DIFFERENZIALI
PAG.
230
PAG.
242
COORDINAMENTO
DELLE PROTEZIONI
39
IL SISTEMA
DI
PROTEZIONE
I PRODOTTI
Il Sistema di Protezione GEWISS nasce dalla sinergia e perfetta integrazione di apparecchi
modulari e scatolati con quadri e armadi di distribuzione, centralini e quadri combinati con
prese industriali, per soddisfare ogni esigenza applicativa dal residenziale al terziario
avanzato, fino all’industriale.
Il Sistema consente di ottenere molteplici soluzioni applicative, garantite da una gamma di
prodotti con corrente nominale fino a 1.600 A e potere d’interruzione fino a 100 kA. La
progettazione è semplificata dall’accurata verifica dei coordinamenti elettrici, mentre la
rapidità d’installazione e la manutenzione sono garantite dalla standardizzazione dei
componenti. Infine, la forte compatibilità funzionale tra i prodotti dell’offerta, porta la
sicurezza e l’affidabilità dell’impianto a livelli molto elevati. Tutto in un design moderno ed
esteticamente gradevole.
IL KNOW-HOW
La realizzazione del Sistema di Protezione GEWISS è stata possibile grazie alla comprovata
capacità progettuale dell’azienda, unita al know-how sempre rinnovato nell’utilizzo dei
materiali, nell’industrializzazione e nell’automazione dei processi produttivi.
Ne è una chiara testimonianza il Laboratorio Prove GEWISS, tra i pochi autorizzati a certificare
IMQ la propria offerta secondo la procedura SMT (Supervised Manufacturer’s Testing): il
Laboratorio esegue prove che in precedenza venivano effettuate presso i laboratori IMQ ed
emette direttamente i rapporti di prova, necessari per l'ottenimento del marchio stesso, con una
semplice supervisione da parte IMQ che ne avalla la conformità.
Inoltre, GEWISS ha ottenuto l’accreditamento ACAE, che le permette di certificare LOVAG i
prodotti di bassa tensione a prevalente uso industriale e terziario, non coperti dalla certificazione
IMQ. 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 ad
un’elevata qualità morale, comprovata dai continui feed-back positivi rilevati dagli enti
certificatori tramite azioni di follow-up sul prodotto e sul mercato.
Nuova linea automatizzata
I SERVIZI
40
Infine, GEWISS oggi vanta l'impianto tecnologicamente più avanzato nella produzione degli
interruttori automatici compatti Serie 90 MTC: una linea produttiva di 110 m x 60 m in grado
di produrre un polo ogni 2 secondi in più di quaranta varianti. L’impianto è interamente gestito
da un sistema di supervisione informatico che permette di monitorare costantemente l’intero
apparato, garantendo un elevato standard qualitativo, grazie ad accurati test sia meccanici
che elettrici effettuati su ogni singolo prodotto.
A supporto del Sistema di Protezione, GEWISS offre servizi ad alto valore aggiunto quali
software di progettazione e configurazione d’impianto, caratterizzati da un’interfaccia
grafica semplice ed intuitiva, manuali tecnici dedicati ai diversi sistemi proposti, disponibili online, ed un servizio di assistenza tecnica qualificato (SAT), accessibile anche via Internet.
L’IMPIANTO
ELETTRICO
L’impianto elettrico è l’insieme delle macchine, delle apparecchiature, dei componenti e degli
accessori destinati alla produzione, trasformazione, trasporto, distribuzione e utilizzazione
dell’energia elettrica.
La presente guida considera solo la parte di impianto utilizzatore in bassa tensione, costituito
da tutti i componenti elettrici tra loro interconnessi, con caratteristiche coordinate, non
alimentati tramite prese a spina e dagli apparecchi utilizzatori fissi alimentati tramite prese a
spina 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 va
considerato come una unità a sé stante, in grado di garantire funzionalità e sicurezza di
funzionamento.
L’impianto utilizzatore deve altresì essere coordinato:
- verso monte con l’impianto dell’Ente distributore che è tenuto a fornire i necessari dati
riguardanti le correnti di cortocircuito, il sistema di distribuzione, i limiti di tensione e
frequenza;
- verso valle con gli utilizzatori di cui si devono almeno poter presumere le funzioni, i dati
elettrici e la classe di protezione contro il pericolo di elettrocuzione.
LA PROGETTAZIONE
DELL’IMPIANTO
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 progettista
regolarmente iscritto al rispettivo Albo. Il progetto deve essere chiaramente definito in tutte le
sue parti, sicché il progettista risulta inequivocabilmente coinvolto per la parte di sua
responsabilità.
Una corretta progettazione deve avvenire nel rispetto della Guida CEI 0-2 che indica in
funzione del tipo di impianto elettrico, la documentazione di progetto necessaria (Tab. 1.1).
41
L’IMPIANTO
ELETTRICO
● Tab. 1.1 - Consistenza
della documentazione di
DOCUMENTAIZONE
progetto in relazione alla
DOCUMENTAZIONE
destinazione d’uso degli
edifici, delle costruzioni
e dei luoghi
DI PROGETTO
DEL
PROGETTO DI MASSIMA
Relazione tecnica
Schema elettrico generale
Schemi e piani d’installazione, tabelle delle
dotazioni impiantistiche, disegni
planimetrici
Preventivo sommario delle spese
DOCUMENTAZIONE
DEL
PROGETTO DEFINITIVO
Relazione tecnica sulla consistenza e
tipologia dell’impianto elettrico
Schema elettrico generale
Schemi e piani d’installazione
Potenze installate, potenze assorbite e
relativi dimensionamenti
Tabelle e diagrammi di coordinamento
delle protezioni
Elenco dei componenti elettrici
Elenco delle condutture elettriche
Specifiche tecniche dei componenti elettrici
Documenti di disposizione funzionale
Schemi delle apparecchiature assiemate di
protezione e di manovra (quadri)
Disegni planimetrici
Dettagli d’installazione
Documentazione specifica relativa agli
ambienti e applicazioni particolari
Documentazione relativa alla protezione
contro i fulmini (quando prevista)
Capitolato speciale d’appalto prestazionale
e descrittivo
Computi metrici, stime e prezzi unitari
Disposizione di sicurezza, operative e di
manutenzione, conseguenti alle scelte
progettuali
DESTINAZIONE D’USO
DEGLI EDIFICI, DELLE COSTRUZIONI E DEI LUOGHI
CIV
AB
CIV
BT
CIV
CB
TER
BT
TER
CB
IND
BT
IND
CB
AGR
BT
AGR
CB
O
O
O
O
O
O
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CIV
AB
CIV
BT
CIV
CB
TER
BT
TER
CB
IND
BT
IND
CB
AGR
BT
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CB
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O
O
O
O
O
O
O
O
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F
F
O
F
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
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
F
F
F
F
F
F
F
F
F
O
F
Legenda:
CIVAB: Unità immobiliari o loro parti destinate ad uso abitativo, facenti parte di un edificio con più unità immobiliari (es. appartamento), al di
sotto 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 giuridiche
private, 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 pubblici
territoriali 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).
42
Si ricorda infine che la Norma CEI di riferimento per gli impianti elettrici (la CEI 64-8) individua
i 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 nelle
norme CEI.
Le informazioni basilari per poter progettare correttamente l’impianto sia nella parte
riguardante dimensionamento sia in quella, non meno importante, concernente la scelta dei
componenti 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, pericolo
d’incendio ecc.).
43
LEGGI
E
NORME
In qualsiasi ambito e in particolare nel settore elettrico si impone, per realizzare gli impianti “a
regola 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 un
approccio corretto alle problematiche degli impianti elettrici che devono essere realizzati
conseguendo quel “livello di sicurezza accettabile” che non è mai assoluto, ma è, al progredire
della tecnologia, determinato e regolato dal normatore.
LE LEGGI
La legge di riferimento per il rispetto della regola d’arte è la 186 dello 01/03/68 “Disposizioni
concernenti 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 ed
elettronici devono essere realizzati e costituiti a regola d’arte.
Art. 2 - I materiali, le apparecchiature, i macchinari, le installazioni ed impianti elettrici ed
elettronici realizzati secondo le norme del Comitato Elettrotecnico Italiano si considerano costruiti
a regola d’arte.
Grazie a questa legge venne offerto per la prima volta in Italia, a tutti gli operatori del settore
elettrico, un preciso riferimento (le norme CEI) per poter realizzare e gestire in modo corretto gli
impianti, 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 quelle
più 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) relativa
alle garanzie di sicurezza che deve possedere il materiale elettrico destinato ad essere
utilizzato 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 ed
Elettronica”
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 la
precedente direttiva (CEE) n. 196 del 6/2/1979 concernente il materiale elettrico destinato
ad essere impiegato in atmosfera esplosiva già recepito con il Decreto del Presidente della
Repubblica 21/7/1982 n. 675”
Gazzetta Ufficiale 18/10/1984 n. 338
44
• Legge n. 818 del 7/12/1984
“Nulla osta provvisorio per le attività soggette ai controlli di prevenzione incendi, modifica
agli Articoli 2 e 3 della Legge 4/3/1982 n. 66 e norme integrative all’ordinamento del
corpo 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 rilascio
del 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 e
industrie 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 leggi
vigenti verranno ricordate nel fascicolo 18 “Classificazione dei luoghi con pericolo
d’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 e
93/68/CEE concernenti di riavvicinamento delle legislazioni degli Stati membri relativi alle
macchine
• D.LGS n. 615 12/11/1996
Attuazione della direttiva 89/336/CEE del Consiglio del 3 maggio 1989 in materia di
riavvicinamento delle legislazioni degli Stati membri relative alla compatibilità
elettromagnetica, 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 di
marcatura CE del materiale elettrico destinato all’essere utilizzato entro taluni limiti di
tensione
45
LEGGI
E
NORME
NORME TECNICHE
Sono l’insieme delle prescrizioni sulla base delle quali devono essere progettate, costruite e
collaudate, le macchine, le apparecchiature, i materiali e gli impianti, affinché sia garantita
l’efficienza e la sicurezza di funzionamento.
Le norme tecniche in generale, sono emanate da organismi nazionali e internazionali; in
particolare, in ambiente elettrico, gli enti normatori preposti alla redazione delle norme sono
quelli riportati nella Tab. 2.1.
● Tab. 2.1
Enti normativi nazionali
e internazionali
ELETTROTECNICA
ED
ELETTRONICA
TELECOMUNICAZIONI
ALTRI
IL CEI
46
SETTORI
INTERNAZIONALE
EUROPEO
ITALIANO
IEC
CENELEC
CEI
ITU
ETSI
CONCIT
ISO
CEN
UNI
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 emanare
normative elettriche atte a stabilire i requisiti che devono avere i componenti elettrici. Nel 1964
il 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 di
norme nel settore elettrotecnico ed elettronico. Nel 1967 con il DPR dell’11/7 viene
riconosciuta personalità giuridica al CEI e con il DPR n. 837 del 9/9/72 viene approvato il
nuovo statuto. Nel 1968, con la Legge dell’1/3/68 n. 186, viene riconosciuta alle norme
emanate del CEI la presunzione assoluta di adeguatezza alla “regola dell’arte” dei materiali,
delle apparecchiature, degli impianti ecc. costituiti conformemente alle norme del Comitato
Elettrotecnico Italiano. Nel 1978 con il DM del 15 dicembre il CEI viene riconosciuto come
unico organismo italiano a rappresentare l’Italia in sede internazionale nei comitati CENELEC
(European Committee for Electrotechnical Standardization) e IEC (International Electrotechnical
Commission).
Anche la Legge 46/90 ribadisce la validità delle norme CEI ai fini dell’esecuzione a regola
d’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, mentre
quelle di maggior pertinenza nel settore degli impianti elettrici di BT sono state raccolte in un
apposito CD (ELETTRA OMNIA) di cui viene nel seguito riportato l’indice.
TAB. 2.2 - NORME CONSIGLIATE PER LA REALIZZAZIONE DEGLI IMPIANTI
FASCICOLI
N. NORMA
ANNO
COM. TECN.
3157
2910
5026
5025
3825C
3407
3703
CEI 0-2
CEI 0-3
CEI 0-3; V1
CEI 11-1
CEI 11-8
CEI 11-17
CEI 11-18
1997
1996
1999
1998
1997
1997
0
0
0
11
11
11
11
2908
2911
CEI 11-35
CEI 11-37
1996
1996
11
11
4152
4565
CEI EN 60439-1
CEI EN 60439-1/A2
2000
2000
17
17
3444
CEI EN 60439-2
2000
17
3445
CEI EN 60439-3
1997
17
4153
CEI EN 60439-4
1998
17
5696
6363
1838
5066
5755
6381
6358
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)
2000
2002
1998
1999
2000
2002
2002
17
17
17
17
17
17
17
5756
CEI 17-43
2000
17
3449R
CEI 17-52
1997
17
5120
3518
4610
CEI 17-70
CEI UNEL 35024-1
CEI UNEL 35024-1/EC
1999
1997
1997
17
20
20
3517
CEI UNEL 35024-2
1997
20
5076C
5397
CEI EN 60898
CEI 61008-1
1999
1999
23
23
3482R
5006
CEI 61008-2-1
CEI 61008-2-1/A2
1997
1999
23
5398
EN 61009-1
1999
23
3483R
4802
CEI EN 61009-2-1
CEI EN 61009-2-1/A2
1997
1998
23
23
2730
6331
CEI 23-49
CEI 23-49; V1
1996
2001
23
23
2731
4308
6237
CEI 23-51
CEI 23-51; V1
CEI 23-51; V3
1996
1998
2001
23
23
23
TITOLO
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 sistemi
di 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 non
di 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 manovra
destinate 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 di
manovra-sezionatori e unità combinate con fusibili. (4a ediz.)
Apparecchiatura a bassa tensione. Parte 4: contattori e avviatori. Sez. 1 - contattori e avviatori
elettromeccanici. (2a ediz.)
Metodo per la determinazione delle sovratemperature, mediante estrapolazione per apparecchiature
assiemate 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 di
serie (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 a
1000 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 corrente
alternata 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 e
similari. Parte 1: prescrizioni generali. (2a ediz.)
Interruttori differenziali senza sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche e
similari. Parte 2-1: applicabilità delle prescrizioni generali agli interruttori differenziali con
funzionamento indipendente dalla tensione di rete. (1a ediz.) Variante 1 (1999)
Interruttori differenziali con sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche e
similari. Parte 1: prescrizioni generali. (2a ediz.)
Interruttori differenziali con sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche e
similari. Parte 2-1: applicabilità delle prescrizioni generali agli interruttori differenziali con
funzionamento indipendente dalla tensione di rete. (1a ediz.) Variante 1 (1998)
Involucri per apparecchi per installazioni elettriche fisse per usi domestici e similari. Parte 1: prescrizioni
generali. Parte 2: prescrizioni particolari per involucri destinati a contenere dispositivi di protezione
ed 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 installazioni
fisse per uso domestico e similare. (1a ediz.)
(segue)
47
LEGGI
E
NORME
(SEGUE) TAB. 2.2 - NORME INDISPENSABILI PER GLI IMPIANTI
48
FASCICOLI
N. NORMA
ANNO
COM. TECN.
5026
CEI 31-35/A
2001
31
2789
CEI 31-27
1996
31
2895
CEI 31-30
1996
31
2895
CEI EN 60079-10
1996
31
4139
CEI EN 60079-14
1998
31
4591
CEI EN 60079-17
1998
31
3666
2930
5779
4830
5492
5901
CEI 64-12
CEI 64-14
CEI 64-14; V1
CEI 64-15
CEI 64-17
CEI 64-50
1998
1996
2000
1998
2000
2001
64
64
64
64
64
64
5063
5110
6273
6365
6367
4618
4131
CEI 64-51
CEI 64-52
CEI 64-53
CEI 64-54
CEI 64-55
CEI 64-7
CEI 64-8/1
1999
2000
2002
2002
2002
1998
1998
64
64
64
64
64
64
64
4132
CEI 64-8/2
1998
64
4133
CEI 64-8/3
1998
64
4134
CEI 64-8/4
1998
64
4135
CEI 64-8/5
1998
64
4136
CEI 64-8/6
1998
64
4137
CEI 64-8/7
1998
64
5902
5903
CEI 64-8; V1
CEI 64-8; V2
2001
2002
64
64
3681
2924
4814
5180
CEI 81-1
CEI 81-4
CEI 81-4/1
CEI 81/3
1998
1996
1998
1999
81
81
81
81
6364
CEI 81-8
2002
81
TITOLO
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 ciclo
di produzione industriale. (Abrogata il 9/2001)
Costruzioni elettriche per atmosfere esplosive per la presenza di gas Parte 10: Classificazione
dei luoghi pericolosi.
Costruzioni elettriche per atmosfere esplosive per la presenza di gas Parte 10: Classificazione
dei 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 e
manutenzione 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 la
predisposizione 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 a
1500 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 a
1500 V in corrente continua Parte 2: Definizioni. (4a ediz.)
Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a
1500 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 a
1500 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 e
1500 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 a
1500 V in corrente continua Parte 6: Verifiche. (4a ediz.)
Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a
1500 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 ordine
alfabetico. (3a ediz.)
Guida di applicazione all’utilizzo di limitatori di sovratensione sugli impianti elettrici utilizzatori
di bassa tensione.
SISTEMI
DI DISTRIBUZIONE
I circuiti di distribuzione svolgono la funzione di convogliare l’energia nei punti o lungo direttrici
prestabilite al fine di elettrificare l’ambiente nel modo più conveniente.
Si ottiene con essi una “rete di distribuzione” che deve assumere caratteristiche atte a
privilegiare 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 di
sezionamento per manutenzione elettrica, comando di emergenza, protezione dei conduttori
da sovraccarico e dal cortocircuito, interruzioni delle correnti di guasto a terra.
Generalmente i circuiti di distribuzione impiegati sono di due tipi: dorsale e radiale.
DISTRIBUZIONE
La distribuzione dorsale prevede un’unica linea destinata ad alimentare più utilizzatori.
DORSALE
Si possono avere dorsali a sezione unica, con linee sezionate e protette all’origine da un unico
apparecchio, quando si alimentano tanti utilizzatori di piccola potenza e con basso fattore di
contemporaneità (è il caso tipico delle officine con tante piccole macchine). Si possono altresì
avere dorsali con più tronchi a sezione decrescente, sezionate e protette contro il cortocircuito
all’origine; ciò avviene quando si alimentano pochi utilizzatori di notevole potenza
singolarmente protetti dal sovraccarico. Questo sistema di distribuzione richiede in genere una
progettazione abbastanza complessa.
La distribuzione dorsale in genere privilegia l’economia di materiali e di apparecchi e la facilità
di ampliamento in ambienti densamente elettrificati con bassi fattori di contemporaneità.
DISTRIBUZIONE
La distribuzione radiale prevede una singola linea per ogni gruppo di utilizzatori allacciati al
punto terminale. Non avendo derivazioni intermedie può considerarsi come una vera e propria
linea di solo trasporto di energia.
La linea radiale richiede un apparecchio di protezione e di sezionamento all’origine e in genere
si usa per collegare un quadro a un sottoquadro o per connettere al sottoquadro utilizzatori di
notevole potenza o che richiedono un distinto sezionamento per manutenzione elettrica o per
emergenza: in quest’ultimo caso il circuito di distribuzione e il circuito terminale si identificano
essendo unico l’utilizzatore alimentato.
La distribuzione radiale privilegia la facilità di riparazione, il minimo disservizio in caso di
guasti e la selettività di intervento delle protezioni. Con la distribuzione radiale è altresì
possibile realizzare buone economie per utilizzatori di notevole potenza e con elevato fattore
di contemporaneità.
Da ultimo si osserva che nella realtà i due sistemi convivono nello stesso impianto utilizzatore
che in genere ha circuiti di distribuzione di tipo misto e cioè radiale sino ai sottoquadri o per
utilizzatori di notevole potenza e dorsale per l’impianto di illuminazione e per i piccoli
utilizzatori.
In questi casi si ha sovente una distribuzione a dorsale ramificata, realizzata con conduttori
della medesima sezione e perciò proteggibili con un unico apparecchio posto all’origine; è il
caso, per esempio, del circuito che alimenta le prese a spina o i centri luce negli edifici a uso
residenziale o similare (Fig. 3.1).
RADIALE
49
SISTEMI
DI DISTRIBUZIONE
● Fig. 3.1
Tipi di distribuzione dorsale
Dorsale a sezione unica
10 mm2
10 mm2
4 mm2
10 mm2
10 mm2
2
4 mm2
2
2,5 mm
2,5 mm
usata per utilizzatori singolarmente protetti e sezionati
Dorsale a più tronchi
2
10 mm
6 mm
2
4 mm
2
usata per apparecchi singolarmente protetti che assicurano anche la protezione dorsale
Dorsale ramificata a sezione unica con unica protezione
2,5 mm 2
2,5 mm 2
2,5 mm 2
2,5 mm 2
2,5 mm 2
2
2,5 mm 2
2,5 mm 2
2,5 mm 2 2,5 mm
2,5 mm 2
usata per utilizzatori di piccolissima potenza protetti a monte con un unico apparecchio
50
La Norma CEI 64-8 definisce sistema elettrico la “parte di un impianto elettrico costituito dal
complesso dei componenti elettrici aventi una determinata tensione nominale”; inoltre, secondo
la Norma CEI 11-1 la suddivisione dei sistemi elettrici avviene in quattro categorie, come
riportato dalla Tab. 3.1.
● Tab 3.1 - Classificazione
dei sistemi elettrici in
relazione alla tensione
nominale Un
SISTEMI
DI
CATEGORIA
0 (zero)
I
II
III
TENSIONE
NOMINALE
Un [ V ]
≤ 50 c.a.
≤ 120 c.c.
50 < Un ≤ 1.000 c.a.
120 < Un ≤ 1.500 c.c.
1000 < Un ≤ 30.000 c.a.
1500 < Un ≤ 30.000 c.c.
Un > 30.000
La distribuzione dell’energia elettrica alle utenze alimentate in bassa tensione, avviene invece
in funzione del sistema di conduttori attivi (vedere Tab. 3.2) e del loro modo di collegamento
a terra.
● Tab 3.2 - Distribuzione
dell’energia elettrica in
SISTEMA
funzione del sistema di
Monofase
conduttori attivi
Trifase
N°
CONDUTTORI ATTIVI
2 (fase-fase)
2 (fase-neutro)
3 (L1-L2-L3)
4 (L1-L2-L3-N)
51
SISTEMI
DI DISTRIBUZIONE
CLASSIFICAZIONE
DEI SISTEMI DI
DISTRIBUZIONE
Sistema TN
Delle 2 lettere TN-TT-IT, la prima indica lo stato del neutro del secondario del trasformatore di
distribuzione; 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 conduttore
di 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 a
quel 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.
● Fig. 3.2
Sistema TN
Nel sistema TN-C-S la continuità del conduttore di protezione non deve mai venir meno; la
stessa è prioritaria anche rispetto alla continuità del conduttore neutro.
Pertanto, nell’effettuare la separazione del conduttore PEN nei due conduttori PE ed N si deve
aver cura di collegare il PEN ed un adeguato giunto (o morsetto di separazione) realizzando
poi un collegamento stabile con un secondo giunto in corrispondenza del morsetto a cui verrà
collegato il PE e viceversa omettendo il collegamento con il morsetto da cui partirà il neutro N.
52
Neutro collegato direttamente a terra, masse dell’impianto collegate a un impianto di terra
elettricamente indipendente da quello del sistema.
Sistema TT
● Fig. 3.3
Sistema TT
Nessuna parte attiva collegata a terra (se non tramite un’impedenza Z), mentre le masse sono
collegate a terra.
Sistema IT
● Fig. 3.4
Sistema IT
53
IMPIANTO
DI TERRA
SCOPI DELLA MESSA
A TERRA
Un impianto di terra è costituito da tutti gli elementi necessari a collegare un circuito, una
massa, 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 negli
impianti 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 del
trasformatore di cabina (sistemi TT e TN), il secondario di un trasformatore ecc., allo scopo
di determinare in modo univoco la tensione nominale verso terra per esigenze ai fini
funzionali;
● 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
c) limitare la tensione totale verso terra di una massa in avaria in un sistema IT in caso di primo
guasto;
d) vincolare al potenziale di terra una massa o una massa estranea al fine di controllare lo
stato di isolamento rispetto a un sistema elettrico isolato da terra (sistema IT o protezione
mediante 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 i
contatti indiretti negli impianti utilizzatori in bassa tensione (cat. 0 e I). Detto impianto, nel
rispetto della Norma CEI 64-8/4, deve essere unico per masse simultaneamente accessibili.
54
● Fig. 4.2
Ulteriori applicazioni
dell’impianto di terra; ad
UT =
~U
esempio per l’eliminazione
delle cariche elettrostatiche
Rt
Ri
e/o per la protezione contro
le scariche atmosferiche
Ri
RT
Ri = resistenza di isolamento della rete
Rt = resistenza di terra locale
PARTI COSTITUTIVE
L’IMPIANTO DI TERRA
Per la corretta applicazione delle norme CEI, è necessario definire l’impianto di terra
distinguendo le seguenti parti, ognuna delle quali è soggetta a specifiche prescrizioni
dimensionali.
Il dispersore
È costituito dai corpi metallici in intimo contatto con il terreno ed è la parte destinata a
disperdere o a captare le correnti di terra. Il dispersore può essere “intenzionale” quando è
installato unicamente per scopi inerenti alla messa a terra dell’impianto elettrico oppure “di
fatto” quando si utilizza una struttura avente altri scopi primari.
Sono ad esempio dispersori di fatto le armature metalliche interrate delle fondazioni in
calcestruzzo, le camicie metalliche di pozzi, le tubazioni metalliche interrate ecc.
In ogni caso un elemento metallico fa parte del dispersore se contribuisce in misura significativa
alla dispersione delle correnti oppure se, essendo necessario al funzionamento, è soggetto
all’azione corrosiva del terreno: ad esempio una corda nuda direttamente interrata, destinata
a collegare fra loro due parti disperdenti, fa parte del dispersore; la stessa corda se isolata dal
terreno e protetta dall’azione corrosiva non è più facente parte del dispersore, bensì del
conduttore di terra (CT).
Il conduttore di terra
È un elemento destinato a collegare il dispersore al collettore di terra oppure i diversi elementi
del dispersore fra loro, ma che non è in intimo contatto con il terreno (ciò non significa che
debba essere isolato elettricamente da terra).
Il conduttore di terra può essere costituito da cavo isolato, corda metallica nuda, piattina
metallica, tubi metallici o altri elementi strutturali metallici inamovibili con le seguenti
caratteristiche 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 la
corrosione;
- assenza di sollecitazioni meccaniche;
- opportuno dimensionamento.
55
IMPIANTO
DI TERRA
Il collettore (o nodo)
principale di terra
È l’elemento al quale confluiscono i conduttori di terra, i conduttori di protezione principali, i
conduttori equipotenziali principali. Esso può essere costituito da un morsetto o da una sbarra
meccanicamente robusti e atti ad assicurare, nel tempo, la continuità elettrica. Deve essere
possibile il sezionamento, solo mediante l’uso di un attrezzo, almeno del conduttore di terra per
poter 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 senza
collettori o con una o più giunzioni inaccessibili tra dispersore e conduttori di protezione.
I conduttori di
protezione (PE)
Sono gli elementi destinati a collegare le masse al collettore principale di terra. In genere sono
costituiti da cavi unipolari isolati o da anime di cavi multipolari isolate contraddistinte dal colore
giallo-verde. Si possono impiegare anche conduttori nudi a percorso indipendente dalla
conduttura principale o altre strutture metalliche inamovibili con opportune caratteristiche di
continuità elettrica e di affidabilità meccanica.
Nei sistemi TN, quando l’interruzione del guasto a terra è affidata a dispositivi a massima
corrente, è opportuno, per ridurre la reattanza induttiva dell’anello di guasto, che i conduttori
di 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 di
protezione 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 primario
di un trasformatore di corrente (con evidente enorme aumento dell’impedenza).
● Fig. 4.3
Esempi costruttivi
di un impianto di terra
conduttore di protezione PE
conduttore
equipotenziale
supplementare EQS
conduttore
equipotenziale
principale EQP
collettore di terra
CT
conduttore di terra
dispersore di fatto
56
dispersore
intenzionale
Sono tutti gli elementi destinati a collegare le masse alle masse estranee e le masse estranee tra
loro, allo scopo di assicurare l’equipotenzialità.
Si distinguono dai conduttori di protezione per la loro funzione elettrica. Infatti i conduttori di
protezione sono dimensionati per convogliare a terra, attraverso il dispersore, le correnti che si
verificano per contatto franco fra una massa e un conduttore di fase facente parte dell’impianto
stesso; si tratta quindi di correnti di intensità prevedibile in genere notevole (che nei sistemi TN
possono essere anche di diversi kA).
I conduttori equipotenziali sono invece destinati solo a rendere equipotenziali (e quindi allo
stesso valore di tensione) tutte le masse estranee. In teoria quindi non dovrebbero, sia in
condizioni ordinarie che di guasto, essere attraversati da corrente (tanto che la sezione di questi
conduttori è dettata da ragioni di resistenza meccanica e non elettrica). Si distinguono in
conduttori 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 con
connessioni in genere realizzate alla base dell’edificio.
Si ricorda che i collegamenti equipotenziali principali devono sempre essere realizzati nei
sistemi TT e TN con protezione contro i contatti indiretti mediante interruzione automatica del
circuito guasto.
I conduttori equipotenziali supplementari collegano in loco le masse estranee (in genere già
collegate 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 sono
obbligatori in taluni ambienti particolari (bagni, docce, piscine, luoghi conduttori ristretti).
Conduttori
equipotenziali
● Tab. 4.1
1
Caratteristiche dei
conduttori di terra
2
3
ACCIAIO
DI
ELETTRODO
DIMENSIONI
ZINCATO A
CALDO (NORMA
Piastra
Spess. (mm)
3
3
Nastro
Spess. (mm)
Sez. (mm2)
3
100
50
Tondino o
conduttore
massiccio
Sez. (mm2)
50
35
1,8
1,8
TIPO
Per posa nel
terreno
Per infissione
nel terreno
CEI 7-6) (1)
4
5
ACCIAIO
RIVESTITO DI
RAME
RAME
Conduttore
cordato
∅ ciascun filo (mm)
Sez. corda (mm )
50
35
Picchetto a
tubo
∅ est. (mm)
Spess. (mm)
40
2
30
3
Picchetto
massiccio
∅ (mm)
20
Picchetto in
profilato
2
Spess. (mm)
Dimensione
trasversale (mm)
(2)
15 (3)
15
5
5
50
50
(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
Tipo/Dimensioni non considerati nella Norma
Le novità sono cerchiate
57
IMPIANTO
DI TERRA
DETERMINAZIONE
DELLE RESISTENZE DI
TERRA
RT
Per ricavare il valore della resistenza di terra si possono seguire le indicazioni riportate al
capitolo 2 della Guida CEI 64-12; “Guida per l’esecuzione dell’impianto di terra negli edifici
per 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 nel
seguente diagramma di Fig. 4.4, nel quale il valore della resistenza del dispersore viene preso
in considerazione al posto del valore che nella Norma CEI 64-8 è indicato con Ra (resistenza
del dispersore - resistenza del conduttore di protezione). Questa semplificazione è giustificata
dal fatto che la resistenza del conduttore di protezione è trascurabile rispetto a quella del
dispersore.
I sistemi TT
● Fig. 4.4
SISTEMA TT
Determinazione delle
resistenze di terra
nei sistemi TT
DETERMINAZIONE
SI
È
DELLA Ia
NO
PREVISTA
PROTEZIONE
DIFFERENZIALE
Ia = I∆n =
Ia =
CORRENTE
CORRENTE DI INTERVENTO
DELLA PROTEZIONE CONTRO
DIFFERENZIALE NOMINALE
LE SOVRACORRENTI
(in 5 sec. o a scatto
istantaneo)
SI
Rt ≤ 25 / Ia
58
AMBIENTI PARTICOLARI
ad esempio:
- CANTIERI
- LOCALI AD USO MEDICO
NO
Rt ≤ 50 / Ia
L’uso generalizzato di protezioni differenziali rende agevole l’ottenimento del valore richiesto
per la resistenza di terra.
Infatti con un interruttore differenziale avente corrente differenziale nominale I∆n = 0,3 A
RT ≤
50
=
50
I∆n 0,3
= 166,67 Ω
Se invece l’impianto fosse protetto, per esempio, da un interruttore automatico avente corrente
nominale di 16 A, con corrente di funzionamento entro 5 sec. di 90 A, la resistenza di terra
dovrebbe essere
RT ≤
50
Ia
=
50
90
= 0,556 Ω
Si rende praticamente necessario per il sistema TT l’uso di interruttori differenziali come
dispositivi di protezione, dal momento che il valore da tenere alla resistenza di terra risulta
molto basso.
La resistenza di terra viene determinata sulla base dei seguenti dati che devono essere forniti,
su richiesta del progettista, dall’Ente distributore:
I sistemi TN
- 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 superare
il valore, aumentato del 20%, corrispondente al tempo t, riportato nella seguente tabella.
● Tab. 4.2
TEMPO
DI
ELIMINAZIONE
DEL GUASTO (S)
10
2
1
0,8
0,7
0,6
0,5
0,39
0,2
0,14
0,08
0,04
TENSIONE
DI
CONTATTO
AMMISSIBILE
80
85
103
120
130
155
220
300
500
600
700
800
UTP (V)
Ad esempio si assume:
- IG = 150 A
- t = 0,7 s
si deve avere:
RT ≤
1,2 × 130
150
= 1,04 Ω
59
IMPIANTO
DI TERRA
Qualora sia disponibile (o calcolabile) il valore della corrente IT che l’impianto di terra disperde
nel 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 implica
particolare 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.
● Fig. 4.5
SISTEMA TN
Determinazione delle
resistenze di terra
nei sistemi TN
DIMENSIONAMENTO
PER GUASTO A TERRA SUL LATO MT
RICHIESTE A ENTE DISTRIBUTORE DI:
-
CORRENTE CONVENZIONALE DI GUASTO VERSO TERRA
(I )
G
TEMPO DI ELIMINAZIONE GUASTO IN MT
CALCOLO
TEMPO
DELLA RESISTENZA DI TERRA
DI ELIMINAZIONE
RESISTENZA
DI TERRA
RT
DEL GUASTO (S)
10
1,2 · 80 / IG
2
1,2 · 85 / IG
1
1,2 · 103 / IG
0,8
1,2 · 120 / IG
0,7
1,2 · 130 / IG
0,6
1,2 · 155 / IG
0,5
1,2 · 220 / IG
0,39
1,2 · 300 / IG
0,2
1,2 · 500 / IG
0,14
1,2 · 600 / IG
0,08
1,2 · 700 / IG
0,04
1,2 · 800 / IG
Nota
Nel caso che il valore RT richiesto non possa essere ottenuto perché si viene a determinare un
valore di tensione totale di terra UT superiore al limite ammesso, è necessario riconsiderare la
configurazione del dispersore. Si precisa tuttavia che è possibile progettare l’impianto di terra
limitando le dimensioni di passo e di contatto.
60
DIMENSIONAMENTO
DEI CONDUTTORI
Dimensionamento
dei conduttori di
protezione
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 di
fase 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:
50
IA ≤
RA
dove IA è la corrente di scatto dell’interruttore automatico, oppure la corrente nominale
differenziale dell’interruttore differenziale.
Questa corrente è certamente sopportabile per 5 sec. da conduttori con sezione non inferiore a
quella dei conduttori di fase, anche per resistenze di terra dell’ordine di qualche decimo di
ohm.
Nei sistemi TN deve essere:
IA ≤
U0
ZS
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 da
tabella.
● Tab. 4.3
Tempi massimi di
interruzione per i sistemi TN
U0 (V)
120
230
400
> 400
TEMPO
DI
INTERRUZIONE
(S)
0,8
0,4
0,2
0,1
U0 = è la tensione nominale in c.a., tra fase e terra.
Se la protezione dal corto circuito è correttamente dimensionata (K2 S2 ≥ I2 t) è certamente
assicurata anche la protezione contro le correnti di guasto a terra per conduttori di pari
sezione.
È quindi sufficiente che i conduttori di protezione non abbiano sezione inferiore ai rispettivi
conduttori di fase per risultare protetti. Per conduttori di fase con sezione superiore a 16 mm2 è
sufficiente un conduttore di protezione con sezione non inferiore alla metà di quella del
conduttore di fase, poiché certamente gli apparecchi di protezione intervengono per correnti di
guasto di notevole entità.
La Tab. 4.4 riporta le sezioni del conduttore di protezione correttamente correlati con il
conduttore di fase.
61
IMPIANTO
DI TERRA
● Tab. 4.4
mm2
SEZIONE
DEL CONDUTTORE DI FASE IN
SEZIONE
MINIMA DEL CORRISPONDENTE
CONDUTTORE 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
Si nota che quando, oltre i 16 mm2, non esiste una sezione unificata pari alla metà esatta di
quella del conduttore di fase si deve scegliere la sezione unificata più prossima anche se
leggermente minore di 1/2 SF.
La correlazione di Tab. 4.4 vale per conduttori di protezione in rame; per altri materiali si deve
scegliere una sezione di resistenza unitaria equivalente a quella del rame (vedi Tab. 4.5).
● Tab. 4.5
MATERIALE
rame
alluminio
piombo
acciaio
RESISTIVITÀ
r (mW mm)
CON IL RAME
17,214
28,264
214
138
1
1,65
12,44
8
RAPPORTO
ESEMPIO
Se il conduttore di protezione in rame deve avere sezione
non inferiore a 16 mm2 si può utilizzare la guaina di
piombo purché di sezione non inferiore a 200 mm2
(16 x 12,44)
Quando un unico conduttore di protezione collega masse di elementi alimentati da più circuiti
la correlazione deve essere fatta con il circuito di sezione più elevata (e non con la somma delle
sezioni 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 semplice
ma talvolta esageratamente abbondante specialmente per conduttori di grande sezione quando
l’interruzione del guasto è affidata a interruttori differenziali.
In questi casi è conveniente utilizzare la relazione:
S≥
I2t
K2
dove:
I2t è l’energia lasciata passare dal dispositivo (detto anche integrale di Joule)
K è una costante data dalla relazione:
K=
θ − θ0
Q C (B+ 20)
ln 1 + F
ρ20
B + θ0
dove:
QC = calore specifico del conduttore in J/°C mm2
B = inverso del coefficiente di temperatura della resistività
ρ20 = resistività del conduttore a 20 °C
ϑ0 = temperatura iniziale del conduttore in °C
ϑf = temperatura finale del conduttore massima ammessa
62
● Tab. 4.6
Valori caratteristici
dei metalli più usati
RAME
PIOMBO
ACCIAIO
B
235
230
202
QC
0,0034
ρ 20
0,0014
-6
0,0038
-6
17,2 x 10
138 x 10-6
214 x 10
Per i casi più ricorrenti K assume i valori indicati nelle seguenti tabelle. In ogni caso i conduttori
di protezione non compresi in cavo e non facenti parte di una conduttura in tubo protettivo o in
canale, comprendente anche i conduttori di fase, devono avere sezione non inferiore a 2,5 mm2
(4 mm2 se non protetti meccanicamente).
● Tab. 4.7
● Tab. 4.8
Note
(1) Vale anche per conduttori nudi a
VALORI
DI
K
VALORI
PER CAVI UNIPOLARI ISOLATI (1)
contatto con l’isolante dei cavi
(2) Questi valori sono inferiori a
quelli dei cavi unipolari perché
si deve considerare la
temperatura interna al cavo
che vale rispettivamente
70°C, 80°C e 85°C
CONDUTTORE
Rame
Alluminio
Ferro
PVC
ISOLANTE
EPR
G2
143
95
52
176
116
64
166
110
60
DI
K
PER CONDUTTORE DI PROTEZIONE
COMPRESO IN UN CAVO MULTIPOLARE (2)
CONDUTTORE
Rame
Alluminio
PVC
ISOLANTE
EPR
G2
115
76
143
94
135
89
(3) Non ammesso in ambienti
accessibili
● Tab. 4.9
VALORI
● Tab. 4.10
DI
K
VALORI
PER RIVESTIMENTI METALLICI
DEI CAVI (ARMATURA)
CONDUTTORE
Rame
Alluminio
Ferro
Piombo
Dimensionamento del
conduttore di terra
● Tab. 4.11
Nota:
(1) 25 mm2 se non protetto contro
la corrosione
DI
K
PER CONDUTTORI NUDI POSATI IN
MODO TERMICAMENTE NON PERICOLOSO
PVC
ISOLANTE
EPR
G2
122
79
42
22
149
96
51
19
140
90
48
19
(3)
TEMPERATURA LIMITE
500 °C (3)
200 °C
150 °C
CONDUTTORE
Rame
Alluminio
Ferro
228
125
82
159
105
58
138
91
50
Anche per il dimensionamento del conduttore di terra è ammesso il metodo per correlazione
con la sezione del conduttore di fase facendo riferimento alla linea di maggior sezione che
alimenta 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.
SEZIONE
DEL CONDUTTORE DI FASE IN
SEZIONE
MINIMA DEL CONDUTTORE DI
TERRA IN RAME IN
mm2
mm2
NON PROTETTO
≤ 35
50
70
95
120
150
185
240
16 (1)
25
35
50
70
70
95
120
MECCANICAMENTE
63
IMPIANTO
DI TERRA
Per materiali diversi dal rame si deve scegliere una sezione di resistenza unitaria equivalente a
quella 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 esagerati
si può utilizzare la formula:
S≥
I2t
K2
già vista per i conduttori di protezione.
Uso di elementi
strutturali metallici
come conduttori di
protezione o di terra
Possono costituire conduttori di protezione gli involucri metallici di quadri, i rivestimenti metallici
o 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 di
protezione.
Possono essere utilizzati come conduttori di terra anche elementi strutturali metallici purché
inamovibili, di conduttanza idonea, con percorso breve, non soggetti a sforzi meccanici né al
pericolo di logoramento o corrosione.
Le connessioni fra le varie parti devono essere eseguite con saldatura forte o autogena o con
appositi robusti morsetti (bulloni con ∅ ≥ 10 mm e sezione di contatto ≥ 200 mm2). Possono
quindi costituire un tronco del conduttore di terra pali, tralicci, travi in ferro e simili.
● Fig. 4.6
Sezioni minime dei
conduttori equipotenziali
(EQP)
P
64
Dimensionamento
dei conduttori
equipotenziali
Le sezioni minime da adottarsi per i collegamenti equipotenziali sono state fissate
empiricamente dalla Norma CEI non essendo possibile prevedere l’intensità delle correnti
transitanti.
I conduttori equipotenziali principali, cioè che fanno capo al collettore di terra, devono avere
sezione non inferiore alla metà del conduttore di protezione di maggior sezione che fa capo
allo stesso collettore con minimo di 6 mm2 e massimo di 25 mm2.
La sezione minima dei conduttori equipotenziali supplementari (EQS) dipende dal tipo di
collegamento e dalla sezione del conduttore di protezione secondo lo schema sotto indicato.
● Fig. 4.7
Sezioni minime per i
collegamenti equipotenziali
IL DISPERSORE
Criteri generali di
progettazione
Gli elementi che costituiscono il dispersore intenzionale possono assumere diverse
conformazioni ed essere di rame, acciaio ramato, ferro zincato; sono utilizzabili anche altri
materiali purché siano chimicamente compatibili con il terreno e non siano soggetti ad
incrostazioni superficiali che possano compromettere il contatto metallo-terra.
La profondità d’interro deve essere sufficiente a evitare aumenti di resistenza del terreno per
essiccamento 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 sotto
il piano di campagna.
Per motivi di consistenza meccanica e di resistenza alla corrosione le dimensioni trasversali di
ciascun elemento non devono essere inferiori ai valori indicati in Tab. 4.12.
65
IMPIANTO
DI TERRA
● Tab. 4.12
MATERIALE
Dimensioni trasversali
minime
ACCIAIO
ACCIAIO
ZINCATO
RAMATO
RAME
Legenda
Z = spessore in mm
S = Sezione in mm
PIASTRA
Z
3
–
3
NASTRO
Z
S
3
100
–
–
3
50
S
50
–
35
S
ØC
50
1,8
–
–
35
1,8
2
L = Dimensione trasversale (mm)
PER
ØE = Diametro esterno (mm)
POSA NEL
TERRENO
ØC = Diametro singolo filo (mm)
TONDINO
O CONDUTTORE
MASSICCIO
TIPO
DI
CONDUTTORE
ELETTRODO
PER
INFISSIONE
NEL TERRENO
Dispersori ad anello e
a maglia
66
CORDATO
PICCHETTO
TUBOLARE
ØE
Z
40
2
–
–
30
3
PICCHETTO
MASSICCIO
ØE
20
15
15
PICCHETTO
TUBOLARE
Z
L
5
50
–
–
5
50
Si possono realizzare dispersori complessi derivati dai due tipi fondamentali a picchetti e a
corda combinati tra loro. In particolare sono molto usati i dispersori ad anello e a maglia
direttamente ricavati dai tipi a corda. I dispersori ad anello, se i lati paralleli sono
sufficientemente distanti, possono essere dimensionati in base alla lunghezza della corda
interrata 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 aree
circostanti le cabine MT/BT poiché il costo per sterri e reinterri è notevole e non ripaga il basso
valore di RT.
Talvolta, per migliorare il funzionamento ai vertici del dispersore ad anello o lungo il perimetro
dei dispersori a maglia, si infiggono picchetti; ciò serve anche a diminuire le tensioni di passo
alla periferia della maglia.
Altri tipi di dispersori intenzionali (a piastra, a sfera, a rete) servono in casi speciali per officine
elettriche ma sono totalmente desueti negli impianti di messa a terra di protezione nei sistemi di
categoria I.
Per il dimensionamento di massima del dispersore si possono utilizzare le formule semplificate
indicate in Tab. 4.13.
● Tab. 4.13
PICCHETTI
CORDE
MAGLIA
I principali tipi di
dispersori
L2
D
L
D
TIPO
L1
r
L
RE = 0,8
FORMULA
ρ
L
RE ≅ 2
ρ
L
RE ≅ 0,8
ρ
L1 +L2
APPROSSIMATA
vale per L / D compreso
tra 30 + 40
PER ECCESSO
USO
TIPICO
terreni di ridotte dimensioni con
bassa resistività negli strati
profondi
vale per L / D compreso
tra 5 + 30
terreni estesi in lunghezza con
bassa resistività negli strati
superficiali
terreni di ridotte dimensioni
(specialmente per cabine MT / BT)
Ferri d’armatura
del calcestruzzo e
palificazioni di
fondazione
I ferri d’armatura del calcestruzzo sono proficuamente utilizzabili solo se fanno parte delle
fondamenta, parzialmente o totalmente a contatto con il terreno. Le palificazioni metalliche di
fondazione in terreni acquitrinosi costituiscono eccellenti dispersori di fatto a bassissima
resistenza.
Gli acquedotti
Le tubazioni metalliche degli acquedotti molto estesi sono eccellenti dispersori a condizione che
il metallo nudo sia a contatto con il terreno.
Le tubazioni con rivestimento protettivo non sono impiegabili perché trasmettono a distanza i
potenziali di guasto e possono costituire grave pericolo per gli addetti alla manutenzione
idraulica.
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 possa
alterare 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 parte
integrante 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 un
minimo di 2);
- le giunzioni siano eseguite con saldatura a forte con robusti morsetti a compressione in punti
non sollecitati meccanicamente (ad esempio sulle estremità libere);
- la presa di terra, per prova, sia installata in posizione accessibile a edificio finito.
67
IMPIANTO
DI TERRA
In ogni caso e senza alcuna misura, un dispersore di fatto può essere utilizzato come elemento
aggiuntivo del dispersore intenzionale (che però da solo deve assicurare la corretta dispersione
delle correnti di guasto a terra).
● Fig. 4.8
Collegamento del conduttore
di terra all’acquedotto
A
A Collare per il collegamento diretto alla
tubazione interrata di un acquedotto con
tubi metallici a contatto con il terreno
Problemi di corrosione
dei dispersori
Per mantenere nel tempo l’efficienza del dispersore è necessario limitare al minimo i fenomeni
di 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 al
dispersore.
Aggressività chimica del terreno
Nel primo caso, che si verifica quando il terreno è fortemente aggressivo, si devono usare
elementi in rame o in acciaio rivestito di rame evitando l’uso dell’acciaio zincato. Si deve
comunque 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 terreno
è 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 purché
zincato a caldo.
Sono sconsigliabili tutti gli altri materiali a meno che non si sia certi della loro specifica
resistenza chimica agli acidi e alle basi presenti nel terreno.
L’alluminio puro non è adatto perché la pellicola di ossido che riveste immediatamente la sua
superficie è fortemente isolante e ostacola il buon contatto elettrico con il terreno (a questo
proposito si tenga presente che la resistenza di contatto si somma sempre alla resistenza di
dispersione riducendo drasticamente l’efficienza).
68
Le coppie galvaniche
Si possono formare coppie galvaniche tra metalli chimicamente affini purché a potenziale
elettrochimico diverso.
Si devono evitare soprattutto le seguenti coppie:
- rame (o acciaio ramato)
subisce corrosione;
zinco (o acciaio zincato): in questo caso lo zinco è reattivo e
- rame (o acciaio ramato)
ferro (il ferro si corrode);
- rame (o acciaio ramato)
piombo (tubazioni di scarico o guaine di vecchi cavi): anche
in 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 vaganti
In prossimità di ferrovie o tramvie il cui circuito in corrente continua si chiude attraverso la terra
vi possono essere correnti vaganti che interessano il dispersore e lo possono rendere reattivo
rispetto al terreno; in queste condizioni il metallo può diventare l’anodo di un sistema
elettrochimico e subire corrosione.
Ci si può proteggere dalle correnti vaganti mediante l’installazione di dispersori di drenaggio
cioè di elementi antistanti (rispetto alla direzione della corrente) che “schermano” il dispersore.
La protezione catodica
Molto più complessa è la situazione in presenza di strutture metalliche interrate in prossimità del
dispersore e protette catodicamente:
- se le strutture protette non sono collegate al dispersore, si deve evitare che le correnti
galvaniche impresse vadano ad interessare gli elementi del dispersore che diventerebbe in
questo caso un anodo sacrificale corrodendosi rapidamente; solitamente ci si protegge da
questo inconveniente mediante allontanamento.
- se le strutture protette catodicamente sono collegate al dispersore, esso diventa ricevitore di
corrente e perciò non si corrode ma, in situazioni particolari, può ricoprirsi (specialmente se
di rame) di sostanze isolanti che riducono l’efficienza.
Corroso
+ 1,7
+ 0,76
+ 0,44
+ 0,14
+ 0,13
– 0,35
Protetto
Alluminio
Zinco
Ferro
Stagno
Piombo
Rame
Anodo
dei metalli a 25°C
Catodo
● Tab. 4.14
Potenziale elettro-chimico
In presenza di elementi catodicamente protetti è indispensabile rivolgersi a specialisti per
risolvere nel migliore dei modi lo specifico caso.
Infondato è invece il timore che effetti di corrosione elettrochimica possano essere prodotti in
strutture collegate in equipotenzialità dal funzionamento del dispersore: infatti il dispersore
scarica a terra correnti di guasto alternate di durata e intensità limitata che non possono
produrre alcun effetto elettrochimico; inoltre
PER METALLI PURI IN SOLUZIONE NORMALE
eventuali fenomeni galvanici indotti nel
NEI PROPRI SALI
dispersore non producono alcun danno in
elementi metallici che non siano in intimo
METALLO
E (V)
COMPORTAMENTO
contatto con terreno contenente acqua e aria.
69
PROTEZIONI
CONTRO I CONTATTI ACCIDENTALI
GLI EFFETTI DELLA
CORRENTE ELETTRICA
SUL CORPO UMANO
● Fig. 5.1
Gli effetti della corrente
sul corpo umano
● 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
70
Il sistema nervoso di tutti gli esseri viventi è percorso da segnali di natura elettrica che
comandano 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, ma
di correnti neuroniche consistenti in cariche elettriche trasmesse da una cellula attigua dei tessuti
nervosi, le cui manifestazioni fisiche e fisiologiche sono del tutto equivalenti: è noto, infatti, che
con stimolatori elettrici esterni si possono sostenere gli impulsi cardiaci e i movimenti muscolari.
Quando alle correnti neuroniche interne si sovrappongono o si sostituiscono correnti impresse
da generatori esterni, si hanno alterazioni più o meno gravi in funzione dell’organo
attraversato, 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 in
seguito a un contatto mano-piedi, che costituiscono lo standard fondamentale di studio condotto
da oltre quarant’anni dal comitato IEC 479.
Si distinguono tre tipi di danni macroscopici: la tetanizzazione muscolare, la fibrillazione
cardiaca e le ustioni nel punto di contatto. Quest’ultimo fenomeno è grave quando l’intensità di
corrente assume valori dell’ordine degli ampere e perciò non si verifica in termini rilevanti nei
circuiti a bassa tensione che, nella peggiore delle ipotesi, comportano intensità dell’ordine di
qualche decimo di ampere. La tetanizzazione si produce quando la corrente attraversa muscoli
volontari e può manifestarsi in forme più o meno
acute che vanno dalla sensazione di formicolio,
Contatto mano-piedi
alla scossa dolorosa, alle contrazioni fino alla
paralisi temporanea.
3
2
4
La tetanizzazione può avere effetti mortali per
1
eventi che sono conseguenti alle contrazioni o
alla paralisi (ad esempio l’asfissia derivante
dall’impossibilità di funzionamento dei muscoli
pettorali che presiedono alla respirazione).
Sotto l’aspetto quantitativo si distinguono per i
vari tipi di corrente e di danno diverse soglie di
percezione e di rilascio. La soglia di percezione
Parti attraversate Effetto
è il minimo valore della corrente (o dell’impulso
1 Punto di contatto
Scossa
2 Muscoli degli arti Paralisi reversibile
di corrente) percepibile dall’organismo umano
Arresto temporaneo della respirazione
3 Torace
(ad esempio il formicolio, la scossa ecc.).
Fibrillazione ventricolare
4 Cuore
Molto importante è la soglia di rilascio perché
corrisponde al massimo valore di corrente che
non provoca paralisi delle mani e degli arti,
consentendo all’infortunato di sottrarsi immediatamente e istintivamente al contatto; superata
tale soglia l’infortunato rimane “attaccato” al contatto a causa della paralisi muscolare e può
subentrare l’asfissia (vedesi a tal proposito il
diagramma di Fig. 5.2).
● 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.
Enormemente più gravi sono i danni causati della corrente che attraversa il cuore che possono
condurre alla fibrillazione ventricolare. Il nostro cuore è costituito da fibre muscolari che si
contraggono ritmicamente parecchie decine di volte al minuto grazie ad impulsi elettrici
provenienti da un organo, “il nodo senoatriale”, che di fatto costituisce il generatore elettrico
biologico del cuore.
Gli impulsi generati dal nodo senaotriale vengono trasmessi, tramite specifici tessuti di
conduzione, alle fibrille (fibre muscolari dei ventricoli) che contraendosi ciclicamente generano
la sistole ventricolare che spinge il sangue nel sistema arterioso.
È evidente che un’elevata corrente, di provenienza esterna al corpo a causa di un contatto
elettrico, 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 della
fibrillazione ventricolare.
La determinazione del valore minimo di
FATTORE DI
PERCORSO
corrente in grado di innescare la fibrillazione
PERCORSO (F)
ventricolare non è uniformemente accettato
Percorso di riferimento:
dagli studiosi del settore, a causa di
1
mano sinistra - piedi
molteplici fattori tra i quali riveste particolare
Altri percorsi:
rilevanza il percorso della corrente all’interno
mano sinistra - piede sinistro
1
dell’organismo umano. In corrente alternata,
mano sinistra - piede destro
1
preso come riferimento il percorso mano
mano sinistra - mano destra
0,4
sinistra-piedi, è stato definito un fattore di
mano sinistra - dorso
0,7
percorso F indicante, a parità di corrente che
mano sinistra - torace
1,5
viene introdotta nel corpo umano, quale sia il
mano destra - piede sinistro
0,8
percorso più pericoloso.
mano destra - piede destro
0,8
La tabella 5.1 riporta i fattori di percorso più
mano destra - piedi
0,8
comuni, definiti dall’IEC (International
mano destra - dorso
0,3
Electrotechnical Commission).
mano destra - torace
regione glutea verso mano destra o sinistra
1,3
0,7
Sulla base di quanto detto, l’IEC, allo scopo di porre le basi per l’individuazione di efficaci
mezzi di prevenzione e protezione contro l’elettrocuzione, ha predisposto una serie di curve
indicanti la pericolosità della corrente in funzione del tempo in cui essa circola all’interno del
corpo umano.
Nelle figure 5.3 e 5.4 sono riportati i diagrammi IEC validi rispettivamente per correnti continue
e 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 danno
permanente 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 con
l’intensità della corrente e con il tempo; in particolare: contrazione muscolari, difficoltà di
respirazione, aumento della pressione sanguigna, disturbi nella formazione e trasmissione
degli impulsi elettrici cardiaci, ma senza fibrillazione ventricolare;
• zona 4: elevata probabilità di fibrillazione ventricolare, arresto del cuore, arresto della
respirazione, gravi bruciature. Anche in questo caso le curve C2 e C3, indicano una
probabilità di fibrillazione ventricolare via via crescente (rispettivamente: C2 = 5%, C3 = 50%).
71
PROTEZIONI
CONTRO I CONTATTI ACCIDENTALI
● Fig. 5.3
Zone di pericolosità
della corrente continua
t
(ms)
10000
a
5000
c1
b
c2 c3
2000
1000
500
4
3
2
1
200
100
50
20
10
0,5
0,1
● Fig. 5.4
Zone di pericolosità
della corrente elettrica
alternata (15 ÷ 100 Hz)
1
5
10
50 100
500 1000
5000
I
(mA)
5000
I
(mA)
t
(ms)
10000
a
5000
b
c1 c2 c3
2000
1000
500
4
3
2
1
200
100
50
20
10
0,1
72
0,5
1
5
10
50 100
500 1000
I contatti che una persona può avere con le parti in tensione sono concettualmente divisi in due
categorie:
I CONTATTI
ACCIDENTALI
- contatti diretti;
- contatti indiretti.
Si ha un contatto diretto quando una parte del corpo umano viene a contatto con una parte
dell’impianto elettrico normalmente in tensione (conduttori, morsetti ecc.).
Un contatto si dice invece indiretto quando una parte del corpo umano viene a contatto con una
massa o con altra parte conduttrice, normalmente non in tensione (ad esempio la carcassa di
un motore o la scocca di un elettrodomestico), ma che accidentalmente si trova in tensione in
seguito ad un guasto o all’usura dell’isolamento. Ne consegue che tutti gli impianti e le
installazioni elettriche devono essere realizzati ponendo in atto adeguati metodi di protezione
contro i contatti accidentali. Tali metodi, imposti dalla Norma CEI 64-8, sono quelli riassunti
nello schema a blocchi di Fig. 5.5.
● Fig. 5.5
Metodi di protezione
contro i contatti accidentali
PROTEZIONE TOTALE
isolamento
involucri
barriere
DIRETTI
PROTEZIONE PARZIALE
ostacoli
allontanamento
CONTATTI
ACCIDENTALI
PROTEZIONE ATTIVA
messa a terra
+
protezione differenziale
INDIRETTI
PROTEZIONE PASSIVA
doppio isolamento
trasformatori di isolamento
circuiti SELV
locali isolanti
73
PROTEZIONI
CONTRO I CONTATTI ACCIDENTALI
PROTEZIONE CONTRO
I CONTATTI DIRETTI
La protezione contro i contatti diretti si effettua per tutti i componenti dell’impianto adottando
opportune misure aventi lo scopo di impedire che una persona possa entrare in contatto con
una parte attiva del circuito elettrico.
Come evidenziato in Fig. 5.5, la protezione può essere parziale o totale. La scelta tra la
protezione parziale o totale dipende dalle condizioni d’uso e d’esercizio dell’impianto (ad
esempio potrà essere parziale laddove l’accessibilità ai locali è riservata solo a persone
addestrate).
Protezione mediante
isolamento delle parti
attive
L’isolamento, destinato a impedire il contatto con parti in tensione, deve realizzare una
copertura totale delle parti attive; inoltre relativamente alle caratteristiche fisico-chimiche e allo
spessore, deve essere tale da resistere alle sollecitazioni meccaniche, chimiche, elettriche e
termiche alle quali può essere sottoposto durante, tenendo conto della sua specifica funzione
protettiva.
Protezione mediante
involucri e barriere
Involucri e barriere sono così definiti dalle norme CEI:
Involucro - Elemento che assicura un grado di protezione appropriato contro determinati agenti
esterni 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 diretti
nelle direzioni abituali di accesso.
La Norma CEI EN 60529 identifica il grado di protezione di un involucro o di una barriera
mediante la sigla IP seguita da due cifre più eventuali lettere opzionali; la prima cifra indica il
grado di protezione contro i contatti diretti e contro l’ingresso di corpi estranei, la seconda cifra
indica 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 alle
singole cifre o lettere del codice IP può essere dedotto dalla Tab. 5.2.
● Fig. 5.6
Struttura del codice IP
IP
2
3
C
H
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)
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 applicare
l’ordine alfabetico.
3) se un involucro fornisce diversi gradi di protezione per differenti sistemi di montaggio, il costruttore deve indicare nelle istruzioni i gradi di
protezione corrispondenti ai differenti sistemi di montaggio.
74
● Tab. 5.2
Elementi della struttura
del codice IP
ELEMENTO
Lettere
caratteristiche
Prima cifra
caratteristica
O LETTERE
CIFRE
SIGNIFICATO PER LA PROTEZIONE
DELL’APPARECCHIATURA
IP
—
0
1
2
3
4
5
6
Seconda cifra
caratteristica
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Contro la penetrazione di corpi solidi
estranei:
(non protetto)
≥ 50 mm di diametro
≥ 12,5 mm di diametro
≥ 2,5 mm di diametro
≥ 1,0 mm di diametro
protetto contro la polvere
stagno contro la polvere
Contro la penetrazione di acqua con effetti dannosi:
(non protetto)
caduta verticale
caduta di gocce d’acqua (inclinazione 15 °)
pioggia
spruzzi d’acqua
getti d’acqua
getti potenti
immersione temporanea
immersione continua
Lettera addizionale
(opzionale)
A
B
C
D
Lettera
supplementare
(opzionale)
H
M
S
W
—
Informazioni supplementari relative a:
Apparecchiatura ad alta tensione
Prova con acqua con apparecchiatura in moto
Prova con acqua con apparecchiatura non in moto
Condizioni atmosferiche
SIGNIFICATO
PER LA PROTEZIONE
DELLE PERSONE
—
Contro l’accesso a parti
pericolose con:
(non protetto)
dorso della mano
dito
attrezzo
filo
filo
filo
—
Contro l’accesso a parti
pericolose con:
dorso della mano
dito
attrezzo
filo
—
75
PROTEZIONI
CONTRO I CONTATTI ACCIDENTALI
Protezione parziale
mediante ostacoli o
allontanamento
La protezione parziale è ritenuta sufficiente solo in luoghi dove operano persone addestrate allo
svolgimento di una specifica e particolare attività in relazione al tipo di impianto, al tipo di
operazione e alle condizioni ambientali. Si attua mediante ostacoli o allontanamento.
La protezione mediante ostacoli si ottiene utilizzando opportune strutture che hanno lo scopo di
impedire l’avvicinamento non intenzionale a parti di circuito in tensione e di evitare il contatto
involontario dell’operatore durante interventi sul circuito elettrico in tensione per lavori di
riparazione, manutenzione, modifiche e simili che per particolari ragioni di funzionalità, non
possono essere effettuate a circuito aperto; il grado di protezione offerto dagli ostacoli
realizzati 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 la
rimozione; è invece indispensabile che sia evitata la rimozione accidentale.
La protezione mediante allontanamento consiste nell’adottare opportuni criteri installativi al fine
di evitare che elementi di circuito elettrico in tensione possano trovarsi a portata di mano. Si
considerano simultaneamente accessibili parti conduttrici che distano fra di loro meno di 2,5
metri in verticale o di 2 metri in orizzontale (Fig. 5.7).
● Fig. 5.7
Allontanamento oltre il
volume di accessibilità
m 2,50
m 1,25
m 0,75
Si intendono per parti conduttrici simultaneamente accessibili non solo le parti attive del circuito
elettrico ma anche le masse, le masse estranee, i conduttori di protezione, i dispersori, i
pavimenti e le pareti non isolanti.
Si ricorda che per massa estranea si intende una parte conduttrice non facente parte
dell’impianto elettrico, ma in grado di introdurre in un ambiente il potenziale di terra o altri
potenziali. Si considerano masse estranee, per esempio, le tubazioni dell’acqua, del gas, del
riscaldamento e gli elementi metallici facenti parte di strutture di edifici.
76
PROTEZIONE CONTRO
I CONTATTI INDIRETTI
Messa a terra
e interruttore
differenziale
Secondo l’articolo 271 del D.P.R. 547/55 tutte “le parti metalliche degli impianti ad alta
tensione soggette a contatto delle persone e che per difetto di isolamento o per altre cause
potrebbero trovarsi sotto tensione devono essere collegate a terra”.
Un impianto di messa a terra serve pertanto a stabilire un contatto elettrico efficiente con il
terreno, allo scopo di condurre a terra le correnti elettriche. Una corrente inviata nel terreno
trova un’opposizione alla circolazione dovuta alla resistenza elettrica del terreno, il quale si
comporta 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. Tali
configurazioni vengono riprese nella Tab. 5.3 dove, per ciascuna di esse, vengono precisate le
prescrizioni normative che devono essere soddisfatte ai fini della sicurezza.
TAB. 5.3 - PRESCRIZIONI
NORMATIVE PER I DIVERSI SISTEMI DI MESSA A TERRA
SISTEMA TN
Prescrizioni normative
L’art. 413.1.3.3 della Norma CEI 64-8 prescrive che le caratteristiche dei dispositivi di
protezione e le impedenze dei circuiti devono essere tali che, se si presenta un guasto di
impedenza trascurabile in qualsiasi parte dell’impianto tra un conduttore di fase e un
conduttore di protezione o una massa, l’interruzione automatica dell’alimentazione avvenga
entro il tempo specificato, soddisfacendo la seguente condizione:
Zs Ia ≤ Uo
dove:
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 oppure
nelle condizioni specificate al successivo Art. 413.1.3.5 che prevede un tempo di
intervento delle protezioni di 5 s nei circuiti di distribuzione ed un analogo tempo, ma solo
se si è in presenza di un collegamento equipotenziale supplementare, nei circuiti terminali
che alimentano solo componenti elettrici fissi;
Uo è la tensione nominale in c.a., valore efficace tra fase e terra.
Protezione differenziale
La protezione differenziale, purchè il sistema
non sia TNC, diventa consigliata quando:
- l’impedenza dell’anello di guasto a valle
del punto in questione non è nota o
difficilmente calcolabile;
- vi è un rischio di rottura del conduttore di
terra o protezione;
- cavi di notevole lunghezza;
- masse lontane non interconnesse;
- si cambia il sistema del neutro.
Con i dispositivi differenziali si ottiene una
maggiore sicurezza, perché le elevate
correnti di guasto, tipiche dei sistemi TN,
provocano l’intervento in un tempo di
30÷40 ms, rendendo tollerabili tensioni fino
280 V.
Tab. 41A - Tempi massimi di interruzione per i sistemi TN
UO
120 V
230 V
400 V
> 400 V
TEMPO
DI INTERRUZIONE
0,8 s
0,4 s
0,2 s
0,1 s
(segue)
77
PROTEZIONI
CONTRO I CONTATTI ACCIDENTALI
(SEGUE) - TAB. 5.3 - PRESCRIZIONI
NORMATIVE PER I DIVERSI SISTEMI DI MESSA A TERRA
SISTEMA TT
Prescrizioni normative
L’Art. 413.1.4.2 richiede che sia soddisfatta la seguente condizione: RA . Ia ≤ 50
dove: RA è la somma delle resistenze del dispersore e dei conduttori di protezione delle
masse, in ohm;
Ia è la corrente che provoca il funzionamento automatico del dispositivo di protezione, in
ampere.
Quando il dispositivo di protezione è un dispositivo di protezione a corrente differenziale, Ia
è la corrente nominale differenziale Idn. Per ragioni di selettività, si possono utilizzare
dispositivi 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 tipo
generale. Per ottenere selettività con i dispositivi di protezione a corrente differenziale nei
circuiti 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 differenziale
Considerato che per gli ordinari dispositivi
di protezione a tempo inverso il valore della
corrente a cui corrisponde il tempo di
intervento di 5 s è orientativamente
compreso tra 3 e 6 volte la In, ne deriva che
sono molto rare le situazioni in cui la
protezione contro i contatti indiretti può
essere assicurata con i dispositivi di
protezione contro le sovracorrenti. La
protezione differenziale diviene in questi
casi praticamente necessaria; la stessa
Norma CEI 64-8 nella parte dedicata al
commento dell’art. 413.1.4.2 precisa che i
dispositivi a corrente differenziale sono
adatti per assicurare la protezione contro i
contatti indiretti nei sistemi TT.
SISTEMA IT
Prescrizioni normative
In questi sistemi la Norma prevede:
art. 413.1.5.1 - nei sistemi IT le parti attive devono essere isolate da terra oppure collegate a
terra mediante un’impedenza di valore sufficientemente elevato. Questo collegamento può
essere effettuato al punto neutro del sistema oppure ad un punto neutro artificiale, che può
venire collegato direttamente a terra quando l’impedenza di sequenza zero risultante sia
sufficientemente elevata. Se non esiste alcun punto neutro, si può collegare a terra attraverso
un’impedenza un conduttore di fase.
Nel caso di un singolo guasto a terra la corrente di guasto è quindi debole e non è necessario
interrompere il circuito se le prescrizioni di cui in 413.1.5.3 sono soddisfatte. Si devono
tuttavia prendere precauzioni per evitare il rischio di effetti fisiologici dannosi su persone in
contatto 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 essere
necessario realizzare messe a terra attraverso impedenze o punti neutri artificiali, le cui
caratteristiche devono essere appropriate a quanto descritto per l’impianto.
Art. 413.1.5.3 Le masse devono essere messe a terra individualmente, per gruppi o
collettivamente.
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 un
conduttore di fase ed una massa, in ampere.
Il valore di Id tiene conto delle correnti di dispersione verso terra e dell’impedenza totale di
messa a terra dell’impianto elettrico.
Art. 413.1.5.4 Si deve prevedere un dispositivo di controllo dell’isolamento per indicare il
manifestarsi di un primo guasto tra una parte attiva e masse o terra; questo dispositivo deve
azionare 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.
78
Protezione differenziale
In presenza di doppio guasto a massa,
risulta complesso stabilire l’impedenza
dell’anello di guasto, che comprende i due
avvolgimenti di fase del trasformatore di
alimentazione, i conduttori delle due fasi a
massa ed una porzione dei conduttori di
terra. In questi sistemi la protezione
differenziale di utenza è efficace nel caso di
una fase a terra.
LUNGHEZZA MASSIMA
PROTETTA PER LA
PROTEZIONE DELLE
PERSONE
La Norma CEI 64-8 suggerisce un metodo convenzionale che nella maggioranza dei casi è
sufficiente per determinare, con una buona approssimazione, la lunghezza massima delle
condutture 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 impedenze
della fase e del PE relative alla utenza in esame.
Il sistema di calcolo è efficace per effettuare una rapida valutazione della lunghezza massima
protetta quando non si conoscono le caratteristiche della rete a monte e può essere applicato a
condizione che il PE sia ubicato nelle immediate vicinanze dei conduttori attivi che compongono
il circuito. In caso contrario , la verifica della protezione delle persone può essere eseguita solo
dopo il completamento dell’impianto con l’esecuzione di misure.
La lunghezza massima protetta è espressa dalla seguente
formula:
Sistema di neutro TN
B
0,8 · Uo · SF
PE
A
Lmax = Kx · Kpar.
L
S PE
Sistema di neutro IT
1,5 · ρ · (1+m) · km · Im
SF
C
Nel sistema IT possiamo avere due casi:
1) senza distribuzione del neutro (1)
la formula da adottare è la seguente
D
PE
B
A
C
0,8 · U · SF
Lmax = Kx · Kpar.
2 · 1,5 · ρ · (1+m) · km · Im
VAB = 0,8 U
2
S PE
2) con il neutro distribuito
N
PE
Caso A - Circuiti senza neutro inseriti in un sistema con il
neutro distribuito. In questo caso la formula diventerà:
D
B
0,8 · Uo · SF
A
C
Lmax = Kx · Kpar.
0,8 UO
VAB =
2
S PE
SF
caso A
SF
(2)
2 · 1,5 · ρ · (1+m) · km · Im
Caso B - Linea con neutro, la formula sarà:
SN
0,8 · Uo · SN
caso B
Lmax = Kx · Kpar.
2 · 1,5 · ρ · (1+m’) · km · Im
Note
(1) Non essendo possibile praticamente effettuare la verifica per ogni configurazione di doppio guasto, il calcolo viene effettuato supponendo una
eguale ripartizione della tensione fra i due circuiti di guasto (l’ipotesi corrisponde alla condizione più sfavorevole per uno dei due circuiti interessati
dal doppio guasto).
(2) Le norme raccomandano di non distribuire il neutro nei sistemi IT.
79
PROTEZIONI
CONTRO I CONTATTI ACCIDENTALI
Simboli utilizzati:
Lmax massima lunghezza in metri della conduttura per la quale è possibile l’intervento della
protezione.
Kx è un fattore di riduzione che considera la reattanza dei cavi con sezione maggiore di
95 mm2.
● Tab. 5.4
SEZIONE
2
FASE MM
KX
120
150
185
240
300
0,90
0,85
0,80
0,75
0,72
Kpar è un fattore correttivo da utilizzare nel caso di più cavi posti in parallelo.
● Tab. 5.5
N.
CAVI IN PARALLELO
KPAR
1
2
3
4
5
1
2
2,65
3
3,2
Km è un coefficiente che tiene conto della tolleranza della soglia di intervento magnetico. Il suo
valore è di:
1,2
per gli sganciatori del tipo magnetotermico;
1,15 per gli sganciatori elettronici;
80
1,5
è un fattore di correzione della resistenza del circuito in quanto si ritiene che in
occasione del guasto, il valore della resistenza aumenti del 50 % rispetto a quello a
20°C;
0,8
considera la riduzione all’80 % della tensione di alimentazione in occasione di un
guasto, 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 rame
e 0,027 per l’alluminio;
m
è il rapporto tra la sezione del conduttore di fase e quella del conduttore di
protezione, (in presenza di conduttori in parallelo occorre considerare la sezione
complessiva);
m’
è il rapporto fra la sezione del conduttore di neutro e quella del conduttore di
protezione;
Im
è il valore della taratura della protezione contro i cortocircuiti in A.
DISPOSITIVI CONTRO
I GUASTI VERSO TERRA
Il differenziale
Di fatto la protezione offerta dai sistemi di messa a terra (soprattutto dal sistema TT) può
rivelarsi insufficiente e/o inadeguata, sicché è necessario migliorarla mediante l’impiego di
adeguati dispositivi contro i guasti verso terra. Il principale di questi dispositivi è l’ interruttore
differenziale.
Un interruttore differenziale, come risulta dalla Fig. 5.8 è costituito da alcuni elementi
fondamentali:
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 dimensionati
in funzione della corrente che sono chiamati a interrompere (interruttori differenziali puri o
interruttori differenziali magnetotermici).
● Fig. 5.8
Elementi fondamentali
di un interruttore
differenziale
Il rilevatore differenziale è costituito da un trasformatore con nucleo magnetico toroidale (a
bassa riluttanza magnetica) sul quale sono disposti due avvolgimenti principali e un
avvolgimento secondario che alimenta un relè polarizzato a smagnetizzazione in grado di
comandare il dispositivo di sgancio per l’apertura dei contatti.
In condizioni di funzionamento normale dell’impianto, le correnti che percorrono gli
avvolgimenti principali sono uguali e pertanto in tale situazione non si genera nell’avvolgimento
secondario nessuna forza elettromotrice.
Se invece si verifica una dispersione di corrente a valle del rilevatore differenziale, per difetto
di isolamento o per contatto diretto, si determina una corrente risultante tale da permettere un
flusso 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.
81
PROTEZIONI
CONTRO I CONTATTI ACCIDENTALI
Classificazione dei
differenziali
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 e
nell’installazione richiedono l’impiego di dispositivi (fusibili o interruttori automatici) in grado di
interrompere le sovracorrenti (sovraccarico e cortocircuito) per proteggere non solo il circuito
interessato dal guasto ma anche il differenziale.
I secondi costituiscono un complesso unico in grado di aprire il circuito in caso di guasto sia che
si 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.; ai
secondi, quelli con soglia di intervento differenziale fino a 3 A (sia istantanei che regolabili con
ritardo 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 dagli
interruttori 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 destinati
alla regolazione della corrente differenziale di intervento e per alcuni tipi è prevista anche la
possibilità di regolazione del tempo di intervento. Con i differenziali regolabili è possibile
realizzare un’efficace protezione selettiva nel campo delle correnti di guasto.
82
Interruttore
differenziale a sgancio
diretto
Nel tipo di funzionamento sgancio diretto, l’energia necessaria allo sgancio viene fornita dalla
corrente differenziale, basta il debole segnale dovuto ai pochi mA della corrente diffusa per
innescare il circuito di sgancio dei contatti di potenza.
Interruttore
differenziale a sgancio
indiretto o dipendente
dalla rete
Nel funzionamento con sgancio indiretto, il segnale che proviene dal toroide viene sottoposto
ad 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 di
alimentazione ausiliaria, mentre quando si passa ai differenziali scatolati con prestazioni
elevate (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 di
potenza, viene di norma derivata dalla stessa linea di alimentazione.
Questi interruttori sono usualmente installati in grossi impianti che ricadono nella condizione
suddetta.
Gli interruttori a tempo dipendente possono aprire o non aprire automaticamente il circuito al
mancare della tensione. Nel secondo caso però se sono rispondenti alla Norma IEC 947/2 pur
mancando la tensione di una fase, se si verificasse un guasto a terra con pericolo di
elettrocuzione, il circuito di alimentazione del relè di sgancio deve innescare comunque
l’intervento della protezione.
Componenti di classe
II, isolamento doppio o
rinforzato, isolamento
supplementare
La protezione effettuata con componenti a doppio isolamento o con isolamento rinforzato si
effettua impiegando materiale elettrico (apparecchi, involucri, scatole, conduttori ecc.) che
risponde 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 durante
l’installazione dei vari componenti; in particolare:
- un componente a doppio isolamento può essere utilizzato in un punto dell’impianto privo di
dispositivi idonei a interrompere le correnti di guasto a terra e perciò l’eventuale PE passante
deve essere isolato come se fosse un conduttore attivo;
- nessuna parte conduttrice, né accessibile né intermedia, deve essere collegata al conduttore di
protezione;
- tutte le parti conduttrici suscettibili di entrare in contatto accidentale con parti attive in caso di
guasto (masse) devono essere rese inaccessibili dal doppio isolamento; se l’involucro che le
racchiude è provvisto di porte o di coperchi che possono essere rimossi senza l’uso di una
chiave o di un attrezzo, è necessario prevedere barriere isolanti con grado di protezione con
inferiore a IP2X o a IPXXB.
● Fig. 5.9
Principali segni grafici
riguardanti le protezioni
passive
Trasformatore
d’isolamento
Mediante il trasformatore d’isolamento si realizza la protezione per separazione elettrica. Detta
protezione consiste nel separare il circuito primario dal secondario così da impedire la
richiusura 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 deve
essere limitata; la Norma CEI 64-8/4 raccomanda che la lunghezza L non sia superiore al
valore dato dalla relazione:
L=
100.000
VN
con un massimo di 500 m.
Tutte le parti attive del circuito separato non devono avere nessun punto in comune con altri
circuiti 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
83
PROTEZIONI
CONTRO I CONTATTI ACCIDENTALI
stesso tubo protettivo o uno stesso condotto per contenere i circuiti ordinari e quelli separati, si
devono utilizzare cavi multipolari con guaina adatti per la tensione più elevata.
Periodicamente si richiede un controllo al fine di accertare il perfetto isolamento (tutto il
circuito con gli apparecchi utilizzatori inseriti non deve presentare verso terra una corrente
superiore a 2 mA).
● Fig. 5.10
Alimentazione di un solo
utilizzatore
Circuito
primario
Circuito
secondari
o
V max = 500V
Vn L ≤ 100 000
Vn in Volt
L in metri
NO
Alimentazione di un solo utilizzatore: non si deve collegare la massa
né a terra, né al conduttore di protezione.
Le masse del circuito separato devono risultare completamente isolate da altre masse, masse
estranee 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 di
equipotenzialità, ma non connesso a quello di protezione;
● Fig. 5.11
Collegamento delle masse
a un impianto di terra
separato da quello
ordinario
84
- 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 dimensionati
in modo tale che, in caso di doppio guasto a massa, l’alimentazione sia interrotta entro i tempi
indicati nella Tab. 5.6;
- i cavi flessibili, se soggetti a danneggiamento, devono essere visibili per tutta la lunghezza;
● Tab. 5.6
TENSIONE
(V)
NOMINALE
TEMPO
MASSIMO DI
INTERRUZIONE
120
230
400
> 400
(S)
0,8
0,4
0,2
0,1
- i cavi flessibili di classe I devono incorporare un conduttore di protezione da utilizzare come
collegamento 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.
PROTEZIONE
MEDIANTE BASSISSIMA
TENSIONE DI
SICUREZZA
(SELV E PELV)
Il sistema SELV, indicato dalla Norma CEI 64-8, si realizza alimentando il circuito da proteggere
a 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 parte
metallica deve essere collegata intenzionalmente a terra.
La separazione tra i conduttori appartenenti al sistema a bassissima tensione e ogni altro
circuito, non alimentato dal trasformatore di sicurezza, può essere realizzata unicamente in uno
dei quattro modi seguenti:
- mediante la separazione materiale delle condutture, cioè con percorsi totalmente separati in
tubi o in canali esclusivi;
- utilizzando per la realizzazione dei circuiti SELV cavi con guaina isolante;
● Fig. 5.12
Sistema SELV
F
230 V
2
max. 50 V
N
1
PE
1) Protezione assicurata contro i contatti indiretti senza messa a terra
2) Protezione assicurata contro i contatti diretti anche su grandi superfici
85
PROTEZIONI
CONTRO I CONTATTI ACCIDENTALI
- utilizzando per gli altri circuiti contenuti nello stesso canale cavi con una guaina o schermo
metallico messo a terra;
- prevedendo per i circuiti SELV cavi aventi isolamento idoneo al sistema a tensione maggiore
contenuto nello stesso canale o nello stesso tubo.
In ogni caso quando i circuiti SELV fanno capo a una cassetta di derivazione o a un
apparecchio che prevede anche circuiti a 230 V, bisogna attuare provvedimenti di separazione
molto 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 protezione
contro i contatti diretti è assicurata solo negli ambienti asciutti e per parti in tensione di piccole
dimensioni (per esempio le viti di serraggio dei morsetti).
Se la tensione secondaria è superiore a 25 V sia nei sistemi SELV che PELV è necessario
proteggere tutte le parti nude in tensione mediante gli ordinari involucri con grado di
protezione, contro i contatti diretti, non inferiore a IPXXB (cioè con le stesse caratteristiche
richieste per i circuiti a 230/400 V); per i sistemi SELV rimane il vantaggio di poter evitare la
messa a terra delle masse mentre quelli PELV trovano giustificazione per l’alimentazione dei
circuiti di comando delle macchine.
● Fig. 5.13
Sistema PELV
F
230 V
max. 25 V
2
N
1
PE
1) Protezione assicurata contro i contatti indiretti con collegamento equipotenziale al PE
2) Protezione assicurata contro i contatti diretti su piccole superfici solo in ambienti asciutti
I sistemi FELV
86
I sistemi SELV e PELV possono essere alimentati con bassissime tensioni ottenute da generatori
autonomi, quali ad esempio le pile e gli accumulatori, con i quali non esiste pericolo di
interferenze accidentali con la tensione di rete a 230/400 V.
La situazione non è invece sicura quando la bassissima tensione è ottenuta mediante un
trasformatore collegato alla rete a 230/400 V, perché in questo caso un guasto all’isolamento
fra l’avvolgimento primario e quello secondario può determinare un grave pericolo; negli
ordinari trasformatori, infatti, gli avvolgimenti sono isolati tra loro mediante materiali organici
che, in seguito a riscaldamento o a scarica, possono bruciare diventando conduttori e mettendo
in 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 sovratensioni
impulsive prodotte da scariche atmosferiche, l’impianto può continuare a funzionare senza
manifestare 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 e
impone gli stessi mezzi di protezione contro i contatti diretti e indiretti previsti per queste ultime.
Qualora tuttavia si realizzi un impianto con queste caratteristiche lo stesso viene denominato
FELV. È ad esempio un impianto FELV, l’impianto citofonico di un condominio, alimentato a
12 V mediante trasformatore ordinario. Tale impianto richiede apparecchi e condutture in
grado di garantire un livello di protezione contro i contatti diretti e indiretti adatto alla tensione
di 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.
Locali isolanti
Questo tipo di protezione, utilizzabile solo in situazioni eccezionali e comunque mai negli
edifici civili e similari, consiste nell’utilizzare un ambiente completamente isolante nel quale sia
le 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 essere
considerata come un doppio isolamento costituito dall’isolamento principale degli apparecchi
utilizzatori e dall’isolamento verso terra del locale.
● Fig. 5.14
Locali isolanti
giunto isolante
87
PROTEZIONI
CONTRO I CONTATTI ACCIDENTALI
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 distanziato
da altri apparecchi similari, al fine di impedire il contatto simultaneo fra due masse che
potrebbero presentare differente potenziale di guasto; tale distanziamento deve essere
superiore 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 devono
essere di materiale isolante e la distanza minima per sormontarli non deve risultare inferiore ai
valori sopra espressi.
Queste barriere isolanti devono avere una sufficiente resistenza meccanica ed essere in grado
di superare la prova di tensione applicata di 2000 V per 1 minuto; inoltre, in condizioni d’uso
ordinarie, la resistenza deve avere valore tale da limitare a non più di 1 mA le correnti di
dispersione verso terra.
Negli ambienti isolanti è vietato l’uso di prese a spina e tutto l’impianto deve essere sotto il
controllo 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 potenziale
pericolose;
- le masse estranee uscenti dal locale (tubi metallici o simili) devono essere opportunamente
interrotte, con uno o più elementi di giunzione isolanti, per impedire la propagazione di
potenziali pericolosi all’esterno del locale.
88
CONDUTTURE
E
CAVI
DIMENSIONAMENTO
DEGLI IMPIANTI
Le conduttore elettriche adempiono il loro servizio in modo ottimale solo se sono state
dimensionate correttamente ed equipaggiate con adeguati dispositivi di manovra e protezione.
Il progetto del dimensionamento elettrico coinvolge la completa conoscenza delle caratteristiche
delle condutture stesse, dell’andamento delle correnti e dei fenomeni elettrici che si possono
manifestare.
La corrente che viene considerata per il ridimensionamento di un conduttore e la corrente di
impiego IB; partendo da questo il progettista svolge una serie di considerazioni e calcoli per
determinare le altre grandezze della rete elettrica: portata dei cavi IZ, caduta di tensione della
linea ∆V, energia specifica passante I2t, ecc.
La Fig. 6.1 riassume lo schema logico che deve essere seguito per un corretto dimensionamento
del cavo e la corretta scelta delle protezioni.
● Fig. 6.1
Dimensionamento di un cavo
CALCOLO
e scelta delle protezioni
DELLA CORRENTE D’IMPIEGO IB
PAG. 58
SCELTA
DEI CAVI IN BASE ALLA PORTATA
PAG. 78
VERIFICA
CADUTA TENSIONE
NO
AUMENTO
DELLA SEZIONE
PAG. 92
CALCOLO
DELLE CORRENTI DI CORTOCIRCUITO
PAG. 149-214
SCELTA
VERIFICHE
PAG. 107
2 2
K
2
S >I
T
DELLE PROTEZIONI
CAVO/INTERRUTTORE
PAG. 107
Im ≤ ICCMIN
PAG. 43
LCAVO ≤ LMAX
A
NO
OK
SI
FINE
90
DUE
B
ALTERNATIVE
DEFINIZIONE DI
CONDUTTURA
CARATTERIZZAZIONE
CAVI
Si definisce conduttura l’insieme costituito da uno o più conduttori elettrici e dagli elementi che
assicurano l’isolamento, il fissaggio e la protezione necessaria.
La conduttura è completata dagli elementi di giunzione e derivazione atti a realizzare l’insieme
dei circuiti di distribuzione o terminali costituenti la rete di distribuzione nell’ambito
dell’impianto utilizzatore.
Le condutture si distinguono principalmente per il sistema di protezione meccanica e di
fissaggio 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 di
protezione o di schermatura specificamente costruito per convogliare la corrente sia ai fini del
trasporto dell’energia che di trasmissione di segnali. Si chiama cavo anche il semplice
conduttore ricoperto dall’isolamento funzionale (cavo unipolare senza guaina) talvolta definito
nel gergo degli installatori con i termini di: filo, cordina, conduttore isolato.
I cavi in uso negli impianti elettrici utilizzatori in BT sono caratterizzati fondamentalmente dalla
tensione nominale, dal materiale isolante, dalla guaina protettiva, dalla flessibilità, dal numero
delle 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 U o /U = 300/500 V per
cavi a posa fissa. Per sistemi di posa meno impegnativi (monofase 230 V) può essere sufficiente
la tensione nominale U o /U = 300/300 V (U o valore efficace della tensione tra uno qualsiasi
dei conduttori e la terra; U valore efficace della tensione tra due conduttori di un cavo
multipolare o di un sistema con cavi unipolari.
Per posa fissa in ambienti speciali o per posa interrata occorrono tensioni nominali più elevate
(U o /U = 450/750 V oppure 0,6/1 kV).
● Fig. 6.2
Tensione nominale
U0/U in volt
300/300
H03-A03
Collegamenti mobili
450/750
H07-A07-FROR
Posa fissa anche esterna
300/500
H05-A05-N05
Posa fissa interna
600/1000
FG07-NIVV-K
Posa fissa anche interrata (*)
(*) se autorizzata dal costruttore
I materiali più usati per l’isolamento sono: il PVC, la gomma naturale, la gomma sintetica, il
polietilene. La guaina protettiva (Fig. 6.3), indispensabile per la posa a vista o interrata, può
essere in PVC, in policloroprene o materiale equivalente; raramente si usano cavi con armatura
metallica costituita da treccia di fili d’acciaio zincati o da nastri d’acciaio avvolti a spirale (cavi
interrati senza protezione o posati in ambienti con pericolo d’urto).
● Fig. 6.3
Protezione meccanica
SENZA GUAINA
ARMATI
Posa entro tubi
protettivi, canali in
resina o metallici
purché di tipo
idoneo (IP≥20)
In ogni situazione
CON GUAINA
Posa a giorno se
non esiste pericolo
d’urto.
Se esiste pericolo
d’urto, entro tubi,
canali, ripari di
tipo pesante
(75 kg/5 cm)
91
CONDUTTURE
E
CAVI
Per la posa fissa si usano cavi rigidi con conduttore rigido rotondo a corda o con conduttore
flessibile; per piccole sezioni (fino a 4-6 mm 2) si usano anche conduttori rigidi a filo unico
(sconsigliabili per la difficoltà di collegamento).
● Fig. 6.4
Flessibilità di alcuni
Tipo di cavo
Flessibilità
H07V-U
U
rigido a filo unico
tipi di cavi unipolari
Cavo unipolare rigido a filo unico
Cavo unipolare rigido cordato
N07V-R
R-K
rigido cordato
Cavo unipolare flessibile
N07V-K
F-H
flessibile
}
solo per
posa fissa
anche per
collegament
imobili
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 e
del tipo di conduttura. Le sezioni usate variano, indicativamente, da 1,5 a 35 mm2 in ambienti
di tipo civile e similare fino a 240 mm2 in ambienti industriali; raramente si utilizzano cavi con
sezioni superiori essendo più convenienti per grandissime portate le condutture in sbarre o la
posa di più cavi di media sezione in parallelo.
● Fig. 6.5
Alcuni tipi di cavi tripolari
Cavo tripolare sotto guaina
A) guaina protettiva
B) eventuale riempitivo
C) isolante
D) conduttore
A B
C
D
Cavo tripolare con armatura
metallica
E
SISTEMA DI
DESIGNAZIONE
DEI CAVI
92
F
A
C
D
A) guaina protettiva
C) isolante
D) conduttore
E) guaina esterna
F) armatura metallica
La Norma CEI 20-27 in accordo con il documento CENELEC HD 361, ha fissato un sistema
sintetico per descrivere, mediante sigle convenzionali, la configurazione di un cavo dal punto
di vista dei materiali che lo costituiscono, dei limiti di impiego, dei tipi di armonizzazione
normativa, della flessibilità, della forma e del numero dei conduttori.
Le lettere che compaiono nelle sigle hanno il significato indicato nella Tab. 6.1.
● Tab. 6.1
Sistema internazionale di
ORDINE
CARATTERISTICHE
SIGLE
CONSIDERATE
DISTINTIVE
1
Stato di armonizzazione
H
A
N
2
Tensione nominale Uo /U
3
Tipo di isolante
4
Rivestimenti metallici
5
Armatura
6
Guaina
7
Costruzione speciale
8
Materiale del conduttore
9
Forma del conduttore
10
Numero delle anime
per sezione
DI
LETTURA
designazione dei cavi
01
03
05
07
1
B
B3
J
M
N
R
S
V
X
A
A5
A7
C
C2
C4
C7
F
K
Z2
Z3
Z4
Y2
Y3
B
B3
J
M
N
R
S
V
X
nessuna
D3
D4
H
H2
H3
nessuna
A
Z
F
H
K
R
S
U
Esempio
4G6
SIGNIFICATO
Cavo di tipo armonizzato (valido nei Paesi CEE)
Cavo di tipo nazionale (autorizzato)
Altro tipo di cavo nazionale
Uo /U
Minore di 300/300
Uguale a 300/300
Uguale a 300/500
Uguale a 450/750
Uguale a 0,6/1 kV
Gomma etilenpropilenica
Gomma butilica
Treccia di fibra di vetro
Minerale
Policloroprene (o materiale equivalente)
Gomma naturale o gomma stirene-butadiene
Gomma siliconica
Polivinilcloruro (PVC) di uso comune
Polietilene reticolato
Conduttore concentrico di alluminio
Guaina in alluminio a nastro
Schermo di alluminio
Conduttore concentrico di rame
Guaina di rame
Schermo a treccia di rame sull’insieme delle anime
Schermo di rame a fili, piattine o nastri
Guaina di acciaio
Guaina di zinco
Armatura a fili rotondi di acciaio
Armatura a piattine di acciaio
Armatura a nastri di acciaio
Armatura a fili rotondi di alluminio
Armatura a piattine di alluminio
Gomma etilenpropilenica
Gomma butilica
Treccia di fibra di vetro
Minerale
Policloroprene (o materiale equivalente)
Gomma naturale o gomma stirene-butadiene
Gomma siliconica
Polivinilcloruro (PVC) di uso comune
Polietilene reticolato
Cavo rotondo
Organo portante posto al centro del cavo
Cavo autoportante
Cavi piatti divisibili con o senza guaina
Cavi piatti non divisibili
Cavi piatti con anime distanziate da un listello
Rame
Alluminio
Conduttore di materiale e/o forma speciali
Conduttore flessibile di un cavo flessibile per un servizio mobile
Conduttore flessibilissimo di un cavo flessibile per servizio mobile
Conduttore flessibile di un cavo per installazione fissa
Conduttore rigido, rotondo, a corda
Conduttore rigido, settoriale, a corda
Conduttore rigido, rotondo, a filo unico
(4 anime con sezione di 6 mm2 di cui una per PE)
93
CONDUTTURE
E
CAVI
1) H05SJ - K 1x 2,5 significa: cavo di tipo ARMONIZZATO CENELEC (H )- tensione nominale 300/500
V (0,5) - isolamento in gomma siliconica (S) - guaina in fibra di vetro (J) - privo di armatura (manca il
simbolo Z e Y della cifra 5) - di forma rotonda(manca il simbolo H riguardante la forma speciale della
cifra 7) - conduttori in rame (manca il simbolo A dell’alluminio) - conduttore flessibile di un cavo per
posa fissa (K) - unipolare - sezione 2,5 mm2 (x 2,5).
Esempi
2) H07RN - R 3 x 50 + 1 x 25 +1G25 significa: cavo di tipo armonizzato CENELEC - tensione nominale
450/750 V - isolamento in gomma naturale - sottoguaina di policloroprene -privo di armatura e
riempitivi, di forma rotonda - in rame - conduttore rigido cordato di un cavo rigido - 5 anime di cui 3
da 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.
PORTATA DEI CAVI
La portata di un cavo dipende dalla sezione, dal tipo di conduttore e dall’isolante, ma anche
dalla temperatura ambientale e dalle condizioni di posa.
Secondo la Norma CEI-UNEL 35024/1 (fascicolo 3516), per determinare la portata di un cavo
si deve tener conto di due fattori di correzione k1 e k2 che dipendono dalla temperatura
ambiente se diversa da 30 °C e dalla modalità di installazione (1).
Nella Norma vengono riportate tabelle che specificano le portate dei cavi con conduttori di
rame unipolari e multipolari.
Per facilitare il compito di determinare la portata dei cavi, sono state predisposte le seguenti
tabelle, nelle quali si può leggere direttamente la portata Iz dei cavi a 30 °C, nelle condizioni di
posa più usuali.
Ciò evita di individuare prima la portata I0 del singolo circuito o cavo multipolare, poi di andare
alla 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 valide
rispettivamente per cavi raggruppati in fascio e per cavi raggruppati in singolo strato, mentre per quanto riguarda la temperatura ambiente
ϑa e di esercizio dell’isolante ϑz il fattore correttivo k2 è ricavabile dalla relazione:
K2 =
ϑZ − ϑ A
ϑZ − 30ϒ
valendo per ϑz la seguente tabella:
● Tab. 6.2
ISOLANTE
ϑZ [°C]
Cloruro di polivinile (PVC)
Gomma ordinaria
Gomme siliconiche (G9)
Etilene propilene
70
60
90
90
Si ricorda infine che per condutture posate longitudinalmente in cunicoli o gallerie con aria stagnante e sezione trasversale non superire a pochi
m2, la Norma CEI 20-20 suggerisce per il calcolo del fattore di correzione la seguente formula:
K=
1–
Wtot
120 p
dove:
- Wtot = potenza specifica dissipata in calore da un metro di conduttore;
- p = perimetro (in metri) della sezione verticale dell’ambiente.
94
● Fig. 6.6
Fattori di correzione per
Condizioni di raggruppamento a fascio
In tubi
cavi raggruppati a fascio
FATTORI
CORRETTIVI (VALIDI PER SEZIONI DIFFERENZIALE DI NON PIÙ DI
Numero di circuiti raggruppati
Fattore di correzione
● Fig. 6.7
Fattori di correzione
In canali
2
3
4
5
6
7
8
4
GRANDEZZE)
9
12
16
20
0,80 0,70 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,50 0,45 0,41 0,38
Modalità di installazione
Fattori correttivi
n° circuiti
fattore
raggruppati
per cavi raggruppati
su singolo strato
Su soffitto
1
2
3
4
5
6
7
8
≥9
2
3
4
5
6-7
8
≥9
0,95
0,81
0,72
0,68
0,66
0,64
0,63
0,62
0,61
0,85
0,79
0,75
0,73
0,72
0,71
0,70
2
3
4
5
6-7
≥8
0,88
0,82
0,77
0,75
0,73
0,72
2
3
4
5
6
7
8
≥9
0,87
0,81
0,72
0,68
0,66
0,63
0,62
0,61
Qualsiasi
1
Su muro o su pavimento Su passerelle
Su passerelle perforate orizzontali
o verticali
Su passerelle a scala o su mensole
Cavi distanziati
95
CONDUTTURE
E
CAVI
Le tabelle CEI UNEL 35024 distinguono 5 metodi di installazione fondamentali, ciascuno a sua
volta suddiviso in più situazioni dipendenti dal tipo di isolante, dal numero di conduttori attivi e
dalla presenza o meno della guaina. In particolare:
METODI DI
INSTALLAZIONE
Cavi incassati entro
pareti isolanti
● Fig. 6.8
Cavi incassati
entro pareti isolanti
Ai fini della portata massima in regime permanente devono considerarsi isolanti tutte le pareti
o le strutture che hanno un coefficiente di trasmissione termica di almeno 10 W/m2K; rientrano
in questo caso le pareti in plastica, gli stipiti in legno di porte o finestre, i blocchi portacavi
scanalati. Non rientrano le pareti in muratura, anche se perimetrali e perciò coibentate verso
l’esterno, i canali e i tubi anche se in resina con spessore dell’ordine di qualche millimetro
purché siano installati in aria libera o incassati nei muri.
METODO FONDAMENTALE
METODI EQUIVALENTI
a) Cavi unipolari con
o senza guaina
Entro tubi incassati in
pareti coibenti
Entro elementi scanalati
isolanti
Entro stipiti di porte o finestre
a1) Cavi multipolari
Entro tubi incassati in
pareti coibenti
96
Posti direttamente entro
pareti coibenti
Entro stipiti di porte o finestre
TAB. 6.3 - PORTATA DEI CAVI CON O SENZA GUAINA POSATI IN PARETI ISOLANTI
SEZIONE
[mm2 ]
NUMERO
PORTATA (A)
COND.
CARICATI
UNIPOLARI
MULTIPOLARI
PVC
EPR
PVC
EPR
1,5
2
3
14,5
13,5
19
17
14
13
18,5
16,5
2,5
2
3
19,5
18
26
23
18,5
17,5
25
22
4
2
3
26
24
36
31
25
23
33
30
6
2
3
34
31
45
40
32
29
42
38
10
2
3
46
42
61
54
43
39
57
51
16
2
3
61
56
81
73
57
52
76
68
25
2
3
80
73
106
95
75
68
99
89
35
2
3
99
89
131
117
92
83
121
109
50
2
3
119
108
158
141
110
99
145
130
70
2
3
151
136
200
179
139
125
183
164
95
2
3
182
164
241
216
167
150
220
197
120
2
3
210
188
278
249
192
172
253
227
150
2
3
240
216
318
285
219
196
290
259
185
2
3
273
245
362
324
248
223
329
295
240
2
3
320
296
424
380
291
261
386
346
97
CONDUTTURE
E
CAVI
Cavi contenuti entro
tubi o canali protettivi
● Fig. 6.9
Cavi unipolari
incassati entro tubi o canali
in aria libera o in pareti
Cavi contenuti entro tubi o canali protettivi posti in opera in aria libera o incassati entro
muratura. È questo il caso più comune di condutture in uso nel settore residenziale e terziario
sia per i circuiti principali che per quelli terminali. Nel settore industriale questa tecnica
installativa è molto usata per circuiti dorsali e terminali. Non vi è alcuna distinzione fra tubi o
canali 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 a
fascio se installati in tubi.
METODO FONDAMENTALE
METODI EQUIVALENTI
b) Cavi unipolari con
o senza guaina
non isolanti
Entro tubi a parete
incassati sotto intonaco
Entro tubi a parete
98
Entro canali a parete o
a battiscopa
Entro tubi posti in cunicoli o in
cavità di strutture
Entro canali sospesi
Entro canali incassati nel
pavimento
TAB. 6.4 - PORTATA DEI CAVI UNIPOLARI SENZA GUAINA POSATI IN TUBO O IN CANALE
PORTATA (A)
SEZIONE
[mm2 ]
NUMERO
NUMERO
COND.
CARICATI
1
2
3
EPR
4
DI CIRCUITI
5
6
7
PVC
8
EPR
9
PVC
EPR
PVC
9
8
12
10,5
9
8
10
PVC
EPR
PVC
PVC
EPR
PVC
EPR
PVC
EPR
PVC
EPR
EPR
PVC
EPR
14 18,5 12,5
12,5 16 11
16
14
11,5
10
15
13
10,5
9,5
14
12
10
9
13 9,5 12,5
11,5 8,5 11
11,5 8,5
10 7,5
11
9,5
14,5 18,5 13,5 17,5 13 16,5 12,5 16 12 15,5 11,5 15
12,5 17 12 16 11,5 15 11 14,5 10,5 14 10 13,5
1,5
2
3
17,5
15,5
23
20
2,5
2
3
24
21
31
28
19
17
25
22
17 22 15,5
14,5 19,5 13,5
20
18
4
2
3
32
28
42
37
26
22
34
30
22
19,5
29
26
21
18
27
24
19
17
25
22
18
16
24
21
17,5
15
23
20
16,5
14,5
22
19
16
14
6
2
3
41
36
54
48
33
29
43
38
29
25
38
34
27
23
35
31
25
22
32
29
23
21
31
27
22
19,5
29
26
21
18,5
28
25
21
18
27
24
19,5
17,5
26
23
10
2
3
57
50
75
66
46
40
60
53
40
35
53
46
37
33
49
43
34
30
45
40
32
29
43
38
31
27
41
36
30
26
39
34
29
25
38
33
27
24
36
32
16
2
3
76
68
100
88
61
54
80
70
53
48
70
62
49
44
65
57
46
41
60
53
43
39
57
50
41
37
54
48
40
35
52
46
38
34
50
44
36
33
48
42
25
2
3
101 133
89 117
81
71
106
94
71
62
93
82
66
58
86
76
61
53
80
70
58
51
76
67
55
48
72
63
53
46
69
61
51
45
67
59
48
43
64
56
35
2
3
125 164 100 131
110 144 88 115
88
77
115
101
81
72
107
94
75
66
98
86
71
63
93
82
68
59
89
78
65
57
85
75
63
55
82
72
60
53
79
69
50
2
3
151 198 121 158 106 139
134 175 107 140 94 123
98
87
129
114
91
80
119
105
86
76
113
100
82
72
107
95
79
70
103
91
76
67
99
88
72
64
95
84
70
2
3
192 253 154 202 134 177 125 164 115 152 109 144 104 137 100 132
171 222 137 178 120 155 111 144 103 133 97 127 92 120 89 115
96
86
127
111
92
82
121
107
95
2
3
232 306 186 245 162 214 151 199 139 184 132 174 125 165 121 159 116 153 111 147
207 269 166 215 145 188 135 175 124 161 118 153 112 145 108 140 104 135 99 129
120
2
3
269 354 215 283 188 248 175 230 161 212 153 202 145 191 140 184 135 177 129 170
239 312 191 250 167 218 155 203 143 187 136 178 129 168 124 162 120 156 115 150
150
2
3
309 402 247 322 216 281 201 261 185 241 176 229 167 217 161 209 155 201 148 193
275 355 220 284 193 249 179 231 165 213 157 202 149 192 143 185 138 178 132 170
185
2
3
353 472 282 378 247 330 229 307 212 283 201 269 191 255 184 245 177 236 169 227
314 417 251 334 220 292 204 271 188 250 179 238 170 225 163 217 157 209 151 200
240
2
3
415 555 332 444 291 389 270 361 249 333 237 316 224 300 216 289 208 278 199 266
369 490 295 392 258 343 240 319 221 294 210 279 199 265 192 255 185 245 177 235
21 15,5
18,5 13,5
20
18
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:
3
4
5
22
23
24
31
Tubi protettivi circolari posati su o distanziati da pareti
Tubi protettivi non circolari posati su pareti
Tubi protettivi annegati nella muratura
Tubi protettivi circolari posati in cavità di strutture
Tubi protettivi non circolari posati in cavità di strutture
Tubi protettivi non circolari annegati nella muratura
Canali posati su parete con percorso orizzontale
Canali posati su parete con percorso verticale
Canali incassati nel pavimento
Canali sospesi
Tubi protettivi circolari posati entro cunicoli chiusi, con percorso orizzontale
o verticale
42 Tubi protettivi circolari posati entro cunicoli ventilati incassati nel pavimento
72 Canali provvisti di elementi di separazione
32
33
34
41
99
CONDUTTURE
E
CAVI
● Fig. 6.10
Cavi multipolari
incassati entro tubi o canali
METODO FONDAMENTALE
METODI EQUIVALENTI
b1) Cavi multipolari
in aria libera o in pareti
non isolanti
Entro tubi a parete
incassati sotto intonaco
Entro tubi a parete
100
Entro canali a parete o
a battiscopa
Entro tubi posti in cunicoli o in
cavità di strutture
Entro canali sospesi
Entro canali incassati nel
pavimento
TAB. 6.5 - PORTATA DEI CAVI MULTIPOLARI POSATI IN TUBO O IN CANALE
PORTATA (A)
SEZIONE
[mm2 ]
NUMERO
NUMERO
COND.
CARICATI
1
PVC
2
3
PVC
4
EPR
PVC
DI CAVI MULTIPOLARI
5
6
EPR
PVC
EPR
EPR
PVC
EPR
16,5 22
15 19,5
13
12
17,5 11,5 15,5 10,5 14,5
15,5 10,5 13,5 10 12,5
10
9
13 9,5 12,5
11,5 8,5 11
18 13
15,5 11,5
1,5
2
3
2,5
2
3
23
20
30
26
18,5
16
24
21
16
14
21
18
15
13
19,5
17
14
12
4
2
3
30
27
40
35
24
22
32
28
21
19
28
25
19,5
17,5
26
23
18
16
24
21
6
2
3
38
34
51
44
30
27
41
35
27
24
36
31
25
22
33
29
23
20
10
2
3
52
46
69
60
42
37
55
48
36
32
48
42
34
30
45
39
16
2
3
69
62
91
80
55
50
73
64
48
43
64
56
45
40
25
2
3
90
80
119
105
72
64
956
84
63
56
83
74
35
2
3
111 146
99 128
89
79
117
102
78
69
50
2
3
133 175 106 140
118 154 94 123
93
83
70
PVC
7
EPR
PVC
9
8
8
EPR
PVC
9
EPR
10
PVC
EPR
PVC
EPR
12 8,5 11,5 8,5
10,5 8
10 7,5
11
10
8
7
10,5
9,5
17
15
12,5
11
16
14
12 15,5 11,5
10,5 13,5 10
15
13
11 14,5
9,5 12,5
17
15,5
23
20
16
14,5
22
19
15,5
14
21
18
31
26
22
19,5
29
25
21
18,5
28
24
20
17,5
27
23
19
17
26
22
18
16,5
24
21
31
28
41
36
30
26
39
34
28
25
37
32
27
24
36
31
26
23
35
30
25
22
33
29
59
52
41
37
55
48
39
35
52
46
37
33
49
43
36
32
47
42
35
31
46
40
33
30
44
38
59
52
77
68
54
48
71
63
51
46
68
60
49
43
64
57
47
42
62
55
45
40
60
53
43
38
57
50
102
90
72
64
95
83
67
59
88
77
63
56
83
73
60
53
79
69
58
51
76
67
56
50
73
64
53
48
70
61
123
108
86
77
114
100
80
71
105
92
76
67
100
88
72
64
95
83
69
61
91
80
67
59
88
77
64
57
84
74
2
3
168 221 134 177 118 155 109 144 101 133
149 194 119 155 104 136 97 126 89 116
96
85
126
111
91
80
119
105
87
77
115
101
84
75
111
97
81
72
106
93
95
2
3
201 265 161 212 141 186 131 172 121 159 115 151 109 143 105 138 101 133
179 233 143 186 125 163 116 151 107 140 102 133 97 126 93 121 90 117
96
86
127
112
120
2
3
232 305 186 244 162 214 151 198 139 183 132 174 125 165 121 159 116 153 111 146
206 268 165 214 144 188 134 174 124 161 117 153 111 145 107 139 103 134 99 129
150
2
3
258 334 206 267 181 234 168 217 155 200 147 190 139 180 134 174 129 167 124 160
225 300 180 240 158 210 146 195 135 180 128 171 122 162 117 156 113 150 108 144
185
2
3
294 384 235 307 206 269 191 250 176 230 168 219 159 207 153 200 147 192 141 184
255 340 204 272 179 238 166 221 153 204 145 194 138 184 133 177 128 170 122 163
240
2
3
344 459 275 367 241 321 224 298 206 275 196 262 186 248 179 239 172 230 165 220
297 398 238 318 208 279 193 259 178 239 169 227 160 215 154 207 149 199 143 191
300
2
3
394 532 315 426 276 372 256 346 236 319 225 303 213 287 205 277 197 266 189 255
339 455 271 364 237 319 220 296 203 273 193 259 183 246 176 237 170 228 163 218
15 20 14,5
13,5 17,5 13
19
17
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:
3A Tubi protettivi circolari posati su o distanziati da pareti
4A Tubi protettivi non circolari posati su pareti
5A Tubi protettivi annegati nella muratura
21 Cavità di strutture
22A Tubi protettivi circolari posati in cavità di strutture
25 Controsoffitti e pavimenti sopraelevati
101
CONDUTTURE
E
CAVI
Cavi in aria libera non
distanziati
● Fig. 6.11
Cavi in aria libera
non distanziati
tra loro o da pareti
Cavi in aria libera non distanziati in contatto fra loro o con la muratura. Questo gruppo
comprende la posa a trifoglio o affiancata su unico strato, sospesa, a parete, su passerelle non
perforate, sotto soffitto o sotto pavimento. La dissipazione del calore è ostacolata sia dalla
parete di appaggio che dai cavi adiacenti che si devono intendere su un solo strato.
METODO FONDAMENTALE
METODI EQUIVALENTI
c) Cavi unipolari con
guaina
Posa a parete
In passerelle non perforate
In intercapedini di controsoffitti o
pavimento sopraelevati
Entro cunicoli aperti o aerati o in
cavità di strutture similari
Posa a soffitto
Entro parete con protezione
meccanica addizionale
Disposizione a trifoglio
c1) Cavi multipolari
Posa a parete
102
TAB. 6.6 - PORTATA DEI CAVI MULTIPOLARI POSATI IN FASCIO, SU PASSARELLE, MENSOLE O A CONTATTO CON LA MURATURA
PORTATA (A)
SEZIONE
[mm2 ]
NUMERO
NUMERO
COND.
CARICATI
1
2
3
EPR
4
DI CAVI MULTIPOLARI
5
6
7
8
PVC
9
EPR
PVC
10
PVC
EPR
PVC
PVC
EPR
PVC
EPR
PVC
EPR
PVC
EPR
PVC
EPR
EPR
PVC
EPR
17,5 21 15,5
15 18,5 13
18
16
14,5
12
17
15
13
11
15,5 12,5
14 10,5
15
13
12
10
14 11,5 13,5 11 13 10,5 12,5
12,5 9,5 12 9,5 11,5 9
11
1,5
2
3
22
18,5
26
23
2,5
2
3
30
25
36
32
24
20
29
26
21
17,5
25
22
19,5
16,5
24
21
18
15
22
19
17
14,5
21
18
16 19,5 15,5 18,5 15
13,5 17,5 13 16,5 12,5
18
16
14,5 17,5
12 15,5
4
2
3
40
34
49
42
32
27
39
34
28
24
34
29
26
22
32
27
24
20
29
25
23
19,5
28
24
22
18,5
26
23
21
17,5
25
22
20
17
25
21
19
16,5
24
20
6
2
3
51
43
63
54
41
34
50
43
36
30
44
38
33
28
41
35
31
26
38
32
29
25
36
31
28
23
34
29
27
22
33
28
26
22
32
27
24
21
30
26
10
2
3
70
60
86
75
56
48
69
60
49
42
60
53
46
39
56
49
42
36
52
45
40
34
49
43
38
32
46
41
36
31
45
39
35
30
43
38
34
29
41
36
16
2
3
94
80
115
100
75
64
92
80
66
56
81
70
61
52
75
65
56
48
69
60
54
46
66
57
51
43
62
54
49
42
60
52
47
40
58
50
45
38
55
48
25
2
3
119 149
101 127
95
81
119
102
83
71
104
89
77
66
97
83
71
61
89
76
68
58
85
72
64
55
80
69
62
53
77
66
60
51
75
64
57
48
72
61
35
2
3
148 185 118 148 104 130
126 158 101 126 88 111
96
82
120
103
89
76
111
95
84
72
105
90
80
68
100
85
77
66
96
82
74
63
93
79
71
60
89
76
50
2
3
180 225 144 180 126 158 117 146 108 135 103 128
153 192 122 154 107 134 99 125 92 115 87 109
97
83
122
104
94
80
117
100
90
77
113
96
86
73
108
92
70
2
3
232 289 186 231 162 202 151 188 139 173 132 165 125 156 121 150 116 145 111 139
196 246 157 197 137 172 127 160 118 148 112 140 106 133 102 128 98 123 94 118
95
2
3
282 352 226 282 197 246 183 229 169 211 161 201 152 190 147 183 141 176 135 169
238 298 190 238 167 209 155 194 143 179 136 170 129 161 124 155 119 149 114 143
120
2
3
328 410 262 328 230 287 213 267 197 246 187 234 177 221 171 213 164 205 157 197
276 346 221 277 193 242 179 225 166 208 157 197 149 187 144 180 138 173 132 166
150
2
3
379 473 303 378 265 331 246 307 227 284 216 270 205 255 197 246 190 237 182 227
319 399 255 319 223 279 207 259 191 239 182 227 172 215 166 207 160 200 153 192
185
2
3
434 542 347 434 304 379 282 352 260 325 247 309 234 293 226 282 217 271 208 260
364 456 291 365 255 319 237 296 218 274 207 260 197 246 189 237 182 228 175 219
240
2
3
514 641 411 513 360 449 334 417 308 385 293 365 278 346 267 333 257 321 247 308
430 538 344 430 301 377 280 350 258 323 245 307 232 291 224 280 215 269 206 258
300
2
3
593 741 474 593 415 519 385 482 356 445 338 422 320 400 308 385 297 371 285 356
497 621 398 497 348 435 323 404 298 373 283 354 268 335 258 323 249 311 239 298
103
CONDUTTURE
E
CAVI
Cavi in aria libera non
distanziati posati in
unico strato
● Fig. 6.12
Cavi su passerelle
posizionati su unico strato
Cavi in aria libera non distanziati posati in unico strato su passerelle perforate su mensole o su
altri supporti che non impediscono la libera circolazione dell’aria tutt’attorno ai cavi . La
situazione di dissipazione termica è migliore rispetto al caso precedente perché non è impedita
dal supporto di appoggio; le passerelle si intendono perforate quando la base di supporto è
perforata per almeno il 30% della superficie.
METODO FONDAMENTALE
METODI EQUIVALENTI
d) Cavi unipolari con guaina
Disposti su una sola fila
entro passerelle perforate
Disposti su una sola fila su
passerelle a scala
Disposti su una sola fila su
mensole o collari
Disposti su una sola fila su
passerelle a scala
Disposti su una sola fila su
mensole o collari
d1) Cavi multipolari
Disposti su una sola fila
entro passerelle perforate
104
TAB. 6.7 - PORTATA DEI CAVI MULTIPOLARI POSATI IN STRATO, SU PASSARELLE PERFORATE
PORTATA (A)
SEZIONE
[mm2 ]
NUMERO
NUMERO
COND.
CARICATI
1
2
3
DI CAVI MULTIPOLARI
4
5
EPR
PVC
6
EPR
7
8
9
PVC
EPR
PVC
EPR
PVC
EPR
PVC
PVC
EPR
PVC
EPR
PVC
EPR
PVC
EPR
17,5 21 17,5 21 17,5
15 18,5 15 18,5 14,5
21
18
17,5
14,5
21
18
17
14,5
20
18
17
14,5
20
18
1,5
2
3
22
18,5
26
23
19
16
23
20
18
15
21
19
2,5
2
3
30
25
36
32
26
22
31
28
25
21
30
26
24
20
29
26
24
10
29
26
24
20
28
25
24
20
28
25
23
19,5
28
25
23
19,5
28
25
4
2
3
40
34
49
42
35
30
43
37
33
28
40
34
32
27
39
34
32
27
39
34
32
27
39
33
32
27
39
33
31
27
38
33
31
27
38
33
6
2
3
51
43
63
54
44
37
55
47
42
35
52
44
41
34
50
43
41
34
50
43
40
34
50
43
40
34
50
43
40
34
49
42
40
34
49
42
10
2
3
70
60
86
75
61
52
75
65
57
49
71
62
56
48
69
60
56
48
69
60
55
47
68
59
55
47
68
59
55
47
67
59
55
47
67
59
16
2
3
94
80
115
100
82
70
100
87
77
66
94
82
75
64
92
80
75
64
92
80
74
63
91
79
74
63
91
79
73
62
90
78
73
62
90
78
25
2
3
119 149 104 130
101 127 88 110
98
83
122
104
95
81
119
102
95
81
119
102
94
80
118
100
94
80
118
100
93
79
116
99
93
79
116
99
35
2
3
148 185 129 161 121 152 118 148 118 148 117 146 117 146 115 144 115 144
126 158 110 137 103 130 101 126 101 126 100 125 100 125 98 123 98 123
50
2
3
180 225 157 196 148 185 144 180 144 180 142 178 142 178 140 176 140 176
153 192 133 167 125 157 122 154 122 154 121 152 121 152 119 150 119 150
70
2
3
232 289 202 251 190 237 186 231 186 231 183 228 183 228 181 225 181 225
196 246 171 214 161 202 157 197 157 197 155 194 155 194 153 192 153 192
95
2
3
282 352 245 306 231 289 226 282 226 282 223 278 223 278 220 275 220 275
238 298 207 259 195 244 190 238 190 238 188 235 188 235 186 232 186 232
120
2
3
328 410 285 357 269 336 262 328 262 328 259 324 259 324 256 320 256 320
276 346 240 301 226 284 221 277 221 277 218 273 218 273 215 270 215 270
150
2
3
379 473 330 412 311 388 303 378 303 378 299 374 299 374 296 369 296 369
319 399 278 347 262 327 255 319 255 319 252 315 252 315 249 311 249 311
185
2
3
434 542 378 472 356 444 347 434 347 434 343 428 343 428 339 423 339 423
364 456 317 397 298 374 291 365 291 365 288 360 288 360 284 356 284 356
240
2
3
514 641 447 558 421 526 411 513 411 513 406 506 406 506 401 500 401 500
430 538 374 468 353 441 344 430 344 430 340 425 340 425 335 420 335 420
300
2
3
593 741 516 645 486 608 474 593 474 593 468 585 468 585 463 578 463 578
497 621 432 540 408 509 398 497 398 497 393 491 393 491 388 484 388 484
105
CONDUTTURE
E
CAVI
Cavi distanziati su
passerelle
● Fig. 6.13
Cavi su passerelle
posizionati su unico strato
Cavi in aria libera distanziati posti su passerelle perforate, su mensole o su altri supporti che
non impediscono la libera circolazione dell’aria tutt’attorno ai cavi (Fig. 6.13). Due cavi si
intendono distanziati quando la distanza fra loro supera il doppio del diametro esterno del
cavo di sezione superiore; la distanza da pareti non deve essere inferiore al 30% del diametro
del cavo.
METODO FONDAMENTALE
METODI EQUIVALENTI
e) Cavi unipolari distanziati
su piano verticale
Su mensole
Su fissacavi
Su staffe, traversini e simili
Su passerelle a scala
Su passerelle perforate
e1) Cavi unipolari distanziati
su piano orizzontale
Su mensole
106
TAB. 6.8 - PORTATA DEI CAVI MULTIPOLARI POSATI DISTANZIATI SU MENSOLE E PASSERELLE
PORTATA (A)
SEZIONE
[mm2 ]
NUMERO
NUMERO
COND.
CARICATI
1
2
3
DI CAVI MULTIPOLARI
4
5
EPR
PVC
6
EPR
7
8
9
PVC
EPR
PVC
EPR
PVC
EPR
PVC
PVC
EPR
PVC
EPR
PVC
EPR
PVC
EPR
17,5 21 17,5 21 17,5
15 18,5 15 18,5 14,5
21
18
17,5
14,5
21
18
17
14,5
20
18
17
14,5
20
18
1,5
2
3
22
18,5
26
23
19
16
23
20
18
15
21
19
2,5
2
3
30
25
36
32
26
22
31
28
25
21
30
26
24
20
29
26
24
10
29
26
24
20
28
25
24
20
28
25
23
19,5
28
25
23
19,5
28
25
4
2
3
40
34
49
42
35
30
43
37
33
28
40
34
32
27
39
34
32
27
39
34
32
27
39
33
32
27
39
33
31
27
38
33
31
27
38
33
6
2
3
51
43
63
54
44
37
55
47
42
35
52
44
41
34
50
43
41
34
50
43
40
34
50
43
40
34
50
43
40
34
49
42
40
34
49
42
10
2
3
70
60
86
75
61
52
75
65
57
49
71
62
56
48
69
60
56
48
69
60
55
47
68
59
55
47
68
59
55
47
67
59
55
47
67
59
16
2
3
94
80
115
100
82
70
100
87
77
66
94
82
75
64
92
80
75
64
92
80
74
63
91
79
74
63
91
79
73
62
90
78
73
62
90
78
25
2
3
119 149 104 130
101 127 88 110
98
83
122
104
95
81
119
102
95
81
119
102
94
80
118
100
94
80
118
100
93
79
116
99
93
79
116
99
35
2
3
148 185 129 161 121 152 118 148 118 148 117 146 117 146 115 144 115 144
126 158 110 137 103 130 101 126 101 126 100 125 100 125 98 123 98 123
50
2
3
180 225 157 196 148 185 144 180 144 180 142 178 142 178 140 176 140 176
153 192 133 167 125 157 122 154 122 154 121 152 121 152 119 150 119 150
70
2
3
232 289 202 251 190 237 186 231 186 231 183 228 183 228 181 225 181 225
196 246 171 214 161 202 157 197 157 197 155 194 155 194 153 192 153 192
95
2
3
282 352 245 306 231 289 226 282 226 282 223 278 223 278 220 275 220 275
238 298 207 259 195 244 190 238 190 238 188 235 188 235 186 232 186 232
120
2
3
328 410 285 357 269 336 262 328 262 328 259 324 259 324 256 320 256 320
276 346 240 301 226 284 221 277 221 277 218 273 218 273 215 270 215 270
150
2
3
379 473 330 412 311 388 303 378 303 378 299 374 299 374 296 369 296 369
319 399 278 347 262 327 255 319 255 319 252 315 252 315 249 311 249 311
185
2
3
434 542 378 472 356 444 347 434 347 434 343 428 343 428 339 423 339 423
364 456 317 397 298 374 291 365 291 365 288 360 288 360 284 356 284 356
240
2
3
514 641 447 558 421 526 411 513 411 513 406 506 406 506 401 500 401 500
430 538 374 468 353 441 344 430 344 430 340 425 340 425 335 420 335 420
300
2
3
593 741 516 645 486 608 474 593 474 593 468 585 468 585 463 578 463 578
497 621 432 540 408 509 398 497 398 497 393 491 393 491 388 484 388 484
107
CONDUTTURE
E
CAVI
Cavi interrati. Questo tipo di posa non è per ora considerato dalle tabelle CEI UNEL e perciò in
Tab. 6.9 si fa riferimento alle portate indicate nella Pubblicazione IEC 364-5.
Cavi interrati
● Fig. 6.14
Cavi interrati
METODO FONDAMENTALE
METODI EQUIVALENTI
f) Posati direttamente
nel terreno
108
Cavi interrati protetti da tegolo
Cavi entro tubi di PVC interrati
Cavi entro tubi di cemento
Cavi entro cunicolo o altra struttura
edile interrata
TAB. 6.9 - PORTATA DEI CAVI POSA INTERRATA
SEZIONE
[mm2 ]
NUMERO
PORTATA (A)
COND.
CARICATI
UNIPOLARI
UNIPOLARI
IN TUBI
INTERRATI A CONTATTO
MULTIPOLARI
IN
TUBO INTERRATO
IN
TUBO INTERRATO
PVC
EPR
PVC
EPR
PVC
EPR
1,5
2
3
22
20
26
23
21
18
24
21
19
16
23
19
2,5
2
3
29
26
34
31
27
23
32
27
25
21
30
25
4
2
3
38
34
44
40
36
30
41
35
33
28
39
32
6
2
3
47
43
54
49
45
38
52
44
41
35
49
41
10
2
3
63
57
73
67
61
51
70
59
56
47
66
55
16
2
3
82
74
95
85
78
66
91
77
73
61
86
72
25
2
3
105
95
122
110
101
86
118
100
94
79
111
93
35
2
3
127
115
148
133
123
104
144
121
115
97
136
114
50
2
3
157
141
182
163
153
129
178
150
143
120
168
141
70
2
3
191
171
222
198
187
158
218
184
175
148
207
174
95
2
3
225
201
261
233
222
187
258
217
206
175
245
206
120
2
3
259
231
301
268
256
216
298
251
240
202
284
238
150
2
3
294
262
343
304
292
248
340
287
273
231
324
272
185
2
3
330
293
385
340
328
277
383
323
307
259
364
306
240
2
3
386
342
450
397
385
325
450
379
360
304
428
360
TAB. 6.9A - INFLUENZA
DELLA RESISTIVITÀ TERMICA DEL TERRENO
Resistività del terreno (K x m/W)
1
1,2
TAB. 6.9B - INFLUENZA
DELLA PROFONDITÀ DI POSA
1,5
2
2,5
Profondità di posa (m)
0,5
0,8
0,82
Fattore di correzione
1,02
1
Cavi unipolari fattore di correzione
1,08 1,05
1
0,9
Cavi multipolari fattore di correzione
1,06 1,04
1
0,91 0,84
1
1,2
1,5
0,98 0,96 0,94
109
CONDUTTURE
E
CAVI
REQUISITI PARTICOLARI
Propagazione del
fuoco lungo i cavi
I cavi in aria installati singolarmente, cioè distanziati tra loro di almeno 250 mm, devono
rispondere 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 di
propagazione di un eventuale incendio, devono essere conformi alla Norma CEI 20-22.
Provvedimenti contro
il fumo
Nel caso di installazione di notevoli quantità di cavi in ambienti chiusi, frequentati dal pubblico
e di difficile e lenta evacuazione, devono essere adottati sistemi di posa atti ad impedire il
dilagare del fumo negli ambienti stessi o, in alternativa, cavi a bassa emissione di fumo come
prescritto dalle Norme CEI 20-37 e 20-38.
Problemi connessi allo
sviluppo di gas tossici
e corrosivi
Se i cavi sono installati in ambienti chiusi frequentati dal pubblico, oppure si trovano a
coesistere in ambienti chiusi con apparecchiature particolarmente vulnerabili da agenti
corrosivi, deve essere tenuto presente il pericolo che i cavi, bruciando, sviluppino gas tossici o
corrosivi.
Ove tale pericolo sussista occorre fare ricorso all’impiego di cavi aventi la caratteristica di non
sviluppare gas tossici e corrosivi (Norma CEI 20-37 e 20-38).
Colori distintivi
dei cavi
I conduttori impiegati nell’esecuzione degli impianti devono essere contraddistinti dalle
colorazioni previste dalle tabelle CEI-UNEL 00722 e 00712. In particolare i conduttori di neutro
e di protezione devono essere contraddistinti rispettivamente con il colore blu chiaro e con il
bicolore giallo-verde. I conduttori di fase, devono essere contraddistinti in modo univoco, in
tutto l’impianto, dai colori: nero, grigio cenere, marrone.
SEZIONI MINIME
Le sezioni dei conduttori devono essere calcolate in funzione della potenza impegnata e della
lunghezza 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 di
corrente prevista, per i diversi circuiti. In ogni caso le sezioni minime dei conduttori in rame
sono:
AMMESSE E CADUTE
DI TENSIONE NEI CAVI
- 0,1 mm2 per circuiti di comando e di segnalazione ad installazione fissa destinati ad
apparecchiature 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 potenza
unitaria 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 potenza
nominale superiore a 3,6 kW.
Per la verifica delle cadute di tensione massime ammissibili viene riportata nel seguito la
Tab. 6.10 ricavata dalla tabella UNEL 35023-70.
110
● Tab. 6.10
CAVI
Cadute di tensione massime
ammissibili per cavi per
energia isolati con gomma
SEZIONE
NOMINALE
CORRENTE
CAVI
UNIPOLARI
ALTERNATA
CORRENTE
MONOFASE
ALTERNATA
TRIFASE
BIPOLARI
CORRENTE
ALTERNATA
MONOFASE
CAVI
TRIPOLARI
CORRENTE
ALTERNATA
TRIFASE
o con materiale
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 / Am
1
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
300
400
44,2
29,7
17,8
11,1
7,41
4,47
2,82
1,78
1,28
0,947
0,656
0,473
0,375
0,306
0,246
0,189
0,152
0,121
35,6
23,9
14,4
9,08
6,10
3,72
2,39
1,55
1,15
0,878
0,641
0,494
0,413
0,356
0,306
0,259
0,229
0,202
38,3
25,7
15,4
9,65
6,42
3,87
2,44
1,54
1,11
0,820
0,568
0,410
0,325
0,265
0,213
0,163
0,132
0,105
30,8
20,7
12,5
7,87
5,28
3,22
2,07
1,34
0,993
0,760
0,555
0,428
0,358
0,308
0,265
0,224
0,198
0,175
45,0
30,2
18,2
11,4
7,56
4,55
2,87
1,81
1,31
0,967
0,669
0,484
0,383
0,314
0,251
0,193
0,156
0,125
36,1
24,3
14,7
9,21
6,16
3,73
2,39
1,55
1,14
0,866
0,624
0,476
0,394
0,341
0,289
0,245
0,215
0,189
39,0
26,1
15,7
9,85
6,54
3,94
2,48
1,57
1,13
0,838
0,579
0,419
0,332
0,272
0,217
0,167
0,135
0,108
31,3
21,0
12,7
7,98
5,34
3,24
2,07
1,34
0,988
0,750
0,541
0,412
0,342
0,295
0,250
0,212
0,186
0,164
termoplastico aventi
grado di isolamento
non superiore a 4
Note:
(1) La temperatura di riferimento assunta è di 80 °C. I valori della tabella sono applicabili, con sufficiente approssimazione, per tutti i cavi per
energia, rigidi, semirigidi, o flessibili isolati con le varie qualità di gomma o di materiale termoplastico, aventi temperature caratteristiche fino
a 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 della
linea 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 di
tensione:
∆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.
111
CONDUTTURE
E
CAVI
Sezione minima dei
conduttori di neutro
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 in
alluminio), 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 la
necessaria portata in servizio ordinario
- sia assicurata la protezione contro le sovracorrenti.
Sezione dei
conduttori di terra
e protezione
● Tab. 6.11
Sezione dei conduttori
di terra e protezione
Sezione minima del
conduttore di terra
La sezione dei conduttori di terra e protezione, può essere dedotta dalla Tab. 6.11. Se
dall’applicazione della tabella risultasse una sezione non unificata occorrerà adottare il
conduttore avente sezione unificata in eccesso rispetto al valore calcolato.
SEZIONE S f (mm2 ) DEI CONDUTTORI
DI FASE DELL’IMPIANTO
SEZIONE S p (mm2 )
DEL CORRISPONDENTE
CONDUTTORE DI PROTEZIONE
S f ≤ 16
16 < S f ≤ 35
S f > 35
Sp = Sf
16
Sp = Sf / 2
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 all’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
CARATTERISTICA
DI POSA DEL CONDUTTORE
conduttori di terra
MATERIALE
Protetto contro la corrosione,
ma non meccanicamente
Non protetto contro la
corrosione
112
Rame
Ferro
Rame
Ferro
SEZIONE
(mm2)
MINIMA
16
16
25
50
Conduttori
equipotenziali
I conduttori equipotenziali devono essere conformi alle prescrizioni contenute nella sezione 708
della Norma CEI 64-8, che qui vengono sinteticamente riassunte:
Sezioni minime
dei conduttori
equipotenziali
principali
1) Detta Se la sezione del conduttore equipotenziale dev’essere:
Se ≥ S p / 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 di
25 mm2.
4) Se il conduttore equipotenziale è di altro materiale la sezione può non superare la sezione
equivalente di quella del conduttore di rame di cui al precedente punto 3.
Sezioni minime
dei conduttori
equipotenziali
supplementari
Un conduttore equipotenziale supplementare che connette due masse deve avere sezione non
inferiore a quella del conduttore di protezione di sezione minore.
Un conduttore equipotenziale supplementare che connette una massa a masse estranee deve
avere 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 una
massa estranea all’impianto di terra, deve avere sezione non inferiore a 2,5 mm2 se è prevista
una protezione meccanica, 4 mm2 se non è prevista una protezione meccanica.
Nel caso si utilizzino masse estranee per assicurare il collegamento equipotenziale
supplementare, devono essere soddisfatte le prescrizioni indicate all’articolo 543.2.4 della
Norma CEI 64-8.
113
CONDUTTURE
E
CAVI
CADUTA DI TENSIONE
NEI CAVI
Definizione e metodi
di calcolo
Si definisce caduta di tensione la differenza fra il valore della tensione nel punto di
alimentazione (origine) e quello nel punto di utilizzazione dell’energia elettrica.
È noto come una tensione troppo bassa ai morsetti dell’utenza, costituisce un elemento negativo
per il buon funzionamento dell’impianto poiché a parità di potenza erogata, una tensione
inferiore alla nominale provoca un aumento della corrente assorbita con conseguente
riscaldamento dei conduttori delle apparecchiature alimentate.
Nella Norma CEI 64-8 troviamo una raccomandazione volta a contenere la c.d.t ai morsetti
dell’utilizzatore entro il limite del 4% della tensione nominale. Il motivo è che i motori elettrici
sono costruiti per funzionare in servizio normale, con una variazione di tensione non superiore
al ± 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 della
tensione, 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 perdite
poiché la potenza dissipata è proporzionale al quadrato della corrente.
Nella tabella sono contenuti i valori della resistenza e della reattanza dei cavi unificati dedotti
dalla tabella UNEL CEI 35023-70.
Il valore della caduta di tensione può essere calcolato mediante la formula classica:
Valore della caduta di
tensione
(1)
∆U = k · IB · L · (R· cos ϕ + X · sen ϕ)
volendo il valore percentuale si avrà:
(2)
Dove:
IB
K
∆U
∆u % = --------------- 100
Un
è la corrente assorbita dall’utenza in A
è un fattore di tensione pari a 2 nei sistemi monofasi e bifasi e a
1,73 nei sistemi trifasi
L
è la lunghezza della linea in km
R
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 V
cos ϕ è il fattore di potenza del carico.
114
TAB. 6.13 - RESISTENZA
sez. [mm2]
CAVO
1,5
E REATTANZA SPECIFICA DEI CAVI UNIFICATI (TABELLA UNEL
35023-70)
(1)
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
0,236
0,188
0,153
0,123
240
300
UNIPOLARE
r [mΩ/m]
14,8
8,91
5,57
3,71
2,24
1,41
0,889
0,641
0,473
0,328
x [mΩ/m]
0,168
0,156
0,143
0,135
0,119
0,112
0,106
0,101
0,101
0,0965 0,0975 0,0939 0,0928 0,0908 0,0902 0,0895
2,27
1,43
0,907
0,654
0,483
0,334
CAVO
0,0943 0,0761
BIPOLARE, TRIPOLARE
r [mΩ/m]
15,1
9,08
5,68
3,78
x [mΩ/m]
0,118
0,109
0,101
0,095
0,241
0,191
0,157
0,125
0,0966 0,0780
0,0861 0,0817 0,0813 0,0783 0,0779 0,0751 0,0762 0,0745 0,0745 0,0742 0,0752 0,0750
Note
(1) Materiale conduttore: rame, temperatura di riferimento 80°C
Esempio
Si voglia verificare la caduta di tensione dell’utenza rappresentata in figura avente i seguenti
dati:
Sezione del cavo
35 mm2
Lunghezza
100 m
Corrente assorbita dall’utenza
120 A
Tensione nominale dell’impianto
400 V
Caduta di tensione massima ammessa 3 %
cavo multipolare Cu/EPR
Fattore di potenza
0,9
posa in aria libera ravvicinata
su passerella non perforata
Dalla tabella rileviamo per un cavo tripolare da 35 mm2
r = 0,654
x = 0,0783
S = 35 mm2 Cu
L = 100 m
IB = 120 A
COS ϕ = 0,9
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 del
cavo è corretta.
115
CONDUTTURE
E
CAVI
Calcolo della caduta di
tensione per diversi
valori di cos ϕ
Con l’ausilio delle tabelle che seguono è possibile ricavare la ∆U % per valori diversi del fattore
di 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
IB
IB tab.
∆U% tab
Note
Nel caso di distribuzione monofase
occorre moltiplicare il valore della
tabella per 2
è la lunghezza della linea in metri
è la reale corrente di impiego della linea
è il valore della prima colonna della tabella immediatamente superiore al valore di IB.
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 calcolo
della ∆U è considerato nella fase di avviamento del motore supponendo che Ibeff sia uguale alla
corrente 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° di
conduttori in parallelo.
● Tab. 6.14
Caduta di tensione %
sez. [mm2]
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
300
a cos ϕ = 0,8 per 100 m
4
2,07
1,25
0,79
0,53
0,32
0,21
0,13
di cavo
6
3,10
1,88
1,18
0,79
0,48
0,31
0,20
0,15
0,11
10
5,17
3,13
1,97
1,32
0,81
0,52
0,34
0,25
0,19
0,14
0,11
16
8,27
5,00
3,15
2,11
1,29
0,83
0,54
0,40
0,30
0,22
0,17
0,14
0,12
0,11
20
10,34
6,25
3,93
2,64
1,61
1,04
0,67
0,50
0,38
0,28
0,21
0,18
0,15
0,13
0,11
25
12,93
7,82
4,92
3,30
2,02
1,29
0,84
0,62
0,48
0,35
0,27
0,22
0,19
0,17
0,14
0,12
10,01
6,29
4,22
2,58
1,66
1,07
0,79
0,61
0,44
0,34
0,29
0,25
0,21
0,18
0,16
40
7,87
5,28
3,23
2,07
1,34
0,99
0,76
0,55
0,43
0,36
0,31
0,26
0,22
0,20
50
9,83
6,60
4,03
2,59
1,68
1,24
0,95
0,69
0,54
0,45
0,39
0,33
0,28
0,25
63
8,32
5,08
3,26
2,11
1,56
1,20
0,87
0,67
0,56
0,49
0,42
0,35
0,31
80
10,56
6,46
4,14
2,68
1,99
1,52
1,11
0,86
0,72
0,62
0,53
0,45
0,40
90
7,26
4,66
3,02
2,23
1,71
1,25
0,96
0,81
0,69
0,60
0,50
0,45
100
8,07
5,18
3,35
2,48
1,90
1,39
1,07
0,90
0,77
0,66
0,56
0,50
125
6,47
4,19
3,10
2,38
1,73
1,34
1,12
0,96
0,83
0,70
0,62
150
7,76
5,03
3,72
2,85
2,08
1,61
1,34
1,16
0,99
0,84
0,74
175
9,06
5,87
4,35
3,33
2,43
1,87
1,57
1,35
1,16
0,98
0,87
200
10,35
6,71
4,97
3,80
2,77
2,14
1,79
1,54
1,332
1,12
0,99
7,55
5,59
4,28
3,12
2,41
2,01
1,73
1,49
1,26
1,12
6,21
4,75
3,47
2,68
2,24
1,93
1,65
1,40
1,24
5,23
3,81
2,94
2,46
2,12
1,82
1,54
1,36
4,16
3,21
2,69
2,31
1,99
1,68
1,49
3,48
2,91
2,51
2,15
1,82
1,61
3,13
2,70
2,32
1,96
1,74
2,89
2,48
2,10
1,86
2,65
2,24
1,98
2,52
2,23
32
225
250
275
300
325
350
375
400
450
500
116
1,5
Ib [A]
2,48
● Tab. 6.15
Caduta di tensione %
sez. [mm2]
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
300
Ib [A]
a cos ϕ = 0,85 per 100 m
4
2,19
1,33
0,83
0,56
0,34
0,22
0,14
di cavo
6
3,29
1,99
0,125
0,84
0,51
0,33
0,21
0,16
0,12
10
5,49
3,32
2,08
1,40
0,85
0,54
0,35
0,26
0,20
0,14
0,11
16
8,78
5,30
3,33
2,23
1,36
0,87
0,56
0,41
0,32
0,23
0,17
0,14
0,12
0,11
20
10,97
6,63
4,17
2,79
1,70
1,09
0,70
0,52
0,39
0,29
0,22
0,18
0,15
0,13
0,11
25
13,71
8,29
5,21
3,49
2,13
1,36
0,88
0,65
0,49
0,36
0,27
0,23
0,19
0,16
0,14
0,12
10,61
6,66
4,47
2,73
1,74
1,12
0,83
0,63
0,46
0,35
0,29
0,25
0,21
0,18
0,15
40
8,33
5,59
3,41
2,18
1,41
1,04
0,79
0,57
0,44
0,36
0,31
0,26
0,22
0,19
50
10,41
6,98
4,26
2,72
1,76
1,29
0,99
0,71
0,55
0,45
0,39
0,33
0,28
0,24
63
8,80
5,37
3,43
2,21
1,63
1,24
0,90
0,69
0,57
0,49
0,42
0,35
0,31
80
11,17
6,81
4,36
2,81
2,07
1,58
1,14
0,87
0,72
0,62
0,53
0,44
0,39
90
7,66
4,90
3,16
2,33
1,77
1,28
0,98
0,82
0,70
0,59
0,50
0,44
100
8,52
5,45
3,51
2,59
1,97
1,43
1,09
0,91
0,77
0,66
0,55
0,48
125
6,81
4,39
3,24
2,46
1,78
1,36
1,13
0,97
0,82
0,69
0,61
150
8,17
5,27
4,88
2,96
2,14
1,64
1,36
1,16
0,99
0,83
0,73
175
9,53
6,15
4,53
3,45
2,50
1,91
1,59
1,36
1,15
0,97
0,85
200
10,89
7,03
5,18
3,94
2,85
2,18
1,81
1,55
1,32
1,11
0,97
7,91
5,83
4,44
3,21
2,46
2,04
1,74
1,48
1,24
1,09
6,47
4,93
3,57
2,73
2,27
1,94
1,65
1,38
1,21
5,42
3,93
3,00
2,49
2,13
1,81
1,52
1,33
4,28
3,27
2,72
2,32
1,98
1,66
1,45
3,55
2,95
2,52
2,14
1,80
1,57
3,17
2,71
2,31
1,94
1,70
2,91
2,47
2,07
1,82
2,64
2,21
1,94
2,49
2,18
32
225
250
275
300
325
350
375
400
450
500
● Tab. 6.16
Caduta di tensione %
sez. [mm2]
2,42
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
300
Ib [A]
a cos ϕ = 0,9 per 100 m
4
2,32
1,40
0,88
di cavo
6
3,48
2,10
1,32
0,88
0,54
0,34
0,22
0,16
0,12
10
5,80
3,50
2,20
1,47
0,90
0,57
0,37
0,27
0,20
0,15
0,11
16
9,28
5,60
3,52
2,35
1,43
0,91
0,59
0,43
0,33
0,23
0,18
0,15
0,12
0,10
20
11,60
7,00
4,40
2,94
1,79
1,14
0,73
0,54
0,41
0,29
0,22
0,18
0,15
0,13
0,11
25
14,50
8,75
5,49
3,68
2,24
1,43
0,92
0,67
0,51
0,37
0,28
0,23
0,19
0,16
0,13
0,12
11,21
7,03
4,71
2,87
1,83
1,17
0,86
0,65
0,47
0,35
0,29
0,25
0,21
0,17
0,15
8,79
5,89
3,58
2,28
1,47
1,08
0,81
0,58
0,44
0,36
0,31
0,26
0,22
0,19
7,36
4,48
2,85
1,83
1,34
1,02
0,73
0,55
0,45
0,39
0,33
0,27
0,23
63
5,64
3,60
2,31
1,69
1,28
0,92
0,70
0,57
0,49
0,41
0,34
0,29
80
7,16
4,57
2,93
2,15
1,63
1,17
0,88
0,73
0,62
0,52
0,43
0,37
90
8,06
5,14
3,30
2,42
1,83
1,31
0,99
0,82
0,69
0,59
0,48
0,42
100
8,95
5,71
3,66
2,69
2,03
1,46
1,10
0,91
0,77
0,65
0,54
0,47
125
7,13
4,58
3,36
2,54
1,83
1,38
1,14
0,96
0,81
0,67
0,58
150
8,56
5,50
4,03
3,05
2,19
1,66
1,36
1,16
0,98
0,81
0,70
175
9,99
6,41
4,71
3,56
2,56
1,93
1,59
1,35
1,14
0,94
0,81
200
11,41
7,33
5,38
4,07
2,92
2,21
1,82
1,54
1,30
1,08
0,93
8,25
6,05
4,58
3,29
2,48
2,05
1,74
1,46
1,21
1,05
6,72
5,09
3,65
2,76
2,27
1,93
1,63
1,34
1,16
5,59
4,02
3,04
2,50
2,12
1,79
1,48
1,28
4,38
3,31
2,73
2,31
1,95
1,61
1,40
3,59
2,96
2,51
2,12
1,75
1,51
3,18
2,70
2,28
1,88
1,63
2,89
2,44
2,02
1,75
2,60
2,15
1,86
2,42
2,09
32
40
50
225
250
275
300
325
350
375
400
450
500
2,33
117
CONDUTTURE
E
CAVI
● Tab. 6.17
Caduta di tensione %
sez. [mm2]
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
a cos ϕ = 0,35 per 100 m
4
4,62
2,83
1,80
1,23
0,78
0,52
0,36
0,28
0,23
0,18
0,15
0,13
0,12
0,11
0,10
di cavo
6
6,93
4,24
2,71
1,85
1,16
0,78
0,53
0,41
0,34
0,27
0,23
0,20
0,18
0,17
0,15
0,14
10
11,56
7,07
4,51
3,09
1,94
1,30
0,89
0,69
0,56
0,44
0,38
0,33
0,30
0,28
0,25
0,24
16
18,49
11,31
7,22
4,94
3,10
2,07
1,42
1,10
0,90
0,71
0,60
0,53
0,49
0,44
0,41
0,38
20
23,11
14,14
9,02
6,17
3,88
2,59
1,78
1,38
1,13
0,89
0,75
0,67
0,61
0,55
0,51
0,48
25
28,89
17,67
11,28
7,71
4,85
3,24
2,22
1,73
1,41
1,11
0,94
0,83
0,76
0,69
0,64
0,60
22,62
14,43
9,87
6,20
4,15
2,84
2,21
1,80
1,42
1,21
1,07
0,97
0,89
0,81
0,77
18,04
12,34
7,75
5,18
3,55
2,76
2,25
1,78
1,51
1,33
1,22
1,11
1,02
0,96
15,43
9,69
6,48
4,44
3,45
2,82
2,22
1,88
1,66
1,52
1,39
1,27
1,20
63
12,21
8,16
5,60
4,35
3,55
2,80
2,37
2,10
1,92
1,75
1,60
1,51
80
15,51
10,36
7,11
5,52
4,51
3,55
3,01
2,66
2,43
2,22
2,04
1,91
90
17,45
11,66
8,00
6,22
5,07
4,00
3,39
3,00
2,74
2,50
2,29
2,15
100
19,39
12,96
8,89
6,91
5,63
4,44
3,77
3,33
3,04
2,77
2,54
2,39
125
16,19
11,11
8,63
7,04
5,55
4,71
4,16
3,80
3,47
3,18
2,99
150
19,43
13,33
10,36
8,45
6,66
5,65
4,99
4,56
4,16
3,82
3,59
175
22,67
15,55
12,08
9,86
7,77
6,59
5,83
5,32
4,85
4,45
4,19
200
25,91
17,77
13,81
11,27
8,89
7,53
6,66
6,08
5,55
5,09
4,78
225
29,15
19,99
15,54
12,67
10,00
8,47
7,49
6,84
6,24
5,72
5,38
22,22
17,26
14,08
11,11
9,41
8,32
7,60
6,93
6,36
5,98
15,49
12,22
10,36
9,15
8,36
7,63
7,00
6,58
13,33
11,30
9,99
9,12
8,32
7,63
7,18
12,24
10,82
9,88
9,01
8,27
7,77
11,65
10,64
9,71
8,90
8,37
11,41
10,40
9,54
8,97
11,09
10,18
9,57
11,45
10,76
32
40
50
250
275
300
325
350
375
400
450
11,96
500
Esempio
Con un cavo trifase in rame della sezione di 50 mm2 e lunghezza 130 m (0,13 km) si alimenta
un motore trifase (400 V) che assorbe:
125 A nominali con cos ϕ = 0,8
625 A (pari a 5 In) in fase di avviamento con
cos ϕ = 0,35
La caduta di tensione sul quadro di alimentazione, per
effetto di altri carichi, è di 3,5 V tra le fasi.
Si chiede la caduta di tensione percentuale ai morsetti del
motore nel funzionamento normale ed in fase di
avviamento.
S = 50 mm2 Cu
L = 130 m
IB = 125 A
IAVV = 625 A
M
118
300
Ib [A]
Caduta di tensione in
funzionamento
normale
Dalla tabella della caduta di tensione a cos ϕ 0,8 in corrispondenza della corrente di 125 A e
della 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.
Caduta di tensione in
fase di avviamento
Dalla tabella della caduta di tensione a cos ϕ 0,35 (fase di avviamento) in corrispondenza della
corrente di 125 A e della sezione di 50 mm2 troviamo una c.d.v. del 7,04 % per 100m di cavo
con una corrente di avviamento pari a 5 In. Quella corrispondente ad una lunghezza di 140 m
sarà:
∆U % = 7,04 x 1,4 = 9,856 %
Il valore calcolato risulta contenuto nel 10 % suggerito, pertanto si può ritenere accettabile. In
caso contrario è necessario aumentare la sezione del cavo.
Nota: La verifica effettuata si considera normalmente accettabile a meno che il motore abbia
una corrente nominale superiore al 30 % del totale dei carichi allacciati allo stesso quadro. In
quest’ultimo caso si rende necessaria la verifica della caduta di tensione sull’intero sistema di
alimentazione.
Un ulteriore metodo veloce per calcolare le cadute di tensione nei cavi unipolari, bipolari e
tripolari isolati in gomma o materiale termoplastico con grado superiore a 4 nei casi con
fattore di potenza uguale a 1 o a 0,8 con è indicato nella Tab. 6.10.
119
PROTEZIONE
CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO
LA PROTEZIONE
CONTRO
LE SOVRACORRENTI
La protezione contro le sovracorrenti nelle reti di distribuzione elettrica in bassa tensione, è una
componente importante del problema più generale della sicurezza e dall'affidabilità degli
impianti elettrici.
In tale ottica è necessario che i conduttori attivi di un circuito elettrico siano protetti da uno o più
dispositivi in grado di interrompere automaticamente l'alimentazione quando si produce
sovracorrente.
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 limite
ammissibile. In funzione della loro entità e del tempo di mantenimento le sovracorrenti possono
generare aumenti lenti o repentini della temperatura e anche la fusione degli isolanti se non
addirittura del conduttore di rame.
Per meglio studiare il problema si usa suddividere le sovracorrenti in due famiglie: i
sovraccarichi 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 punto
della linea, prima che esse provochino nel conduttore un riscaldamento tale da danneggiare
l'isolamento;
- essere installato in generale all'origine di ogni circuito e di tutte le derivazioni aventi portate
differenti (diverse sezioni dei conduttori, diverse condizioni di posa e ambientali, nonché un
diverso tipo di isolamento del conduttore) (Fig. 7.1).
● Fig. 7.1
Ciascuna partenza ha
un proprio dispositivo di
protezione
La frontiera tra sovracarico e cortocircuito è quanto mai labile e soggettiva, mancando un
oggettivo criterio per fissarla. Nella Tab. 7.1 sono evidenziate le differenze principali.
Anche le Norme CEI non si sbilanciano eccessivamente a riguardo; pur tuttavia studiano
separatamente queste correnti e ne prevedono il controllo e l'interruzione secondo procedure
diverse e quasi indipendenti.
120
● Tab. 7.1
Differenze tra sovraccarichi
e corto circuiti
SOVRACCARICHI
STATO
Integro
DELL’IMPIANTO
RANGE
DI VALORI
CORTO
IZ
CIRCUITO
Guasto
= 10 IZ
= 10 IZ
TERMODINAMICA
fenomeno lento e diabatico
fenomeno velocissimo e adiabatico
CAUSE
umane volontarie
umane involontarie o accidentali
TEMPO-DURATA
dai secondi, ai minuti alle ore
millisecondi
APPARECCHIO DI PROTEZIONE
interruttore automatico
interruttore automatico o fusibile
INSTALLAZIONE DELLA PROTEZIONE
qualsiasi punto sulla linea
all’inizio della linea
termico bimetallo
bobina elettromagnetica
RELÈ DI SGANCIO
DELL’INTERRUTTORE
Una prima differenza riguarda lo stato dell'impianto. I sovraccarichi si manifestano mentre
l'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 oltre
misura (per la quantità o per la sollecitazione unitaria) gli apparecchi utilizzatori a sua
disposizione (motori, pompe, corpi illuminanti, ecc.) e, di conseguenza, sollecita
eccessivamente le conduttore coinvolte che assorbono correnti elevate, superiori alla portata e
dunque sovraccaricano i cavi.
Il corto circuito si verifica invece in un impianto o in un componente in seguito ad un guasto. Per
guasto si intende un cedimento casuale e involontario dell'isolamento di uno o più cavi in
tensione verso massa o fra loro. Tale situazione causa un assorbimento di corrente elevatissima
tra i due punti in avaria.
Una seconda differenza è puramente quantitativa e convenzionale e riguarda corrente e
tempo. Consiste nel limitare a una corrente pari ad esempio a 10 volte la IZ, il confine di
demarcazione tra correnti di sovraccarico o di corto circuito e nel fissare in pochi secondi (fino
a cinque) il tempo di mantenimento, che caratterizza i cortocircuiti, mentre tempi di durata
superiore si considerano dovuti a sovraccarichi.
Una terza differenza riguarda la termodinamica del fenomeno. Il sovraccarico, per le limitate
correnti 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, deve
essere interrotto istantaneamente ed inoltre l'apertura della corrente sollecita pesantemente i
dispositivi spegniarco interni agli interruttori.
Una quarta differenza si intravede nel diverso modo di rilevazione e sgancio. Il sovraccarico
viene controllato da relè a bimetallo, precisi, ma lenti e tolleranti, mentre il corto è individuato
e sganciato da relè elettromagnetici, sensibilissimi e alquanto rapidi. Del problema della
protezione 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 fissate
dalle norme nazionali ed internazionali.
121
● Fig. 7.3
Diagramma per
ϒC
determinare la temperatura
400
di regime in funzione del
ΦZ = 90 °C (EPR)
300
rapporto di sovracarico n
tracciato per θA = 30 °C
250
200
ΦZ = 70°C (PVC)
150
100
90
80
70
60
50
45
40
30
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Rapporto di sovraccarico n = IB/IZ
Così, ad esempio, un cavo isolato in PVC (ϑR = 70 °C) per un sovraccarico pari a 3 volte IZ
assumerebbe una temperatura di regime pari a circa 400 °C con inevitabile bruciatura
dell'isolante.
Per sovraccarichi più modesti, per esempio pari a 1,5 IZ, il PVC assumerebbe una temperatura
di regime di circa 120 °C e la gomma G2 una temperatura di regime di circa 150 °C; in questa
ipotesi non si avrebbe la "bruciatura" ma una drastica riduzione della vita del cavo.
Installando un dispositivo con caratteristica d'intervento interamente al di sotto della
caratteristica di sovraccaricabilità dei cavi (Fig. 7.4) la protezione sarebbe assicurata
rispettando la sola condizione:
IN ≤ IZ
dove:
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 spiega
perché la Norma CEI 64-8/4 imponga ulteriori vincoli.
123
PROTEZIONE
CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO
● Fig. 7.4
Confronto tra
le caratteristiche
tempo-corrente del cavo e
del dispositivo di
protezione
caratteristica di
sovraccaricabilità
del cavo
CRITERI DI PROTEZIONE
SECONDO
LA
NORMA CEI 64-8
I conduttori attivi devono essere protetti da dispositivi idonei ad interrompere automaticamente
l’alimentazione quando si produce un sovraccarico.
Tale protezione non è necessaria se nel circuito non si possono produrre sovraccarichi per
qualsiasi motivo (per esempio perché l’utilizzatore non è in grado di assorbire correnti superiori
alle 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 non
provocare pericoli per le persone o danni all’ambiente.
Si precisa che in tal caso la protezione riguarda i conduttori facenti parte dell’impianto
utilizzatore, e che pertanto possono non risultare protette tutte le parti a valle di prese a spina
o 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 altri
apparecchi sensibili alle sovracorrenti con potere di interruzione superiore alla corrente di
cortocircuito presente purché abbiano i seguenti requisiti:
- caratteristica tempo/corrente in accordo con quanto specificato nelle norme CEI di prodotto e
comunque tali da interrompere le correnti di sovraccarico prima che possano provocare nocivi
riscaldamenti 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 di
coordinamento sotto indicati, essa è anche correttamente protetta contro le sovracorrenti di
124
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 e
portata 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 la
corrente di impiego IB e la portata del conduttore IZ e la sua corrente convenzionale di
intervento If non deve superare del 45% IZ entro il tempo convenzionale di apertura del relativo
dispositivo di protezione. Quest'ultima condizione si impone quando il dispositivo di protezione
ha caratteristica d'intervento non interamente contenuta entro valori inferiori alla curva limite di
sovraccaricabilità dei cavi.
Nella Fig. 7.5 si evidenzia la possibilità di trovare la migliore condizione di protezione solo nel
caso 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 della
conduttura protetta purché a monte non sia prevista alcuna derivazione e la conduttura sia
protetta anche contro il cortocircuito.
Negli impianti IT la protezione contro i sovraccarichi deve sempre essere installata all’origine
del circuito a meno che:
- il circuito non sia protetto all’origine conto le correnti di guasto verso terra da un interruttore
differenziale;
- l’intero circuito, utilizzatori e condutture comprese, sia del tipo a doppio isolamento (classe II)
● Fig. 7.5
Condizioni limite (minima
e massima protezione)
di una conduttura
contro il sovraccarico
125
PROTEZIONE
CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO
IL CORTOCIRCUITO
Preliminarmente si ritiene utile ribadire la differenza concettuale tra sovraccarico e corto
circuito che non dipende solo dall’intensità delle correnti in gioco ma dalla situazione del
circuito:
- Il sovraccarico presuppone che l’intero circuito di alimentazione sia correttamente isolato e
che l’anomalia sia imputabile esclusivamente agli utilizzatori, nel senso che essi prelevano un
carico superiore alla corrente d’impiego prevista;
- Il cortocircuito presuppone invece che la corrente si chiuda a monte dell’impedenza costituente
l’utilizzatore a causa di un guasto d’isolamento sul circuito di alimentazione che può verificarsi
in linea; ne consegue che ogni circuito può presentare infinite situazioni di corto circuito in
dipendenza del punto di guasto e dell’impedenza di guasto e che l’apparecchio di protezione
deve essere installato all’origine della linea da proteggere.
Non è quindi corretto concepire il sovraccarico come una sovracorrente di poco superiore alla
corrente d’impiego ed il corto circuito come una sovracorrente intensissima: infatti un corto
circuito, su circuiti ad alta impedenza, può comportare correnti dello stesso ordine di
grandezza di quelle dovute al sovraccarico.
Corrente reale
e corrente presunta
di cortocircuito
Per il calcolo della corrente di cortocircuito, necessario ai fini della scelta degli apparecchi di
protezione, vengono convenzionalmente imposte alcune semplificazioni che sono
esplicitamente definite dalla Norma CEI 64-8; più precisamente:
1) nel calcolo della corrente di cortocircuito va trascurata l’impedenza del guasto (art. 25-8
della Norma CEI 64-8/2);
2) la corrente di cortocircuito presunta nei circuiti a corrente alternata è il valore efficace della
componente 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 di
cortocircuito 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 tornano
in favore alle indicazioni della Norma CEI.
Il valore minimo è invece convenzionale e per il suo calcolo si deve fare riferimento alle formule
semplificate fornite dalla Norma CEI 64-8, all’articolo 533.3 (commenti):
a) I =
0,8U
2L
1,5ρ
S
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 per
l’alluminio);
L = lunghezza della conduttura protetta (m);
S = sezione del conduttore (mm2);
I = corrente di cortocircuito presunta (A).
126
corrente (I)
corrente di cortocircuito
componente unidirezionale
tempo (t)
componente simmetrica
Andamento reale
corrente (I)
2 I CC
In
tempo (t)
Andamento convenzionale
I CC = I CCM sen ( ω t + ψcc - ϕcc) + (in - icc) e
Componente simmetrica
_
_ t
T
{
{
● Fig. 7.6
Transitorio di cortocircuito
Componente unidirezionale
dove:
I CCM =
T ensione di fase (MAX)
Impedenza di c.to c.to
=
V fM
Z CC
ψ = angolo di attacco del cortocircuito rispetto alla tensione
ϕcc = angolo di sfasamento della corrente di cortocircuito rispetto alla
tensione
in = valore istantaneo di In all'attacco del cortocircuito
icc = valore istantaneo della componente simmetrica Icc all'attacco del
cortocircuito
T = costante di tempo del circuito a monte del guasto
127
PROTEZIONE
CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO
b) I =
0,8UO
1,5ρ (l+m)
L quando il conduttore di neutro è distribuito
S
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 la
sezione 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 di
notevole impedenza, il cortocircuito è un guasto che si caratterizza con un’elevata corrente
dovuta al contatto con impedenza trascurabile, fra due elementi del circuito a diverso
potenziale.
Appare subito evidente che in questa situazione lo sviluppo di calore è tale che, se non si
provvede ad una rapida interruzione della corrente che fluisce nel circuito elettrico, tutti gli
elementi dello stesso possono risultare danneggiati non solo per l’elevato effetto termico, ma
anche per gli sforzi elettrodinamici di attrazione o di repulsione che si manifestano fra i vari
componenti dell’impianto.
RESISTENZE DEI CAVI
AL CORTOCIRCUITO
Per effetto della correte di cortocircuito i cavi possono subire, se non intervengono
adeguatamente i dispositivi di protezione, danni irreversibili sia per effetto termico che per
effetto elettrodinamico.
Ciascun tipo di materiale isolante è caratterizzato da una temperatura massima sopportabile
per 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, il
cortocircuito è un fenomeno che deve essere estinto in pochi millisecondi.
Con temperature e tempi di quest’ordine di grandezza il transitorio termico di riscaldamento
dei cavi può considerarsi adiabatico.
La Norma CEI 64-8/434.3.2 prevede che il dispositivo di protezione debba intervenire in
tempo inferiore a quello che potrebbe fare superare al conduttore la massima temperatura
ammessa. Da cui la condizione:
2 2
2
KS ≥I t
Dove I2 t = energia specifica passante, k = fattore dipendente dal tipo di conduttore e isolamento
e 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 in
funzione della tipologia del cavo e dell’isolante dove: θcc è la temperatura finale del conduttore
durante il cortocircuito in °C e θz è la temperatura iniziale del conduttore all’inizio del
cortocircuito 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
θcc = 160 °C
K = 115
θcc = 500 °C
K = 200
Per giunzioni saldate a stagno
Conduttore nudo non a poratata di mano
2 2
3
Nella Tab. 7.2 sono riportati i valori di K S x 10 relativi a questi tre tipi di isolanti.
128
● Tab. 7.2
Valori massimi ammissibili
in k(A2s) dell'integrale
di Joule
SEZIONE
2
MM
CAVI
IN RAME
IN PVC
1
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
- ISOLAMENTO
K = 115
CAVI
IN RAME
- ISOLAMENTO
K = 135
IN GOMMA
13,2
29,7
82,6
211,6
476,1
1322,5
3385,6
8265,6
16200,6
33062
64802
119355
190440
297562
452625
761760
18,2
41
113
291
656
1822
4665
11390
22325
45562
89302
164480
262440
410062
625750
1049760
CAVI IN RAME - ISOLAMENTO IN GOMMA
G5 O POLIETILENE RETICOLATO K = 143
20,449
46,010
127,806
327,184
736,164
2044,9
5234
12781
25050
51122
100200
175324
294465
460102
699867
1177862
Per quanto riguarda l’effetto elettrodinamico, esso ha rilevanza significativa solo nel caso di
elevate correnti di corto circuito.
In linea di massima la forza di attrazione o repulsione tra i conduttori è data dalla seguente
relazione:
F=
0,2I2M L
d
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 degli
ancoraggi per le sbarre, nei grossi quadri di distribuzione, mentre non si tiene conto del
fenomeno negli impianti di distribuzione in bassa tensione con correnti di cortocircuito inferiori
a 20-30 kA.
129
PROTEZIONE
CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO
Per la protezione lato BT dei trasformatori MT/BT la scelta degli interruttori deve tenere conto
fondamentalmente della corrente nominale del trasformatore protetto, lato B.T., da cui
dipendono la portata dell’interruttore e la taratura delle protezioni e della massima corrente di
corto circuito nel punto di installazione, che determina il potere di interruzione minimo che deve
possedere l’apparecchio di protezione.
La corrente nominale del trasformatore, lato BT, viene
determinata dall’espressione
SCELTA
DELL’INTERRUTTORE
GENERALE A VALLE
DEI TRASFORMATORI
In =
Sn x 103
√3 x U20
Sn
con
Sn = potenza nominale del trasformatore, in kVA.
U20 = tensione nominale secondaria (a vuoto) del
trasformatore, in V.
In = corrente nominale del trasformatore, lato BT, in A
(valore efficace).
U20
In
Iccn
La corrente di corto circuito trifase a piena tensione,
immediatamente ai morsetti di BT del trasformatore, è
esprimibile con la relazione (nell’ipotesi di potenza
infinita 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, se
l’interruttore è installato ad una certa distanza dal trasformatore tramite un collegamento in
cavo o in sbarra, in funzione dell’impedenza del collegamento.
La tabella che segue mostra alcune possibili scelte di interruttori MTS Gewiss in funzione delle
caratteristiche del trasformatore da proteggere.
Attenzione: le indicazioni sono valide alle condizioni indicate in tabella; per condizioni diverse
è necessario rivedere i calcoli e adeguare le scelte.
Scelta dell’interruttore
MTS Gewiss
TAB. 7.3 - SCELTA DELL’INTERRUTTORE MTS IN FUNZIONE DEL TRASFORMATORE IN OLIO
SN [KVA]
Ucc (1) %
In (2) [A]
Icn (2) [kA]
Perdite a vuoto W
Perdite in c.c. W
Interruttore MTS Gewiss
130
50
100
160
200
250
315
400
500
4
72
1,8
90
1100
MTS160
4
144
3,6
320
1750
MTS160
4
231
5,8
460
2350
MTS250
MTSE250
4
289
7,2
550
2750
MTSE630
(400)
4
361
9
650
3250
MTSE630
(400)
4
455
11,4
780
3850
MTSE630
4
577
14,4
930
4600
MTSE800
4
722
18
1100
5450
MTSE800
630
800
1000
6
6
6
909
1155
1443
15,2
19,3
24,1
1300
1550
1700
6500
7900
10500
MTSE1600 MTSE1600 MTSE1600
TAB. 7.4 - SCELTA DELL’INTERRUTTORE MTS IN FUNZIONE DEL TRASFORMATORE IN RESINA
SN [KVA]
100
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
(1)
6
144
2,4
360
1785
MTS160
6
231
3,9
480
2400
MTS250
MTSE250
6
289
4,8
560
2820
MTSE630
(400)
6
361
6
645
3150
MTSE630
(400)
6
455
7,6
780
4050
MTSE630
6
577
9,6
910
4550
MTSE800
6
722
12,1
1060
5600
MTSE800
6
909
15,2
1210
6750
MTSE1600
6
1155
19,3
1300
8000
MTSE1600
6
1443
24,1
1655
9200
MTSE1600
Ucc %
In (2) [A]
Icn (2) [kA]
Perdite a vuoto W
Perdite in c.c. W
Interruttore MTS Gewiss
(1) Per valori della tensione di corto circuito percentuale U’cc% diversi dai valori Ucc% indicati in tabella, la corrente di corto circuito nominale
trifase I’cn diventa:
Icn Ucc%
I’cn =
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
2
3
Icc2 + Icc3
I1
Icc1
Icc1 + Icc2 + Icc3
I3
I5
Interrutore B
I4
I2
Interrutore A
1
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 superiore
al maggiore dei seguenti valori (l’esempio è relativo alla macchina 1 della figura e vale per tre
macchine in parallelo):
- Icc1 (corrente di corto circuito del trasformatore 1) in caso di guasto immediatamente a valle
dell’interruttore I1;
- Icc2 + Icc3 (Icc2 e Icc3 = correnti di corto circuito dei trasformatori 2 e 3) in caso di corto circuito
a 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 trasformatore
viene attenuato dalla linea di collegamento trasformatore-interruttore (da determinare caso per
caso).
131
PROTEZIONE
CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO
Attenzione: la tabella sottostante fa riferimento alle condizioni specificate nella pagina
precedente; le indicazioni per la scelta degli interruttori sono fornite solo in funzione della
corrente di impiego e della corrente presunta di corto circuito. Per una scelta corretta devono
essere considerati anche altri fattori quali selettività, protezione di back-up, decisione di
impiegare interruttori limitatori, ecc. È quindi indispensabile una puntuale verifica da parte dei
progettisti.
Occorre inoltre tenere presente che le correnti di corto circuito riportate in tabella sono
determinate nell’ipotesi di potenza infinita a monte dei trasformatori e trascurando le
impendenze delle sbarre e delle connessioni agli interruttori: i valori così determinanti risultano
superiori a quelli reali.
TAB. 7.5 - SCELTA DEGLI INTERRUTTORI MTS IN FUNZIONE DELLA CORRENTE D’IMPIEGO E DELLA CORRENTE PRESUNTA DI CORTOCIRCUITO
TRASFORMATORI
NUMERO
DEL TRASFORMATORE)
INTERRUTTORE B (PARTENZA
CORRENTE
CORRENTE
CORRENTE
TRASFORMATORI
NOMINALE DEL
DI CORTO CIRCUITO
TOTALE
IN PARALLELO
TRASFORMATORE
PRESUNTA
DI
E RELATIVA
LATO
B.T.
TIPO
DI
DISPONIBILE
INTERRUTTORE
[KVA]
IN
[A]
ICC
[KA]
1x100
144
3,6
2x100
144
1x160
231
2x160
1x200
POTENZA SN
132
INTERRUTTORE A (SECONDARIO
I
[A]
LINEA UTENZA)
CORRENTE
DI CORTO
CIRCUITO
PRESUNTA
CLASSE DI PRESTAZIONE
IN CORTOCIRCUITO
[KA]
MTS160B
144
3,6
B
3,6
MTS160B
288
7,2
B-N
5,8
MTS250N/MTSE250N
231
5,8
B-N
231
5,8
MTS250N/MTSE250N
462
11,6
B-N
289
7,2
MTSE630N (320A)
289
7,2
B-N
2x200
289
7,2
MTSE630N (320A)
578
14,4
B-N
1x250
361
9
MTSE630N (400A)
361
9
B-N
2x250
361
9
MTSE630N (400A)
722
18
N
1x315
455
11,3
MTSE630N
455
11,3
B-N
2x315
455
11,3
MTSE630N
910
22,6
N-S
1x400
577
14,4
MTSE630N
577
14,4
B-N
2x400
577
14,4
MTSE630N
1154
28,8
N-S
1x500
722
18
MTSE800N
722
18
N
2x500
722
18
MTSE800N
1444
36
N-S
1x630
909
15,1
MTSE1600N (1000A)
909
15
N-S
2x630
909
15,1
MTSE1600N (1000A)
1818
30
S-H
3x630
909
30,2
MTSE1600N (1000A)
2727
45
S-H
1x800
1155
19,3
MTSE1600N (1250A)
1155
19,3
N-S
2x800
1155
19,3
MTSE1600N (1250A)
2310
38,6
S-H
3x800
1155
38,6
MTSE1600N (1250A)
3465
57,9
L
1x1000
1443
24,1
MTSE1600N
1443
24,1
S-H
2x1000
1443
24,1
MTSE1600N
2686
48,2
H
3x1000
1443
48,2
MTSE1600S
4329
72,3
L
SCELTA DEGLI
INTERRUTTORI NEI QUADRI
DI DISTRIBUZIONE
Esempio di calcolo
rigoroso della corrente
di cortocircuito
Scopo del presente paragrafo è il calcolo delle correnti di corto circuito nei vari punti di
diramazione dell’impianto e la conseguente appropriata scelta dei dispositivi di manovra e
protezione. Nel primo esempio viene sviluppato un calcolo di tipo rigoroso mentre negli esempi
successivi vengono proposti due metodi approssimati che permettono però una soluzione
rapida del problema.
Pcc = 500 MVA
R1 = (U202/Pcc • 103) cosϕcc = (4002/500 • 103) • 0,15 = 0,0480 mΩ
cosϕcc = 0,15
X1 = (U202/Pcc • 103) senϕcc = (4002/500 • 103) • 0,98 = 0,313 mΩ
Z1 =
R12 + X12 = 0,317 mΩ
20000/400 V
1250 kVA
U202
Ztrasf =
An
Ucc% = 5%
Linea 4 x 240 mm2/
per fase
lunghezza 12 m
•
4002
Ucc
5
•
=
100
1250
Ztrasf ≅ Xtrasf
= 6,4 mΩ
100
Nella situazione circuitale presunta, la reattanza per metro
lineare Xl = 0,1 mΩ
L
R3 = ρ
12
= 18 •
S
X3 = l •
= 0,225 mΩ
4 • 240
Xl
0,1
= 12 •
n°
= 0,30 mΩ
4
conduttori
Supponendo la sezione del PE = 1/2 sezione di fase RPE = 0,45 mΩ XPE = 0,30 mΩ
Icc presunta = 32,91 kA
U20
Calcolo della Icc presunta:
3•
(X1 + X2 + X3)2 + (R1 + R3)2
400 V
Icc presunta =
= 32,91 kA
3•
2
2
(0,313 + 6,4 + 0,30) + (0,048 + 0,225)
È pertanto opportuno installare un apparecchio avente Icu ≥ Icc ossia, ad esempio un
MTS 160 N o MTS 250 N (Icu = 36 kA).
133
PROTEZIONE
CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO
Esempio di calcolo
approssimato della
corrente di cortocircuito
La situazione rappresentata è la seguente: il quadro principale si trova sotto un trasformatore in
olio da 1000 kVA; dal quadro principale partono più linee, tra cui la linea 1 che va ad
alimentare un quadro di distribuzione a
I
cui fanno capo le seguenti utenze:
- forno elettrico: potenza 420 kW
A
Quadro principale
- motore asincrono: potenza 60 kW
- impianto di illuminazione: potenza
22 kW.
I
Occorre precisare, prima di sviluppare i
calcoli, che mentre per quanto riguarda
B
la determinazione delle correnti d’impiego IB nelle varie sezioni dell’impianto è necessario tener conto delle utenze
I
allacciate all’impianto stesso e dei loro
coefficienti di contemporaneità, per la
determinazione delle correnti presunte
C
di corto circuito alle partenze di ciascun
interruttore si considerano le caratteristiche delle varie linee (lunghezI
I
I
za, resistenza e reattanza induttiI
va), nonché la potenza di corto circuiD
E
F
to nominale Scc all’ingresso del
trasformatore che è stata posta pari ad
I
infinito (normalmente si assume il valore
di 500 MVA che raramente viene
K
I
I
H
G
superato).
ccn
cc1
BTOT
cc4
cc3
cc2
B3
B3
B1
B2
M
3
Calcoli
Il calcolo della generica corrente
d’impiego
IBn
viene
effettuato
applicando la formula:
IBn =
5
6
7
Pn
√3 Un cosϕ
dove Un deve intendersi la tensione alla sbarra del quadro di distribuzione che, nell’esempio è
pari 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:
UTENZE
Forno
Motore
Illuminazione
134
Pn (kW)
420
60
22
Un (V)
400
400
400
cosϕ
1
0,8
1
IB (A)
606
108
32
Assunto c (fattore di contemporaneità) uguale a 1, la corrente IBTOT nel tratto di linea BC è data
dalla relazione:
IBTOT =
n
I
Σ i (Ibi x c)
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’ipotesi
di un trasformatore da 1000 kVA dalla Tab. 7.3 si ritrova un valore di Icc di 28,9 kA in A e
quindi B.
Nota Icc1 e IBTOT la scelta dell’interruttore all’inizio della linea BC diviene automatica ed in
particolare: MTSE 800, tipo N-36 kA.
Per determinare le correnti di corto circuito nei punti D, E, F del quadro di distribuzione
secondaria, oltre alla potenza Pn del trasformatore (nel nostro esempio: 1000 kVA) risulta di
fondamentale importanza conoscere il valore dell’impedenza Zc del cavo che è funzione; della
lunghezza del cavo, nonché dalla sua resistenza ed induttanza, valore quest’ultimo di non
sempre facile determinazione dipendendo da molteplici fattori (tipo del cavo, tipo di posa,
distanziamento dei conduttori, ecc.). Con l’intento di fornire una metodologia operativa ed
efficace, viene fornita la tabella 7.6 dove, per cavi in rame, in funzione della lunghezza e della
sezione viene immediatamente individuato il valore di Zc(1), noto il quale (Tab. 7.7) si ricava
immediatamente il valore della corrente di corto circuito.
(1) L’impedenza Zc è data dalla formula Zc =
Rc2 + Xc2 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 molti
fattori tra cui: frequenza, disposizione cavi ecc. che possono variare caso per caso. La tabella pertanto fornisce valori approssimati validi
nella maggioranza dei casi per applicazioni standard.
TAB. 7.6 - IMPEDENZA ZC
Lungh.
cavo(m)
1
3
5
8
10
15
20
25
30
35
40
60
100
1
1,5
2,5
4
6
10
19
57
95
152
190
285
380
475
570
665
760
1140
1900
12,7
38
63,3
101,3
126,7
190
253,3
316,7
380
443
506
760
1266
7,6
22,8
38
60,8
76
114
152
190
228
266
304
456
760
4,7
14,2
23,8
25,3
31,7
47,5
71,3
95
118,8
142,5
166,3
190
316,8
3,2
9,5
15,8
25,3
31,7
47,5
63,4
79,2
95
110,9
126,7
190
316,8
1,9
5,7
9,5
15,2
19
28,5
38
47,6
57
66,6
76
114
190,2
SEZIONE
16
25
NEI CAVI IN RAME TRIPOLARI
CAVO (MM
35
2
)
50
70
95
120
150
185
240
300
0,2
0,64
1,1
1,7
2,1
3,2
4,3
5,3
6,4
7,5
8,5
12,8
21,4
0,17
0,53
0,88
1,4
1,8
2,6
3,5
4,4
5,3
6,1
7
10,5
17,5
0,15
0,44
0,74
1,2
1,5
2,2
2,9
3,7
4,4
5,1
5,9
8,8
14,7
0,13
0,38
0,64
1
1,3
2,9
2,5
3,2
3,8
4,4
5
7,6
12,7
1,11
0,33
0,54
0,87
1
1,6
2,2
2,7
3,3
3,8
4,4
6,5
10,9
0,09
0,29
0,49
0,79
0,98
1,5
1,9
2,4
2,9
3,4
3,9
5,9
9,8
Impedenza cavo Zc in Ω (cavi tripolari)
1,2
3,6
5,9
9,5
11,9
17,9
23,8
29,3
35,7
41,7
47,6
71,4
119
0,8
2,3
3,8
6,1
7,6
1,5
15,3
19,1
22,9
26,7
30,6
45,9
76,4
0,5
2,6
2,7
4,4
5,5
8,2
11
13,7
16,5
19,2
21,9
32,9
54,9
0,4
1,2
1,9
3
3,9
5,8
7,7
9,7
11,6
13,6
15,5
23,2
38,7
0,3
0,84
1,4
2,2
2,8
4,2
5,6
7
8,4
9,9
11,3
16,9
28,2
135
PROTEZIONE
CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO
TAB. 7.7 - VALORI
DELLA
ICC
IN FUNZIONE DELLA POTENZA DEL TRASFORMATORE E DELL’IMPEDENZA DEL CAVO
63
100
125
160
2,26
2,25
2,2
2,16
2,1
2,06
1,97
1,88
1,81
1,73
1,67
1,5
1,12
0,74
3,58
3,55
3,44
3,33
3,19
3,1
2,89
2,72
2,56
2,42
2,29
1,98
1,36
0,84
4,46
4,42
4,25
1,09
3,87
3,74
3,45
3,2
2,98
2,79
2,62
2,22
1,48
0,88
5,7
5,63
5,35
5,1
4,77
4,57
4,14
3,78
3,48
2,23
3,01
2,49
1,59
0,92
Lungh.
cavo(m)
1
3
5
8
10
15
20
25
30
35
50
100
200
200
PN (KVA)
250
315
400
Icc in kA a 400 V (per un solo trasformatore di alimentazione)
7,1
8,84
11,1
14
6,99
8,66
10,8
13,5
6,57
8,03
9,84
12
6,2
7,5
9
10,9
5,71
6,8
8,04
9,46
5,43
6,39
7,49
8,71
4,83
5,58
6,40
7,26
4,35
4,95
5,58
6,23
3,96
4,45
4,95
5,46
3,63
4,04
4,45
4,85
3,35
3,7
4,04
4,37
2,73
2,95
3,17
3,36
1,68
1,76
1,84
1,9
0,95
0,98
1
1,02
500
630
800
1000
17,3
16,7
14,5
12,8
10,9
9,9
8,08
6,82
5,9
5,20
4,65
3,53
1,96
1,03
21,6
20,6
17,4
15
12,4
11,2
8,9
7,4
6,33
5,53
4,91
3,68
2
1,05
24,2
23
19
16,2
13,3
11,8
9,32
7,68
6,54
5,69
5,04
3,75
2,02
1,05
27,1
25,5
20,7
17,4
14,1
12,5
9,71
7,95
6,73
5,83
5,15
3,81
2,04
1,06
Con riferimento all’esempio proposto, supponendo che il tratto di linea BC sia lungo 20 m e
che il cavo prescelto abbia una sezione di 300 mm2, posato in area libera su piano orizzontale
la consultazione delle tabelle 2 e 3 indica quale probabile valore massimo della corrente di
corto circuito nei punti D, E, F il valore di 25,5 kA (avendo assunto, prudenzialmente il valore
di Zc = 1 mΩ, anziché 1,9 mΩ).
Con ragionamento analogo, nota la lunghezze e la sezione del cavo nel tratto: FK, che
nell’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 in
questo caso di sommare(1) all’impedenza del tratto di cavo FK quella già determinata del tratto
BC). 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 di
manovra e protezione è riassunta nella Tab. 7.8.
● Tab. 7.8
Scelta dell’interruttore
POSIZIONE
DELL’INTERRUTTORE
INTERRUTTORE IN(A)
IN (A)
ICN (KA)
MTS 800
MTS 630
MTS 160
MTS 160
MTC 45
MTC 45
MTC 45
800
630
160
125
16
16
16
50
36
36
16
4,5(2)
4,5(2)
4,5(2)
1
2
3
4
5
6
7
(1) La somma dei moduli delle varie impedenze comporta un errore che sarà tanto minore quanto più vicini tra loro saranno gli angoli di fase
delle 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 del
potere nominale limite di corto circuito Icu.
136
Scelta rapida degli
interruttori secondari e
terminali
Nei confronti del corto circuito, la norma relativa agli interruttori definisce due grandezze
caratteristiche relative alla tenuta alle sollecitazioni termiche ed elettrodinamiche degli
apparecchi:
Corrente ammissibile di breve durata Icw (kA efficaci) rappresenta il valore di corrente che
l’interruttore è in grado di sopportare, senza essere danneggiato per un certo tempo, (ad es. 1
sec.)
Potere di chiusura in cortocircuito Icm (kA di cresta): rappresenta il valore della corrente di
cortocircuito che un interruttore può stabilire, senza essere danneggiato, al momento della
chiusura su un cortocircuito
Un interruttore di manovra sezionatore, è in grado di interrompere la corrente nominale ma
non quella di cortocircuito occorre pertanto proteggerlo dal cortocircuito, inserendo a monte
dei fusibili o un interruttore automatico limitatore di corrente. Entrambi i componenti citati
hanno l’effetto di limitare sia il valore di cresta della corrente di cortocircuito che l’energia
passante I2t a valori che l’interruttore di manovra può sopportare.
Con la protezione ed il potere limitatore dei fusibili e degli interruttori automatici, risulta
pertanto possibile inserire un sezionatore in un punto della rete in cui i valori di cresta ed
efficaci della corrente di cortocircuito siano superiori a quelli ammissibili dall’interruttore di
manovra.
Il valore efficace della corrente di cortocircuito presunta che un apparecchio è in grado di
sopportare viene anche definito”corrente condizionale di cortocircuito”
Per la scelta di un interruttore non basta tener conto della corrente nominale, ma è
indispensabile conoscere la corrente di cortocircuito Icc nel punto di installazione. Le tabelle che
seguono permettono di definire il valore della corrente di cortocircuito trifase in un punto della
rete 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 in
modo corretto l’interruttore automatico scegliendo un potere di interruzione almeno pari o
superiore 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, è
opportuno 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 della
sicurezza.
137
PROTEZIONE
Esempio
CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO
Considerando la rete elettrica indicata in figura sapendo che
400 V
Icc = 32 kA
A
35 mm2
20 m
B
IB
C
IB
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 approssimata
immediatamente inferiore ai 20 m dall’esempio (= 19 m).
Determinare la corrente di cortocircuito a valle nell’intersezione tra: la colonna della lunghezza
del 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 pertanto
scegliere un interruttore con potere di interruzione almeno di 16 kA.
Scelta degli interruttori:
interruttore A - MTS 250 N
interruttore B - MT 250
interruttore C - MTS 160 B
138
TAB. 7.9 - DETERMINAZIONE ICC
A VALLE DI UN CAVO
SEZIONE
2
DEI CAVI [MM
]
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35 esempio
50
70
95
120
150
185
240
300
2 x 120
2 x 150
2 x 185
3 x 120
3 x 150
3 x 185
Icc a monte [kA]
100
90
80
70
60
50
45
40
35 esempio
30
25
22
15
10
7
5
4
LUNGHEZZA
DEI CAVI [M]
1,2
1
1,5
1,3
2
1,6
2,5
1,9
2,9
2,1
3,3
2,3
3,6
2,4
3,9
2,6
4
2,7
4
4
7
5
7
5
8
6
10
7
11
7
12
Icc a valle [kA]
91
83
75
66
57
48
44
39
34
30
25
22
15
10
7
5
4
86
79
72
64
55
47
43
38
34
29
25
22
15
10
7
5
4
1,1
1,6
2,1
2,8
3,6
4
5
5
6
6
7
10
11
12
15
16
17
1
1,6
2,3
3,1
4
5
7
8
8
9
10
11
15
17
18
23
25
28
1,4
2,2
3,3
5
6
8
10
12
13
15
16
17
23
26
29
35
39
44
1,2
2
3,1
5
6
9
12
15
17
20
22
24
26
35
39
44
52
59
66
80
74
68
61
53
45
41
37
33
29
24
21
15
10
7
5
4
71
67
61
55
49
42
39
35
31
27
23
21
15
10
7
5
4
60
57
53
49
44
38
36
32
29
26
22
20
14
10
7
5
4
49
47
45
42
38
34
32
29
27
24
21
19
13
10
7
5
4
1,2
1,7
2,8
4
7
9
13
17
22
26
30
34
37
41
52
59
67
77
89
100
1
1,6
2,4
3,9
6
9
13
18
24
31
37
43
49
55
60
74
86
98
112
130
147
38
37
36
34
32
29
27
25
23
21
19
17
13
9
7
5
4
29
29
28
27
25
24
23
21
20
18
17
15
12
9
7
5
4
1,4
2,3
3,4
6
9
14
19
26
36
46
55
65
74
84
92
111
129
147
166
194
221
1,2
1,9
3
5
7
12
18
25
35
48
62
76
89
102
116
127
151
177
203
227
266
304
1,7
2,6
4
6
10
16
25
34
48
66
86
104
122
140
161
177
208
244
281
312
367
2,3
3,9
6
9
15
24
38
52
74
101
132
160
189
218
250
276
321
378
3,3
5
8
12
21
33
51
71
99
136
178
217
256
295
340
375
5
6
10
15
25
39
61
85
120
164
215
262
310
357
6
10
17
25
41
66
103
143
201
276
362
9
13
20
30
50
70
123
174
242
332
435
12
16
25
37
62
99
154
215
303
21
21
21
20
19
18
18
17
16
15
14
13
10
8
6
5
4
16
16
16
16
15
15
14
14
13
13
12
11
9
7
6
4
4
12
12
12
12
12
11
11
11
11
10
10
9
8
6
5
4
4
8
8
8
8
8
8
8
8
8
7
7
7
6
5
4
4
3
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
5
4
4
3
3
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
4
4
4
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Note alla tabella:
1) I valori della tabella sono stati calcolati considerando:
La tensione trifase di 400 V
I cavi trifasi in rame
La 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.
139
PROTEZIONE
CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO
IL POTERE
DI INTERRUZIONE
DEGLI APPARECCHI E LE
CARATTERISTICHE
Gli apparecchi destinati all’apertura in caso di cortocircuito devono possedere caratteristiche
tali da assicurare l’interruzione ottimale del circuito.
La caratteristica fondamentale è che l’apparecchio deve possedere un potere nominale di
interruzione non inferiore alla corrente presunta di cortocircuito nel punto considerato, ossia:
DI LIMITAZIONE
Icn ≥ Icc
Per potere nominale di interruzione si intende il massimo valore efficace della componente
simmetrica che l’apparecchio è in grado di interrompere in condizioni di tensione e con
caratteristiche circuitali specificate dalle norme.
Il potere di interruzione degli apparecchi e le relative norme di riferimento sono specificate dai
costruttori.
Per la scelta corretta del dispositivo di protezione non basta valutare attentamente il potere di
interruzione, ma occorre anche conoscere quale è il massimo dell’energia specifica passante
che il dispositivo lascia passare durante l’interruzione.
Il valore dell’energia specifica passante è di notevole importanza in quanto deve risultare
inferiore al massimo valore dell’energia specifica passante sopportata dal cavo in condizione
di 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 o
interruttori automatici si presentano gli andamenti tipici dell’energia specifica passante (Fig. 7.7
e 7.8).
● Fig. 7.7
Andamento l2t/Icc
tipico dei fusibili
2
I2t
(A S)
Icc (kA)
140
● Fig. 7.8
Andamento l2t/Icc
tipico degli interruttori
automatici
2
I2t
(A S)
Diagramma dei valori maggiori
(da indicare nella documentazione
di accompagnamento degli
interruttori automatici)
Icc (kA)
CRITERI PER LA SCELTA
DELLE PROTEZIONI
CONTRO IL
CORTOCIRCUITO
I criteri per la scelta del dispositivo di protezione contro i cortocircuiti vengono indicati dalla
Norma CEI 64-8 al capitolo 53.
Tutti i conduttori devono risultare adeguatamente protetti dal cortocircuito all’inizio della
conduttura fatta eccezione per i seguenti tre casi per i quali è richiesta però la verifica del
minimo pericolo in caso di cortocircuito e che non vi sia presenza nelle vicinanze di materiali
combustibili:
1) condutture che collegano sorgenti di energia (generatori, batterie, trasformatori,
raddrizzatori) con i rispettivi quadri purché siano previsti su questi ultimi adeguati dispositivi
di 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 massima
di 3 m dall’inizio della conduttura quando il tratto considerato sia realizzato in modo tale da
rendere minima la possibilità che si manifesti un cortocircuito e che sia ridotto al minimo il
pericolo 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 presunta
di cortocircuito che si può manifestare nel circuito considerato. Per i circuiti trifase occorre
considerare 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 (normalmente
all’inizio e nel punto più lontano della conduttura).
La condizione da rispettare per corto circuito all’inizio della conduttura è:
I2t ≤ K2S2
141
PROTEZIONE
CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO
● Fig. 7.9
La protezione del cavo
2
si realizza nel tratto
I t
compreso tra la doppia
intersezione delle due curve.
2
I t del cavo
2
I t
dell’interruttore
automatico
Im
Icc presunta
Icumin
Icc
La precedente condizione è verificata quando la curva di K2 S2 si trova sopra la caratteristica
I2t 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 verificare
anche la condizione di cortocircuito nel punto più lontano della conduttura. Questo si realizza
calcolando 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 per
calcolare 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 e
la resistenza della linea aumenti del 50% per l’incremento della temperatura del cavo in corto
circuito. Nel caso invece in cui sia nota l’impedenza del circuito a monte della linea la formula
non è più valida, pur restando validi i coefficienti riduttivi.
A) in caso di neutro non distribuito (cortocircuito fase-fase)
Icc/MIN =
0,8U
1,5ρ 2L
S
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)
142
B) in caso di neutro distribuito (cortocircuito fase-neutro)
Icc/MIN =
0,8Uo
1,5ρ(1+m) L
S
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 (rapporto
tra le sezioni se sono costituite dallo stesso materiale).
Le due formule non tengono conto della reattanza delle condutture; occorre perciò introdurre in
caso di cavi con sezione superiore a 95 mm2 i seguenti fattori correttivi.
SEZIONE
2
MM
K
120
150
185
240
0,9
0,85
0,80
0,75
Anche se si utilizzano interruttori automatici, non correttamente scelti per la protezione da
sovraccarico, occorre verificare sia il valore massimo sia quello minimo della corrente di
cortocircuito.
La Fig. 7.10 mostra una conduttura protetta sia dal cortocircuito che dal sovraccarico, mentre
la Fig. 7.11 rappresenta una conduttura protetta parzialmente solo dal cortocircuito.
● Fig. 7.10
Cavo protetto
dal sovraccarico
2
I t
2
I t del cavo
2
I t
dell’interruttore
automatico
Icc presunta
Icc
143
PROTEZIONE
CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO
● Fig. 7.11
Cavo non protetto
dal sovraccarico
zona non
protetta
2
I t
zona non
protetta
2
I t del cavo
2
I t
dell’interruttore
automatico
Icc min
Icc MAX
Icc
Per correnti inferiori a Icc min o superiori a Icc MAX la protezione è inefficace
LUNGHEZZA MASSIMA
PROTETTA
Le tabelle che seguono devono essere usate quando non è presente la protezione termica, e
tengono conto di un coefficiente di tolleranza di intervento magnetico di 1,2.
● Tab. 7.10
S fase
Fattore di correzione da
applicare alle lunghezze
massime
S neutro
TRIFASE 400
V O BIFASE
TRIFASE 400
V
+
400
V SENZA NEUTRO
MONOFASE 4230
V FASE
+
NEUTRO
S fase
S neutro
=2
1
0,58
NEUTRO
=1
0,39
0,58
Note: nelle formule si è tenuto conto di una riduzione dell’80 % della tensione di alimentazione
dovuta alla corrente di cortocircuito rispetto alla tensione nominale di alimentazione (coeff. 0,8
e dell’aumento della resistenza dei conduttori dovuti al riscaldamento (coeff. 1,5).
144
TAB. 7.11A - PROTEZIONE
sez.
DEL CAVO
-
LUNGHEZZA MASSIMA PROTETTA [M]
regolazione magnetica [A]
[mm2]
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120
140
160
180
200
240
280
320
400
440
480
520
1,5
370
247
185
148
123
106
93
82
74
62
53
46
41
37
31
26
23
19
17
15
14
2,5
617
412
309
247
206
176
154
137
123
103
88
77
69
62
51
44
39
31
28
26
24
658
494
395
329
282
247
219
198
165
141
123
110
99
82
71
62
49
45
41
38
741
593
494
423
370
329
296
247
212
185
165
148
123
106
93
74
67
62
57
705
617
549
494
412
353
309
274
247
206
176
154
123
112
103
95
790
658
564
494
439
395
329
282
247
198
180
165
152
772
686
617
514
441
386
309
281
257
237
720
617
540
432
393
360
332
772
617
561
514
475
786
720
665
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
300
TAB. 7.11B - PROTEZIONE
sez.
2
[mm ]
DEL CAVO
-
LUNGHEZZA MASSIMA PROTETTA [M]
regolazione magnetica [A]
560
600
650
700
800
900
1000
1100
1250
1600
2000
2500
3200
4000
5000
6300
4
35
33
30
28
25
22
20
6
53
49
46
42
37
33
30
27
10
88
82
76
71
62
55
49
45
40
31
25
20
16
141
132
122
113
99
88
79
72
63
49
40
32
25
20
25
220
206
190
176
154
137
123
112
99
77
62
49
39
35
309
288
266
247
216
192
173
157
138
108
86
69
50
441
412
380
353
309
274
247
224
198
154
123
70
617
576
532
494
432
384
346
314
277
216
670
586
521
469
426
375
667
593
533
485
630
8000 10000 12500
31
25
20
15
12
10
54
43
35
27
22
17
14
99
77
62
49
39
31
25
20
173
138
108
86
69
55
43
35
28
293
235
188
147
117
94
74
59
47
38
427
333
267
213
167
133
107
85
67
53
43
572
504
394
315
252
197
157
126
100
79
63
50
664
585
457
365
292
228
183
146
116
91
73
58
240
556
444
356
278
222
178
141
111
89
71
300
667
533
427
333
267
213
169
133
107
85
1,5
2,5
95
120
150
185
145
PROTEZIONE
CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO
COORDINAMENTO
Il coordinamento dei dispositivi di protezione può essere di due tipi:
DELLE PROTEZIONI
- selettivo (cronometrico, amperometrico, di zona);
- di sostegno (o back-up).
Coordinamento
selettivo
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 è
richiesta 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 di
funzionamento.
La soluzione normalmente adottata è quella del coordinamento selettivo delle protezioni di
massima corrente, che consente di isolare dal sistema la parte di impianto interessata dal
guasto, 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 fra
due interruttori, ad esempio A e B (Fig. 7.12) disposti tra loro in serie, in modo che in caso di
guasto in C si apra solo l’interruttore B, garantendo così la continuità del servizio al resto
dell’impianto alimentato dall’interruttore A.
● Fig. 7.12
Protezione selettiva
A
B
C
Al fine di realizzare un corretto coordinamento selettivo, si devono tener presente le seguenti
regole fondamentali:
1) Allo scopo di ridurre gli effetti di tipo termico ed elettrodinamico e contenere i tempi di
ritardo entro valori ragionevoli, il coordinamento selettivo non dovrebbe avvenire tra più di
quattro interruttori in cascata (Fig. 7.13).
2) Ciascun interruttore deve essere in grado di stabilire, supportare ed interrompere la massima
corrente di cortocircuito nel punto dove è installato.
3) Per assicurarsi che gli interruttori di livello superiore non intervengano, mettendo fuori
servizio anche parti di impianto non guaste, si devono adottare soglie di corrente di
intervento, ed eventualmente di tempo di intervento, di valore crescente partendo dagli
utilizzatori andando verso la sorgente di alimentazione.
146
4) Per assicurare la selettività, l’intervallo dei tempi di intervento dovrebbe essere
approssimativamente di 0.1- 0.2 s. Il tempo massimo di intervento non dovrebbe superare i
0.5 s.
● Fig. 7.13
0
Tempi di intervento massimi
0,75
consentiti per assicurare
0,25
0,50
la selettività
t1
1
td (0,5)
0
2
0,75
0,25
0,50
t1
td (0,3)
0
3
0,75
0,25
0,50
t1
td (0,1)
0
4
“F”
0,75
0,25
0,50
t1
Gradi di selettività
● Fig. 7.14
Selettività totale e parziale
IST
La selettività fra due interruttori in cascata, può essere totale o parziale (Fig. 7.14);
in particolare:
t
B
A
A
IL = limite di
selettività
tra A e B
B
Totale
Parziale
I
C
147
PROTEZIONE
CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO
Tipi di selettività
- Selettività totale. La selettività è totale se si apre solo l’interruttore B, per tutti i valori di corrente
inferiori 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 di
corrente di cortocircuito in C inferiori al valore IL, oltre il quale si ha l’intervento simultaneo
di A e B.
In molti tipi di impianto la selettività parziale viene ammessa, specie se la grande maggioranza
dei guasti viene coperta dall’intervento selettivo (nel caso di impianti di B.T. con linee di utenza
abbastanza lunghe a valle dell’interruttore B) e l’intervento simultaneo si verifica solo per guasti
poco probabili in prossimità del dispositivo di protezione B.
I tipi di selettività che si possono avere sono: cronometrica, amperometrica e di zona; nel
seguito verranno esaminati separatamente.
Selettività cronometrica
È il tipo di selettività più efficace e si realizza con l’impiego di sganciatori o relè muniti di
dispositivi di ritardo intenzionale dell’intervento.
I ritardi vengono scelti con valori crescenti risalendo lungo l’impianto per garantire che
l’intervento sia effettuato dall’interruttore immediatamente a monte del punto in cui si è
verificato.
L’interruttore A interviene con ritardo ∆t rispetto all’interruttore B, nel caso che entrambi gli
interruttori siano interessati da una corrente di guasto di valore superiore a Im (Fig. 7.15).
● Fig. 7.15
t
B
A
Im
A
B
∆t
I
C
L’interruttore A, ovviamente, dovrà essere in grado, come già detto, di sopportare le
sollecitazioni dinamiche e termiche durante il tempo di ritardo.
Selettività
amperometrica
Questo tipo di selettività, usata abbastanza frequentemente negli impianti di B.T., si realizza
regolando la soglia di intervento istantaneo a valori di corrente diversi fra gli interruttori A e B
e sfruttando la condizione favorevole del diverso valore assunto dalla corrente di cortocircuito
in 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 regolare
l’intervento istantaneo dell’interruttore a monte del cavo ad un valore dell’intensità di corrente
superire a quello del massimo valore raggiungibile dalla corrente di guasto che percorre
l’interruttore a valle, pur assicurando quasi completamente la protezione della parte di impianto
compresa tra i due interruttori.
148
A seconda degli interruttori impiegati, la selettività amperometrica può assumere condizioni
diverse (Fig. 7.16):
● Fig. 7.16
t
Diverse tipologie di
t
B
selettività amperometrica
t
B
A
A
B
A
A
a
c
b
“S”
B
C
I
I
I
a) Con interruttori tradizionali sia a monte che a valle: la selettività è tanto più efficace e sicura
quanto più grande è la differenza fra la corrente nominale dell’interruttore posto a monte e
quella dell’interruttore posto a valle.
Inoltre la selettività amperometrica generalmente risulta totale se la corrente di cortocircuito
in 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: la
selettività amperometrica, per valori di corrente di cortocircuito elevati, può essere migliorata
utilizzando 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 le
sollecitazioni termiche e dinamiche all’impianto in caso di guasto e frequentemente permette
di sotto-dimensionare alcuni suoi componenti.
c) Con interruttori tradizionali a monte e interruttori limitatori a valle: usando interruttori
limitatori a valle e, a monte di essi, interruttori tradizionali (dotati di potere d’interruzione
adeguato con sganciatori di tipo istantaneo) è possibile ottenere selettività totale.
In questo caso la selettività dell’intervento si realizza grazie ai tempi di intervento
estremamente ridotti dell’interruttore limitatore che riducono l’impulso di energia dovuto alla
corrente 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 limitatori
di diverso calibro fino a quei valori di corrente che non provocano l’apertura transitoria dei
contatti del limitatore a monte.
Selettività energetica
È un tipo di selettività alla quale si ricorre quando fra due interruttori non è possibile impostare
un tempo di ritardo nell’intervento.
Questo sistema può consentire di ottenere un livello di selettività che va oltre il valore della
soglia magnetica dell’interruttore a monte, impiegando un interruttore limitatore a valle. Nel
caso si abbia a monte un interruttore del tipo B ma con Icw ≤ Icu, in funzione della limitazione
effettuata dall’interruttore a valle possiamo ottenere un limite di selettività superiore al valore
della soglia istantanea dell’interruttore a monte.
149
PROTEZIONE
CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO
Per lo studio della selettività energetica non si confrontano le curve di intervento corrente/tempo
dei componenti installati in serie ma le curve dell’energia specifica (I2t) lasciata passare
dall’interruttore a valle e la curva dell’energia dell’interruttore a monte. Si ottiene la selettività
energetica se le due curve non hanno punti di intersezione. L’effetto di limitazione dell’energia
specifica 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 dello
sganciatore (soglia istantanea, tempo di intervento), nonché dalla soglia di repulsione dei
contatti (apertura incondizionata).
● Fig. 7.17
Selettività energetica
t
2
I2t
(A S)
1
1
1
2
2
2
ICC
ICC
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 delle
sollecitazioni termiche ed elettrodinamiche alle quali è soggetto l’impianto e di contenere i
ritardi intenzionali imposti agli interruttori installati a livello primario.
Selettività di zona o
”accelerata“
L’adozione del coordinamento selettivo delle protezioni comporta per sua natura
l’allungamento dei tempi di eliminazione dei guasti man mano che ci si avvicina alla sorgente
dell’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 tempi
potrebbero 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 selettività
cronometrica 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.
150
Il principio su cui basarsi per determinare quale sia l’interruttore più vicino al guasto consiste
nell’utilizzare la corrente di guasto come unico elemento di riferimento comune per i vari
interruttori e creare un interscambio di informazioni in base alle quali determinare in modo
praticamente istantaneo quale parte dell’impianto deve essere tempestivamente staccata dal
sistema.
● Fig. 7.18
Esempio delle varie
condizioni di guasto
0,2 s
0,1 s
0s
A
B
C
a
Guasto a valle dell’interruttore C: l’interruttore C interviene istantaneamente per guasti di
cortocircuito 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 la
sovracorrente si estingue (pochi millisecondi).
Guasto a valle dell’interruttore B: il guasto dà luogo all’intervento dell’interruttore B
istantaneamente dall’insorgere del guasto stesso. L’interruttore A si comporta come nel caso
precedente.
Guasto a valle dell’interruttore A: la corrente di guasto interessa solo l’interruttore A e pertanto
dà luogo all’intervento istantaneo dell’interruttore stesso.
151
PROTEZIONE
CONTRO IL SOVRACCARICO ED IL CORTOCIRCUITO
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 a
valle, oppure quella del solo interruttore a monte per valori della corrente di cortocircuito
superiori ad un certo valore limite. Tale tipo di protezione è ammesso dalle norme CEI 64-8 e
CEI EN 60947-2 A1.
PROTEZIONE
DI SOSTEGNO
(O BACK-UP)
● Fig. 7.19
Protezione di back-up
A
B
C
Come rappresentato nella Fig. 7.19, gli interruttori
A e B, disposti in serie in un circuito, sono coordinati
in modo tale da intervenire simultaneamente in caso
di guasto in C per un valore di corrente superiore ad
una prefissata soglia, detta corrente di scambio. In
tal modo i due interruttori interagiscono tra loro
comportandosi come fossero una sola unità con due
interruzioni poste in serie che interrompono il
cortocircuito. Tutto ciò conferisce all’insieme e
quindi anche all’interruttore B un potere di
interruzione superiore a quello che l’interruttore B
stesso 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 esercizio
della parte non guasta non è requisito fondamentale, ma esistono altre esigenze prioritarie
quali:
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 correnti
di guasto
3) il problema tecnico-economico di contenere il dimensionamento dei componenti dell’impianto 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 di
guasto presunta (ossia consente sensibili risparmi nel dimensionamento degli interruttori a
valle).
Condizioni indispensabili per la realizzazione della protezione di sostegno:
1) l’interruttore a monte deve avere un potere di interruzione almeno pari alla corrente di
cortocircuito presunta nel punto di installazione dell’interruttore a valle;
2) la corrente di cortocircuito e l’energia specifica, lasciata passare di fatto nell’impianto
dall’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 stessa
corrente in caso di guasto.
È comunque necessario, in caso di adozione della protezione di sostegno, scegliere
combinazioni di apparecchi delle quali siano state verificate dal costruttore attraverso prove
pratiche, l’efficienza e le caratteristiche del complesso. Si deve infatti precisare che il valore del
potere di interruzione della serie non può essere ricavato teoricamente, ma può essere definito
solo con prove dirette, fatte in laboratorio.
152
PROTEZIONE
E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI
Negli impianti funzionanti a corrente alternata sinusoidale, le tensioni e le correnti vengono
rappresentate mediante fasori (vettori rotanti).
RIFASAMENTO
Accade pertanto che in funzione del tipo di utilizzatore il vettore tensione può essere in fase con
il vettore corrente, oppure sfasato in anticipo o in ritardo.
Generalmente, nelle applicazioni industriali, gli utilizzatori sono di tipo ohmico-induttivo e
possono presentare un angolo di sfasamento tensione-corrente ϕ che può essere anche
particolarmente elevato.
Si rende allora necessario rifasare, cioè diminuire tale angolo per ridurre il modulo della
corrente 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 IC
sfasata di 90° in anticipo rispetto la tensione come mostrato nella Fig. 8.1 .
● Fig. 8.1
Esempio di rifasamento di
A
un carico ohmico-induttivo
I
IT
e diagramma fasoriale
IT
R
prima del rinfasamento
V
IC
(interruttore T aperto) e
ϕ
X
dopo rifasamento
(interrutore T chiuso)
B
I
ϕ’
IC
T
C
Il valore della capacità C, necessaria per effettuare il rifasamento totale, oppure parziale (nel
contratto con l’Ente distributore è di norma sufficiente garantire un cosϕ ≥ 0.9) è dato dalle
seguenti formule:
rifasamento totale
C =
rifasamento parziale
C =
Ptgϕ
2πfV 2
P(tgϕ - tgϕ‘)
2πfV 2
dove:
P
= potenza attiva dell’utilizzatore
tgϕ = tangente dell’angolo ϕ dell’utilizzatore (ricavabile dal cosϕ dello stesso) ovverosia
rapporto tra la reattanza induttiva e la resistenza dell’utilizzatore
tgϕ’ = tangente dell’angolo ϕ’ ossia dell’angolo tensione-corrente dopo il rifasamento (nel
caso 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 (riduzione
nell’addebito di energia reattiva da parte dell’Ente distributore) sia per l’Ente stesso che riduce
le perdite sulle linee e quindi riduce le spese di generazione e trasporto dell’energia elettrica.
154
Inoltre, il rifasamento consente di:
- aumentare la potenzialità dell’impianto esistente perché a parità di dimensioni (trasformatori
e cavi) viene utilizzata maggiore energia attiva;
- ridurre le cadute di tensione lungo la linea elettrica e sull’impianto interno.
Tipologie di
rifasamento e scelta
del condensatore
Sono possibili le seguenti tipologie di rifasamento:
- centralizzato
- distribuito
- parzializzato
Rifasamento
centralizzato
Nel rifasamento centralizzato, le unità rifasanti (i condensatori) sono allacciati a monte di tutti
i carichi da rifasare e installate immediatamente a valle del punto di misura del cosϕ, ad
esempio nella cabina MT/BT o in prossimità del quadro generale di distribuzione. (Fig. 8.2)
● Fig. 8.2
Rifasamento centralizzato
Il rifasamento centralizzato trova applicazione
negli impianti con molti carichi eterogenei che
lavorano saltuariamente, nei quali l’assorbimento di energia reattiva da parte dei carichi
contemporaneamente in servizio risulta abbastanza complesso e mediamente costante. Ciò
permette di installare una batteria di potenza
notevolmente inferiore alla potenza complessiva
che sarebbe altrimenti necessaria qualora
venisse adottato un rifasamento di tipo
distribuito.
È altresì opportuno prevedere quando l’assorbimento di potenza reattiva è molto variabile,
una regolazione automatica dell’impianto rifasante mediante una batteria a più gradini.
Rifasamento
distribuito
Si realizza allacciando direttamente le singole unità rifasanti ai morsetti di ciascun utilizzatore
da rifasare, secondo lo schema mostrato in Fig. 8.3.
● Fig. 8.3
Rifasamento distributivo
Tecnicamente rappresenta la miglior soluzione
per i seguenti motivi:
- condensatore e apparecchio utilizzatore
seguono esattamente le stesse vicende per cui la
regolazione del cosϕ risulta sistematica ed
automatica;
- oltre all’Ente distributore beneficia dello
sgravio dell’energia reattiva anche l’utente che,
oltre alla riduzione tariffaria, ottiene un
vantaggio nel dimensionamento delle linee
interne dell’impianto che collegano la cabina
MT/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, usufruendo
inoltre delle stesse protezioni contro i sovraccarichi e i corto circuiti.
155
PROTEZIONE
E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI
Nel rifasamento parzializzato le unità di rifasamento vengono poste in parallelo a ciascuno dei
quadri elettrici che alimentano più utenze tra loro raggruppate, per omogeneità del carico e/o
per potenze similari (Fig. 8.4).
Rifasamento
parzializzato
● Fig. 8.4
Rifasamento parzializzato
È una soluzione intermedia tra le due esaminate in precedenza e trova impiego laddove
l’impianto è molto esteso e alimenta utenze (ad esempio officine) con diverso andamento dei
carichi.
Scelta del
condensatore
Dopo aver individuato la tipologia di rifasamento più appropriata per lo specifico impianto, si
procede al dimensionamento alla scelta del condensatore, avvalendosi delle formule generali
mostrate in precedenza oppure consultando la Tab. 8.1 che permette di calcolare, per ogni
valore di cosϕ prima e dopo il rifasamento, la potenza necessaria della batteria di condensatori
in 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; per
elevare 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 utilmente
ricorrere alla lettura, per esempio mensile, dei contatori di energia attiva e reattiva. Utilizzando
la Tab. 8.2, si può rilevare il valore di cosϕ attraverso il rapporto energia reattiva/energia
attiva.
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
156
TAB. 8.1 - DETERMINAZIONE
COSϕ
DI PARTENZA
0,40
0,41
0,42
0,43
0,44
0,45
0,46
0,47
0,48
0,49
0,50
0,51
0,52
0,53
0,54
0,55
0,56
0,57
0,58
0,59
0,60
0,61
0,62
0,63
0,64
0,65
0,66
0,67
0,68
0,69
0,70
0,71
0,72
0,73
0,74
0,75
0,76
0,77
0,78
0,79
0,80
0,81
0,82
0,83
0,84
0,85
0,86
0,87
0,88
0,89
0,90
COSϕ
DELLA POTENZA DELLA BATTERIA DI CONDENSATORI DI RIFASAMENTO
DA OTTENERE
0,80
1,557
1,474
1,413
1,356
1,290
1,230
1,179
1,130
1,076
1,030
0,982
0,936
0,894
0,850
0,809
0,769
0,730
0,692
0,665
0,618
0,584
0,549
0,515
0,483
0,450
0,419
0,388
0,358
0,329
0,299
0,270
0,242
0,213
0,186
0,159
0,132
0,105
0,079
0,053
0,026
0,85
1,668
1,605
1,544
1,487
1,421
1,360
1,309
1,260
1,206
1,160
1,112
1,066
1,024
0,980
0,939
0,899
0,865
0,822
0,785
0,748
0,714
0,679
0,645
0,613
0,580
0,549
0,518
0,488
0,459
0,429
0,400
0,372
0,343
0,316
0,289
0,262
0,235
0,209
0,183
0,156
0,130
0,104
0,078
0,052
0,026
0,90
1,805
1,742
1,681
1,624
1,558
1,501
1,446
1,397
1,343
1,297
1,248
1,202
1,160
1,116
1,075
1,035
0,996
0,958
0,921
0,884
0,849
0,815
0,781
0,749
0,716
0,685
0,654
0,624
0,595
0,565
0,536
0,508
0,479
0,452
0,425
0,398
0,371
0,345
0,319
0,292
0,266
0,240
0,214
0,188
0,162
0,136
0,109
0,083
0,054
0,028
0,91
1,832
1,769
1,769
1,709
1,651
1,586
1,532
1,473
1,425
1,370
1,326
1,276
1,230
1,188
1,144
1,103
1,063
0,986
0,949
0,912
0,878
0,843
0,809
0,777
0,744
0,713
0,682
0,652
0,623
0,593
0,564
0,536
0,507
0,400
0,453
0,426
0,399
0,373
0,347
0,320
0,294
0,268
0,242
0,216
0,190
0,164
0,140
0,114
0,085
0,059
0,031
0,92
1,861
1,798
1,738
1,680
1,614
1,561
1,502
1,454
1,400
1,355
1,303
1,257
1,215
1,171
1,130
1,090
1,051
1,013
0,976
0,939
0,905
0,870
0,836
0,804
0,771
0,740
0,709
0,679
0,650
0,620
0,591
0,563
0,534
0,507
0,480
0,453
0,426
0,400
0,374
0,347
0,321
0,295
0,269
0,243
0,217
0,191
0,167
0,141
0,112
0,086
0,058
0,93
1,895
1,831
1,771
1,713
1,647
1,592
1,533
1,485
1,430
1,386
1,337
1,291
1,249
1,205
1,164
1,124
1,085
1,047
1,010
0,973
0,939
0,904
0,870
0,838
0,805
0,774
0,743
0,713
0,684
0,654
0,625
0,597
0,568
0,541
0,514
0,487
0,460
0,434
0,408
0,381
0,355
0,329
0,303
0,277
0,251
0,225
0,198
0,172
0,143
0,117
0,089
0,94
1,924
1,860
1,800
1,742
1,677
1,626
1,567
1,519
1,464
1,420
1,369
1,323
1,281
1,237
1,196
1,156
1,117
1,079
1,042
1,005
0,971
0,936
0,902
0,870
0,837
0,806
0,775
0,745
0,716
0,686
0,657
0,629
0,600
0,573
0,546
0,519
0,492
0,466
0,440
0,413
0,387
0,361
0,335
0,309
0,283
0,257
0,230
0,204
0,175
0,149
0,121
0,95
1,959
1,896
1,836
1,778
1,712
1,659
1,600
1,532
1,497
1,453
1,403
1,357
1,315
1,271
1,230
1,190
1,151
1,113
1,076
1,039
1,005
0,970
0,936
0,904
0,871
0,840
0,809
0,779
0,750
0,720
0,691
0,663
0,634
0,607
0,580
0,553
0,526
0,500
0,474
0,447
0,421
0,395
0,369
0,343
0,317
0,291
0,264
0,238
0,209
0,183
0,155
0,96
1,998
1,935
1,874
1,816
1,751
1,695
1,636
1,588
1,534
1,489
1,441
1,395
1,353
1,309
1,268
1,228
1,189
1,151
1,114
1,077
1,043
1,008
0,974
0,942
0,909
0,878
0,847
0,817
0,788
0,758
0,729
0,701
0,672
0,645
0,616
0,591
0,564
0,538
0,512
0,485
0,459
0,433
0,407
0,381
0,355
0,329
0,301
0,275
0,246
0,230
0,192
0,97
2,037
1,973
1,913
1,855
1,790
1,737
1,677
1,629
1,575
1,530
1,481
1,435
1,393
1,349
1,308
1,268
1,229
1,191
1,154
1,117
1,083
1,048
1,014
0,982
0,949
0,918
0,887
0,857
0,828
0,798
0,769
0,741
0,712
0,685
0,658
0,631
0,604
0,578
0,552
0,525
0,499
0,473
0,447
0,421
0,395
0,369
0,343
0,317
0,288
0,262
0,234
0,98
2,085
2,021
1,961
1,903
1,837
1,784
1,725
1,677
1,623
1,578
1,529
1,483
1,441
1,397
1,356
1,316
1,277
1,239
1,202
1,165
1,131
1,096
1,062
1,030
0,997
0,966
0,935
0,905
0,876
0,840
0,811
0,783
0,754
0,727
0,700
0,673
0,652
0,620
0,594
0,567
0,541
0,515
0,489
0,463
0,437
0,417
0,390
0,364
0,335
0,309
0,281
0,99
2,146
2,082
2,022
1,964
1,899
1,846
1,786
1,758
1,684
1,639
1,590
1,544
1,502
1,458
1,417
1,377
1,338
1,300
1,263
1,226
1,192
1,157
1,123
1,091
1,058
1,007
0,996
0,966
0,937
0,907
0,878
0,850
0,821
0,794
0,767
0,740
0,713
0,687
0,661
0,634
0,608
0,582
0,556
0,530
0,504
0,478
0,450
0,424
0,395
0,369
0,341
1
2,288
2,225
2,164
2,107
2,041
1,988
1,929
1,881
1,826
1,782
1,732
1,686
1,644
1,600
1,559
1,519
1,480
1,442
1,405
1,368
1,334
1,299
1,265
1,233
1,200
1,169
1,138
1,108
1,079
1,049
1,020
0,992
0,963
0,936
0,909
0,882
0,855
0,829
0,803
0,776
0,750
0,724
0,698
0,672
0,645
0,620
0,593
0,567
0,538
0,512
0,484
Nota:
Q1 = P tgϕ1
Qc/P = tgϕ2 - tgϕ1
Q1, ϕ1: potenza reattiva e angolo di
sfasamento dopo il rifasamento
i valori della Tab. 10.1 sono
Q2 = P tgϕ2
Dove:
sfasamento prima del rifasamento
Qc: potenza richiesta alla batteria di
colcolati con le seguenti formule
Qc = Q2 – Q1 = P (tgϕ2 - tgϕ1)
P: potenza attiva
Q2, ϕ2: potenza reattiva e angolo di
condensatori
157
PROTEZIONE
E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI
TAB. 8.2 - DETERMINAZIONE
DEL FATTORE DI POTENZA DALLE LETTURE DEI CONTATORI DI ENERGIA REATTIVA
(ER)
E ATTIVA
(EA)
ER/EA
COSϕ
ER/EA
COSϕ
ER/EA
COSϕ
ER/EA
COSϕ
ER/EA
COSϕ
0,11 ... 0,17
0,99
0,50 ... 0,52
0,89
0,77 ... 0,79
0,79
1,04 ... 1,06
0,69
1,36 ... 1,38
0,59
0,18 ... 0,23
0,98
0,53 ... 0,55
0,88
0,80 ... 0,81
0,78
1,07 ... 1,09
0,68
1,39 ... 1,42
0,58
0,24 ... 0,27
0,97
0,56 ... 0,58
0,87
0,82 ... 0,84
0,77
1,10 ... 1,12
0,67
1,43 ... 1,46
0,57
0,28 ... 0,31
0,96
0,59 ... 0,60
0,86
0,85 ... 0,86
0,76
1,13 ... 1,15
0,66
1,47 ... 1,50
0,56
0,32 ... 0,34
0,95
0,61 ... 0,63
0,85
0,87 ... 0,89
0,75
1,16 ... 1,18
0,65
1,51 ... 1,54
0,55
0,35 ... 0,38
0,94
0,64 ... 0,66
0,84
0,90 ... 0,92
0,74
1,19 ... 1,21
0,64
1,55 ... 1,58
0,54
0,39 ... 0,41
0,93
0,67 ... 0,68
0,83
0,93 ... 0,95
0,73
1,22 ... 1,25
0,63
1,59 ... 1,62
0,53
0,42 ... 0,44
0,92
0,69 ... 0,71
0,82
0,96 ... 0,97
0,72
1,26 ... 1,28
0,62
1,63 ... 1,66
0,52
0,45 ... 0,47
0,91
0,72 ... 0,73
0,81
0,98 ... 1,00
0,71
1,29 ... 1,31
0,61
1,67 ... 1,71
0,51
0,48 ... 0,49
0,90
0,74 ... 0,76
0,80
1,01 ... 1,03
0,70
1,32 ... 1,35
0,60
1,72 ... 1,75
0,50
Relativamente poi alle grandezze caratteristiche dei condensatori, è utile ricordare che devono
essere assunti valori differenti in funzione del tipo di sistema (monofase o trifase) e del tipo di
collegamento da utilizzare (trifase a stella o a triangolo) ai fini di una scelta ottimale (rapporto
tecnico/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 di
condensatori).
Dai dati di targa, le grandezze caratteristiche del condensatore possono essere ricavate con le
seguenti formule:
- per un’unità monofase (in figura), la capacità C della batteria di condensatori è:
C =
Qn
2 πf U 2
e la corrente nominale:
I n = 2πfCU n
In =
158
Qn
Un
- per ciascuno dei tre condensatori di una unità trifase, si ha invece (Un = tensione concatenata
del sistema):
• con collegamento a stella (γ) (in figura):
Cγ =
In = I1 =
Qn
2 πf U 2 n
2 πf C U n
√3
In = I1 =
Qn
√3Un
• con collegamento a triangolo (∆) (in figura):
C∆ =
Qn
2 πf U 2 n 3
I n = 2πfC ∆ U n
In =
Qn
U n3
In =
I1 =
√ 3 2πfC ∆U n
3Qn
3Un
essendo In la corrente che attraversa il condensatore e I1 la corrente di linea.
Scelta del tipo
di interruttore
Il procedimento di scelta dell’interruttore e relative tarature degli sganciatori magnetotermici, si
imposta nel seguente modo:
Qn: potenza della batteria di condensatori, in kVAR
Un: tensione concatenata nominale della batteria di condensatori, in V
(1) Ic =
Nota
(1) Le norme IEC 831-1 e IEC 931-1
Qn
√3Un
(2) I ni = 1,49 I c (1)
corrente nominale dell’interruttore e/o valore di taratura
dello sganciatore termico
(3) I m ≥ 9 I ni
valore di taratura dello sganciatore magnetico
affermano che i condensatori
devono poter funzionare a regime
con una corrente fino a 1,3 Ic del
condensatore stesso, in valore
efficace (ciò è dovuto alla possibile
presenza di armoniche di tensione in
rete, causate ad esempio dalla
saturazione di circuiti magnetici di
trsformatori a motori o da circuiti di
conversione statica) e che è
ammessa una tolleranza del 10% in
più sul valore reale della capacità
rispetto a quello corrispondente alla
sua potenza nominale. Per cui sia il
contattore sia l’interruttore devono
essere in grado di portare in
permanenza una corrente pari a:
1,3 - 1,5 • In condensatore:
corrente nominale della batteria di condensatori
Dalla (2) segue che ogni interruttore può manovrare batterie di condensatori aventi correnti
nominali fino a
I ni
1, 4 9
= 0,7 I n i
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 manovra
di batterie di condensatori.
Si precisa inoltre che, a regime, la presenza o meno di altre batterie di condensatori in parallelo
a quella manovrata dall’interruttore non apporti alcun peggioramento delle condizioni di
esercizio.
cioè = 1,49 In in valore efficace.
159
PROTEZIONE
E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI
La scelta del tipo di interruttore, dovrà essere fatta tenendo conto anche del valore della corrente
di corto circuito presunta a monte dell’interruttore: a parità di corrente nominale, quindi, potrà
essere scelto nella Tab. 8.3 l’interruttore avente l’adeguato potere di interruzione.
● Tab. 8.3
Scelta degli interruttori
GEWISS in funzione della
potenza della batteria di
condensatori
Esempi di
rifasamento di un
motore asincrono
MASSIMA
POTENZA DELLA BATTERIA
DI CONDENSATORI IN KVAR-50
HZ
INTERRUTTORE
CORRENTE
NOMINALE
INTERRUTTORE
230V
400V
Tipo
[A]
6
10
MT 60 - MT 100 (D25)
25
11
20
MTHP 100 (D63)
50
17
30
MTHP 100 (D80) - MTS 160 B/N (10 Ith)
80
23
40
MTHP 100 (D100) - MTS 160 B/N (10 Ith)
100
28
50
MTS 160 B/N (10 Ith)
125
40
70
MTS 250 N/H/L
200
57
100
MTS 250 N/H/L (10 Ith)
250
72
125
MTSE 630 N/H/L (320 A)
320
86
150
MTSE 630 N/H/L (400 A)
400
100
175
MTSE 630 N/H/L (400 A)
500
115
200
MTSE 630 N/H/L
500
Esempio n° 1
Si voglia procedere al rifasamento di un motore asincrono trifase che presenta le seguenti
caratteristiche:
P = 80 kW
V = 400 V
f = 50 Hz
I0 = 42 A
Il condensatore impiegato risulterà direttamente allacciato ai morsetti del motore come
rappresentato in Fig. 8.5.
● Fig. 8.5
Per evitare di avere un fattore di potenza in anticipo (cosϕ > 1), si
impone 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
160
Esempio n° 2
Con riferimento allo schema unificare di Fig. 8.5 si voglia rifasare un impianto elettrico
portando 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 condensatori
installata a monte del punto di misura del cosϕ.
La batteria dovrà essere disinserita contemporaneamente all’esclusione totale dei carichi.
● Fig. 8.6
400kVA
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 a
cosϕ 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 condensatori
e, successivamente la corrente nominale dei dispositivi di manovra e protezione Ini.
In =
Qc
√3Un
=
178500
= 258A
√3 . 400
da cui:
I ni = I n . 1,43
cioè:
I ni = 258 . 1,43 = 368A
(collegamento a stella)
161
PROTEZIONE
E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI
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 da
400 A con In regolata a 10 In con un potere di interruzione di 36 kA, così calcolati:
• corrente nominale InT del trasformatore:
I nT =
An
√3Un
=
400000
= 577A
√3 . 400
• corrente di corto circuito Icc, cioè:
I cc =
I nT
U cc%
=
577.100
4
= 14,4 kA
36 kA
dove:
An = potenza del trasformatore
Un = tensione nominale a vuoto del trasformatore
InT = corrente nominale del trasformatore
Ucc = tensione di corto circuito che per un trasformatore di 400 kVA a 400 V viene posta pari
al 4% della tensione secondaria nominale.
Tabelle per la scelta
della potenza reattiva
Le tabelle che seguono sono idonee alla scelta della potenza reattiva da installare per il
rifasamento dei motori asincroni trifasi e per trasformatori trifasi. In riferimento alla Tab. 8.3 si
deve scegliere l’interruttore della serie MTS corrispondente alla potenza reattiva scelta.
● Tab. 8.4
MOTORI
Potenza reattiva da
installare [kVAR]
162
POTENZA
TRIFASE:
230/400 V
VELOCITÀ
NOMINALE
DI ROTAZIONE [G/MIN]
[kW]
[CV]
3000
1500
1000
750
22
30
6
8
9
10
30
40
7,5
10
11
12,5
37
50
9
11
12,5
16
45
60
11
13
14
17
55
75
13
17
18
21
75
100
17
22
25
28
90
125
20
25
27
30
110
150
24
29
33
37
132
180
31
36
38
43
160
218
25
41
44
52
200
274
43
47
53
61
250
340
52
57
63
71
280
380
57
63
70
79
355
482
67
76
86
98
400
544
78
82
97
106
450
610
87
93
107
117
● Tab. 8.5
TRASFORMATORI
Potenza reattiva da
installare [kVAR]
IN OLIO PERDITE SECONDO
NORMA CEI
14-13
LISTA
A
TRASFORMATORI IN
14-13
NORMA CEI
RESINA
LISTA
A
Qr a vuoto
Qr a carico
Qr a vuoto
Qr a carico
100
2,5
6,1
2,5
8,1
160
3,7
9,6
3,6
12,9
200
4,4
11,9
4,2
15,8
250
5,3
14,7
4,9
19,5
315
6,3
18,3
5,6
24,0
400
7,5
22,9
5,9
29,3
500
9,4
28,7
7,4
36,7
630
11,3
35,7
8,0
45,1
800
13,5
60,8
10,2
57,4
1000
14,9
74,1
11,8
70,9
1250
17,4
91,4
14,7
88,8
1600
20,6
115,4
18,9
113,8
2000
23,8
142,0
21,6
140,2
2500
27,2
175,2
24,5
173,1
3000
29,7
207,5
-
-
3150
-
-
30,9
250,4
Potenza
nominale [kVA]
163
PROTEZIONE
E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI
PROTEZIONE CONTRO
LE SOVRATENSIONI
Limitatori di
sovratensione SPD
La protezione contro le sovratensioni sta assumendo un’importanza sempre maggiore, sia per
la sicurezza delle persone e degli impianti industriali, che per la riduzione del fattore di rischio
di 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 causati
dalle sovratensioni negli impianti elettrici. In Italia dell’argomento si occupa il comitato tecnico
37/A seguendo gli sviluppi dei documenti emessi in sede internazione dai comitati IEC 37/A e
CENELEC 37/A. Il comitato CEI ha il compito di normalizzare il componente e tutta la serie di
prove che servono alla classificazione del prodotto. L’argomento risulta però di interesse
fondamentale per altri due comitati che sono coinvolti nella scelta e nell’impiego di questo
componente.
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 fornisce
indicazioni sulla scelta degli SPD; esistono inoltre programmi per la scelta dei limitatori di
sovratensione negli impianti a bassa tensione basata sul calcolo della componente di rischio.
Definizioni utili
Per una conoscenza approfondita delle caratteristiche tipiche degli SPD, si riportano di seguito
alcune 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 o
continua 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 forma
d’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 dal
generatore di prova combinato, contemporaneamente ad una corrente di cortocircuito con
forma 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 la
tensione 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 la
classificazione degli SPD.
164
Tecnologia costruttiva
e funzionamento
degli SPD
In commercio esistono svariati tipi di limitatori di sovratensione in relazione alla sollecitudine
che devono sopportare, al grado di protezione che devono offrire ed al tipo di utenza da
proteggere.
Gli elementi caratteristici che compongono un limitatore di sovratensione sono normalmente i
seguenti.
Spinterometri
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 condizioni
dell’aria ed alla distanza fra gli elettrodi. Gli spinterometri a gas possiedono una tensione di
innesco 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 con
materiale 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 una
capacità di scarica molto elevata, hanno però una tensione di innesco che aumenta con la
rapidità del fronte d’onda della sovratensione e pertanto può rivelarsi troppo elevata per la
protezione diretta di apparecchiature sensibili quali quelle elettroniche. Attualmente, nel settore
degli scaricatori a scarica frazionata, è stato superato lo svantaggio del livello di protezione
elevato con più spinterometri collegati in serie. Questa soluzione consente il frazionamento ed
il controllo dell’arco elettrico garantendo un livello di protezione limitato (inferiore a 2 kV) pur
mantenendo elevate capacità di scarica (circa 50 kA).
Ip
Varistori
Ip
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 hanno
un potere di innesco variabile da 30 a 1000 V ed potere di scarica molto diversi. Presentano il
vantaggio di una capacità di scarica considerevole (sino a 40 kA 8/20) indipendente dalla
tensione di innesco, una ampia possibilità di scelta ed una rapidità di risposta elevata. Per contro
hanno una modesta capacità di scarica agli impulsi di lunga durata, ed una capacità tra gli
elettrodi notevole che risulta negativa per l’impiego su circuiti ad alta frequenza.
Diodi zener
Quando sono impiegati come limitatori di sovratensione, questi componenti hanno una
costruzione adatta a sopportare una corrente più elevata (grazie ad una giunzione molto più
grande) rispetto a quelli di costruzione standard. I diodi zener presentano il vantaggio di una
ampia gamma disponibile (con tensione di innesco da 7 a 500 V) e contrariamente agli altri
tipi esaminati, non presentano nessun degrado progressivo con il numero degli interventi.
Come caratteristiche negative hanno una capacità di scarica molto limitata ed una elevata
capacità intrinseca.
Collegamento in serie
e parallelo dei
componenti di un SPD
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 esercizio
non standardizzate o quando occorre una soglia di innesco elevata e sono generalmente
costituiti da uno spinterometro in serie ad un varistore. Il collegamento in parallelo viene
utilizzato per ottenere una elevata tensione di scarica o una bassa tensione di innesco.
Quando è necessario
proteggersi dalle
sovratensioni
La protezione contro le sovratensioni può essere attuata quando richiesta dalle Norme CEI 81-1
e CEI 81-4 oppure quando si è acquisita un’esperienza di esercizio dell’impianto che ha messo
in evidenza il ripetersi di danni alle apparecchiature e l’interruzione della produzione. Le
norme 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 per
anno e per chilometro quadrato per i comuni d’Italia.
165
PROTEZIONE
E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI
Caratteristiche e scelte
degli SPD
● Tab. 8.6
Tra le caratteristiche più importanti degli SPD troviamo la classe di prova secondo la Norma
IEC 61643-1. Correlando le classi di prova al tipo di fulminazione otteniamo le caratteristiche
indicate nella Tab. 8.6.
CLASSE
DI
CARATTERISTICHE
PROVA
IMPIEGO
INSTALLAZIONE
I
Imp = 20 kA 10/350µs
Uc = 255 V
Up ≤ 4 kV
Correnti o parti di correnti provenienti dalla fulminazione diretta
Quadri elettrici in strutture soggette
a fulminazione diretta
II
In = 15 kA 8/20 µs
Imax = 40 kA 8/20 µs
Uc = 255 V
Up ≤ 1,5 kV
Correnti indotte da fulminazione
indiretta
Quadri elettrici in strutture soggette
a fulminazione indiretta
III
Uoc = 10 kV 1,2/50 µs
Uc = 255 V
Up ≤ 1,2 kV
Correnti indotte su circuiti elettrici
interni per fulminazione indiretta
Quadri elettrici utilizzatori soggetti
a fulminazione indiretta
Coordinamento degli
SPD
Il coordinamento fra gli SPD si rende necessario ogni volta che due o più SPD sono installati
nello stesso impianto, allo scopo di raggiungere livelli di protezione più bassi in funzione della
tenuta degli isolamenti degli impianti da proteggere.
Il coordinamento è basato sulla possibilità di distribuzione delle correnti impulsive e delle
energie in gioco in modo che ogni SPD possa sopportare, senza subire danni, una quota di
queste componenti di disturbo. Per il progettista la verifica del coordinamento può risultare
molto laboriosa; la via più semplice è quella di sfruttare i dati forniti dal costruttore di SPD
attraverso le prove di laboratorio.
Impianto di terra
Normalmente gli SPD non richiedono (ad eccezione di casi particolari) un impianto di terra
distinto e neppure particolari accorgimenti. Ricordiamo però che valori bassi della resistenza di
terra riducono le tensioni totali verso terra durante la scarica e che le reti a maglia estese
spesso annullano le componenti G e M stabilite dalla Norma 81-4.
Limitatori GEWISS
La gamma di limitatori GEWISS consente di proteggere, in funzione della corrente transitoria
di scarica, sia linee elettriche derivate, sia linee telefoniche o di trasmissione dati; la prima serie
è fornita nella versione a cartuccia estraibile, che consente una soluzione facile e immediata
dello scaricatore senza interruzione del servizio e modifica del cablaggio, la seconda nella
versione monoblocco.
Gli interruttori automatici di protezione coordinati ai limitatori di sovratensione GEWISS
devono avere una curva di intervento C e una corrente nominale di 20 A.
● Tab 8.7
Scaricatore Gewiss
TIPO
DI SCARICATORE
In [kA] - onda 8/20
Interruttore di protezione
166
(1P, 1P+N, 3P+N)
15
40
MT 100 - C (20 A)
Sistemi di installazione
● Fig. 8.6
Sistema TN
● Fig. 8.7
Sistema TT interruttore
differenziale a monte
Legenda
1 Origine dell’impianto BT
2 Quadro elettrico principale
3 Barra di
equipotenzializzazione
4 SPD
4a SPD N-PE (ad innesco)
5 Collegamenti dell’SPD
all’impianto di terra
(5a o 5b in alternativa)
6 Apparecchiatura
da proteggere
7 Interruttore differenziale
7a Interruttore differenziale
selettivo
F
Limitatore di sovracorrente
● Fig. 8.8
Sistema TT interruttore
differenziale a valle
167
PROTEZIONE
E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI
I circuiti di illuminazione devono essere protetti contro il cortocircuito mediante interruttori
automatici. La protezione contro il sovraccarico può essere omessa nei circuiti che alimentano
gli apparecchi illuminanti negli ambienti normali, a condizione che esista la protezione contro
il cortocircuito e che la corrente di impiego degli apparecchi utilizzatori non sia superiore a
quella della conduttura. Rimane invece obbligatoria per tutti i circuiti elettrici ubicati nei luoghi
con pericolo di incendio e di esplosione nonché negli ambienti particolari trattati nella parte 7
della Norma CEI 64-8 per i quali siano prescritte condizioni diverse.
La corrente nominale dell’interruttore di protezione viene scelta in relazione al carico da
alimentare, 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 potenza
installata e al tipo di distribuzione.
PROTEZIONE
DEI CIRCUITI
DI ILLUMINAZIONE
TAB. 8.8 - DISTRIBUZIONE
TIPO
DI
LAMPADA
MOFASE
230 V - DISTRIBUZIONE
POTENZA
[W]
TRIFASE
NUMERO
TUBO
+ N (400 V)
COLLEGAMETO A STELLA
DI LAMPADE PER FASE
Singola
18
4
8
13
29
49
78
97
122
157
196
245
309
392
490
non rifasata
36
2
4
7
14
24
39
49
61
78
98
122
154
196
245
58
1
3
4
9
15
24
30
38
48
60
76
95
120
152
Singola
18
7
13
20
42
69
112
140
175
225
281
351
443
562
703
rifasata
36
3
7
10
21
35
56
70
87
112
140
175
220
281
351
58
2
4
6
13
21
34
42
54
69
87
109
137
174
218
Doppia
2x18=36
3
7
10
20
35
56
70
87
112
138
175
221
281
351
rifasata
2x36=72
1
3
5
10
17
28
35
43
56
70
87
110
140
175
2x58=118
1
2
3
6
10
17
21
27
34
43
54
68
87
109
100
1
2
3
6
10
16
20
25
32
40
50
63
80
100
In [A] 2P o 4P
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 un
declassamento pari a 0,8 per temperature elevate all’interno del quadro o nella cassetta di installazione.
168
Relè passo passo
Sono apparecchi di tipo bistabile nei quali applicando tensione per un breve periodo alla
bobina, si ottiene una variazione permanente dello stato del contatto (da ON a OFF e
viceversa). Questi relè, utilizzati insieme a pulsanti del tipo NA, trovano largo impiego nei
circuiti di comando di tipo ciclico (ad esempio i circuiti di illuminazione).
TAB. 8.9 - CARATTERISTICHE TECNICHE RELÈ PASSO PASSO
DATI
RELÈ
TECNICI
Norme di riferimento
Corrente 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’eccitazione
Assorbimento bobina in mantenimento
Tensione funzionamento bobina
Potenza 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 meccaniche
Durata minima comando chiusura (ms)
Temperatura di funzionamento (C°)
Sezione max. conduttori contatti (mm2)
Sezione max. conduttori bobina (mm2)
PASSO-PASSO
1 polo
CEI EN 60669-2-2
16
230 a.c.
12/24/230 a.c.
2/4 poli
CEI EN 60669-2-2
16
230 a.c.
12/24/230 a.c.
250 a.c.
4
50
5VA
3,5VA
0,9 - 1,1xUn
2400
500
1000
1,5
100.000
200.000
25
-5...+40
4 o 2x2,5
4 o 2x2,5
RELÈ
PASSO-PASSO CENTRALIZABILE
250 a.c.
4
50
9VA
2,5VA
0,9 - 1,1xUn
1 poli
CEI EN 60669-2-2
16
230 a.c.
24/230 a.c.
24 d.c.
250 a.c.
4
50
9VA/12W
1VA/1W
0,9 - 1,1xUn
2/3 poli
CEI EN 60669-2-2
16
230 a.c.
24/230 a.c.
24 d.c.
250 a.c.
4
50
9VA/12W
1VA/1W
0,9 - 1,1xUn
2400
500
1000
1,5
100.000
200.000
25
-5...+40
10 o 2x4
4 o 2x2,5
2400
500
1000
1,5
100.000
200.000
25
-5...+40
10 o 2x4
4 o 2x2,5
2400
500
1000
1,5
100.000
200.000
25
-5...+40
10 o 2x4
4 o 2x2,5
Nella pagina seguente viene riportato il numero massimo di lampade (in funzione della
tipologia e della potenza assorbita) comandabili dal relé passo passo.
169
PROTEZIONE
E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI
● Tab. 8.10
Numero massimo
di lampade comandabili
da un relè passo passo
CARATTERISTICHE
Tipo di lampade
Incandescenza (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 o
ioduri metallici (230V)
Vapori di sodio a bassa pressione
(230V)
Vapori di mercurio ad alta pressione
(230V)
170
P (W)
15
25
40
60
75
100
150
200
300
500
18
20
30
36
40
58
65
2x18
2x20
2x30
2x36
2x40
2x58
2x65
18
20
30
36
40
58
65
35
70
150
250
400
1000
20
50
75
100
50
70
150
250
18
37
56
91
135
185
50
80
125
250
400
LAMPADE
N.
DI LAMPADE CONSENTITE
16 A
133
80
50
33
26
20
13
10
6
4
44
40
26
22
20
13
12
27
25
16
13
12
8
7
27
25
16
13
12
8
7
28
14
6
4
2
1
55
20
15
11
7
6
3
2
15
9
7
5
4
3
8
6
4
2
1
Relè monostabili
Apparecchi che commutano lo stato dei contatti (da ON a OFF e viceversa) e lo mantengono
fintanto che la bobina resta eccitata.
TAB. 8.11 - DATI TECNICI RELÉ MONOSTABILI
Norme di riferimento
Corrente 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 bobina
Potenza 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 meccaniche
Durata minima comando chiusura (ms)
Temperatura di funzionamento (C°)
Sezione max. conduttori contatti (mm2)
Sezione max. conduttori bobina (mm2)
1 polo
CEI EN 61095
16
230 a.c.
12/24/230 a.c.
250 a.c.
4
50
4
2,4
0,9 - 1,1xUn
2 poli
CEI EN 61095
16
230 a.c.
12/24/230 a.c.
250 a.c.
4
50
9
2,5
0,9 - 1,1xUn
4 poli
CEI EN 61095
16
230/400 a.c.
24/230 a.c.
250 a.c.
4
50
14
6
0,9 - 1,1xUn
2400
500
1000
0,6
100.000
1.000.000
25
-5...+40
4 o 2x2,5
4 o 2x2,5
2400
500
1000
0,6
100.000
1.000.000
25
-5...+40
10 o 2x4
4 o 2x2,5
2400
500
1000
0,6
100.000
1.000.000
25
-5...+40
10 o 2x4
4 o 2x2,5
171
PROTEZIONE
E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI
Contattore
Il contattore è un’apparecchio in grado di stabilire, sopportare ed interrompere le correnti di
manovra in condizioni ordinarie e di sovraccarico. È un componente elettrico di tipo
monostabile (mantiene il proprio stato fin tanto che la bobina è alimentata) previsto per un
elevato numero di manovre.
Se vengono azionati più dispositivi contemporaneamente occorre fare attenzione al
dimensionamento corretto del trasformatore. Se vengono installati più contattori adiacenti
alimentati in modo continuativo, l’eccessiva dissipazione di calore può danneggiare la bobina
degli stessi.
TAB. 8.12 - CARATTERISTICHE TECNICHE DEI CONTATTORI
CARATTERISTICHE
Norme di riferimento
Corrente nominale di impiego (A)
Categoria di utilizzo
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
Assorbimento bobina in mantenimento
Tensione funzionamento bobina
Potenza nominale in AC3 (kW): 230 V monofase
230 V trifase
400 V trifase
Potenza dissipata per polo (W)
Manovre elettriche in AC7a / AC1
Manovre elettriche in AC7b / AC3
Manovre meccaniche
Corrente di cortocircuito condizionata (kA)
Durata minima comando chiusura (ms)
Temperatura di funzionamento (C°)
Sezione max. conduttori contatti (mm2)
Sezione max. conduttori bobina (mm2)
172
20 A
CEI EN 61095
20
AC7a
230/400 a.c.
230 a.c.
24 a.c.
500 a.c.
4
50
9VA
2,5VA
0,85 - 1,1xUn
1
150.000
1.000.000
3
25
-5...+40
10 o 2x4
4 o 2x2,5
ELETTRICHE
24 A
CEI EN 61095
CEI EN 60947-4-1
24
AC7a
230/400 a.c.
230 a.c. - d.c.
24 a.c. - d.c.
500 a.c.
4
50
3,7VA/4W
3,7VA/4W
0,8 - 1,06xUn
1,3
2,2
4
1,2
150.000
500.000
1.000.000
3
25
-25...+55
25 o 2x10
4 o 2x2,5
40 A
CEI EN 61095
CEI EN 60947-4-1
40
AC7a
230/400 a.c.
230 a.c. - d.c.
63 A
CEI EN 61095
CEI EN 60947-4-1
63
AC7a
230/400 a.c.
230 a.c. - d.c.
500 a.c.
4
50
4,4VA/5W
4,4VA/5W
0,8 - 1,06xUn
3,7
5,5
11
3
150.000
170.000
1.000.000
3
25
-25...+55
25 o 2x10
4 o 2x2,5
500 a.c.
4
50
70VA/65W
4,2VA/4,2W
0,8 - 1,06xUn
5
8
15
6
150.000
240.000
1.000.000
3
25
-25...+55
25 o 2x10
4 o 2x2,5
Inserzione lampade
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.
● Tab. 8.13
Numero massimo
di lampade comandabili
da un contattore
CARATT. LAMPADE
Tipo di lampade
Incandescente
N.
Watt
60
100
200
300
500
1000
20 A
21
13
7
4
3
1
15
20
40
42
65
115
140
25
22
17
13
10
4
4
2x20
2x40
2x42
2x65
2x115
2x140
22
17
13
10
4
4
15
20
40
42
65
115
140
6
5
6
4
4
1
1
50
80
125
250
400
700
1000
2000/400 V
12
7
5
3
1
-
50
80
125
250
400
700
1000
2000/400 V
4
3
2
1
1
-
Fluorescente
Vapori di mercurio ad alta
pressione
CAPACITÀ
DI LAMPADE CONSENTITE
24 A
40 A
25
54
15
32
7
16
5
11
3
6
1
3
Non rifasate o rifasate in serie
30
100
26
85
20
65
16
52
12
40
5
18
5
18
Bilampade non rifasate
26
85
20
65
16
52
12
40
5
18
5
18
Rifasate in parallelo
8
15
7
14
8
15
6
12
5
10
2
4
2
4
Non rifasate
14
36
10
27
7
19
4
10
2
7
1
4
1
3
1
3
Rifasate in parallelo
5
10
4
8
3
6
2
3
1
3
1
1
1
2
63 A
83
50
25
16
10
5
(µF)
155
140
105
85
60
28
28
140
105
85
60
28
28
67
60
67
50
43
17
17
4,5
5
4,5
6
7
18
18
50
38
26
14
10
6
4
4
43
37
26
15
10
5
4
2
7
8
10
18
25
45
60
35
(segue)
173
PROTEZIONE
E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI
● (segue) Tab. 8.13
Numero massimo
di lampade comandabili
da un contattore
CARATT. LAMPADE
Tipo di lampade
Lampade con reattore
elettronico
N.
CAPACITÀ
DI LAMPADE CONSENTITE
Watt
1x18
2x18
1x36
2x36
1x58
2x58
20 A
15
8
12
7
11
6
24 A
24
18
16
11
14
8
40 A
55
34
34
20
32
17
63 A
76
48
47
29
46
24
20
50
75
100
150
200
300
40
20
13
10
7
5
3
52
24
16
12
9
6
4
110
50
35
27
19
14
9
174
80
54
43
29
23
14
35
55
90
135
150
180
200
5
5
3
2
2
2
3
(µF)
Alogene (12V)
Vapori di sodio a bassa
pressione
35
55
90
135
150
180
200
Vapori di sodio ad alta
pressione o ioduri metallici
150
250
330
400
1000
150
250
330
400
1000
174
Non rifasate
8
22
8
22
5
13
3
10
3
10
3
10
5
14
Rifasate in parallelo
1
4
1
4
1
3
2
2
2
1
3
Non rifasate
4
15
3
9
2
8
1
6
3
Rifasate in parallelo
1
3
1
2
2
1
30
30
19
13
14
14
20
15
15
10
7
8
8
12
20
20
30
45
40
40
25
20
15
10
8
4
15
9
7
6
2
20
33
40
48
106
PROTEZIONE DEI
MOTORI ELETTRICI
Caratteristica di
funzionamento di un
motore asincrono
Il motore asincrono trifase è indubbiamente la macchina elettrica che trova maggior impiego
nell’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 in
figura.
● Fig. 8.9
t [s]
Curva dell’assorbimento di
corrente all’avviamento
Legenda:
In = corrente nominale assorbita dal motore
Ia = corrente di avviamento
Is = valore istantaneo massimo della corrente
subtransitoria di avviamento Is = Ia x K
di un motore asincrono
da 1 a
10 s
da 20 a
30 ms
In
Determinazione
del coefficiente di k
● Fig. 8.10
Diagramma per
determinare k
Ia
Is
I [A]
Il coefficiente k per il quale si deve moltiplicare la corrente simmetrica Ia per ottenere la massima
corrente di picco Is in funzione del fattore di potenza, si ottiene dal diagramma.
Il valore della corrente nominale assorbita da un
motore asincrono trifase si ricava con la nota
k
formula:
2,8
Pn
2,7
2,6
In =
2,5
2,4
2,3
2,2
2,1
2
1,9
1,8
1,7
1,6
1,5
1,4
Dispositivi di manovra
e protezione
dei motori
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
cosϕ
√3 · Un · η · cos ϕ
dove:
Pn è la potenza nominale di targa del motore
Un è la tensione di alimentazione
η è il rendimento del motore a carico nominale
cosϕ è il fattore di potenza a carico nominale
All’atto dell’avviamento, però, il motore assorbe
una corrente pari a 5-8 volte la corrente nominale.
La scelta dei dispositivi di manovra e protezione deve essere oculata in quanto un
funzionamento difettoso delle protezioni può avere effetti negativi sulle persone (nel caso di
contatti diretti per guasto dell’isolamento), sulla macchina stessa e sulla produzione
dell’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 automatico
limitatore di corrente con la sola protezione magnetica (la protezione termica è normalmente
affidata a un relè termico incorporato nell’avviatore). Quando il numero di avviamenti del
motore è molto limitato, l’interruttore è in grado di svolgere la duplice funzione di dispositivo di
protezione e di manovra con notevole risparmio economico. Normalmente però la manovra è
affidata 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,
175
PROTEZIONE
E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI
- 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 quello
indicato in Fig. 8.11.
● Fig. 8.11
Avviamento diretto di un
motore asincrono mediante
interruttore automatico e
1
contattore
2
3
Id
Legenda:
1 = Protezione magnetica
2 = Relè termico
3 = Relè differenziale
4 = Contattore
4
M
Coordinamento dello
sganciatore magnetico
Coordinamento fra lo sganciatore magnetico dell’interruttore, il relè termico dell’avviatore e la
curva di avviamento del motore.
Dall’esame della Fig. 8.12 emerge chiaramente che le curve (1) e (2) devono essere più vicino
possibile alla curva del motore (3) senza però avere alcuna interferenza. Proteggendo il
motore, l’interruttore provvede anche alla protezione del cavo la cui corrente nominale è
sempre almeno uguale o superiore a a quella del motore.
● Fig. 8.12
Curve tempo corrente del
motore e degli sganciatori:
termico e magnetico
t
[s]
In
1
2
3
Ia
Legenda:
1 = Curva dello sganciatore termico
2 = Intervento dello sganciatore magnetico
3 = Curva di avviamento del motore
Is
Quando le funzioni di protezione e di avviamento sono realizzate da diversi apparecchi, le
norme prescrivono due tipi di coordinamento in funzione del danneggiamento che può essere
accettato. Nel coordinamento di tipo 1 l’avviatore , in caso di cortocircuito, non deve provocare
danni a persone o all’impianto anche se non risulta in grado di funzionare ulteriormente senza
un intervento manutentivo.
Nel coordinamento di tipo 2 dopo un cortocircuito, oltre a non provocare danni alle persone o
all’impianto, l’avviatore deve essere in grado di funzionare ulteriormente. È ammesso il rischio
della 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 qualificato
e di un costo ridotto delle apparecchiature.
176
Il tipo di coordinamento 2 potrà essere scelto quando la continuità di esercizio risulta
indispensabile, o quando il servizio di manutenzione è ridotto.
Scelta della taratura
delle protezioni
magnetiche e termiche
Il valore della corrente di intervento Im della protezione magnetica, può essere stabilito, in
prima approssimazione, eguagliando il valore di cresta della corrente dello sganciatore (Im x
1,41) 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 In
cosϕavv = 0,35
K =1,9 ricavato dal diagramma in corrispondenza del valore 0,35 del cosϕ avremo pertanto:
Im · 1,41 = In · 6,5 · k da cui
Im = In · 6,5 ·
k
= 71 · 6,5 ·
1,41
1,9
= 622 A
1,41
A favore della sicurezza, per evitare interventi intempestivi, si adotterà il valore di corrente di
intervento immediatamente superiore.
Il valore dello sganciatore termico It deve essere scelto in modo da garantire che lo sganciamento avvenga solo in caso di sovraccarico o mancanza di fase. In prima approssimazione
si può tarare la protezione termica sul valore della corrente nominale.
Categoria di impiego
dei contattori
● Tab. 8.14
Categorie d’impiego
dei contattori
La Norma CEI EN 60947-1 stabilisce le seguenti 4 categorie di impiego dei contattori tenendo
conto delle condizioni di apertura e chiusura del contattore e della sua adattabilità al tipo di
applicazione.
CATEGORIA D’IMPIEGO
APPLICAZIONI
AC-1
Carichi non induttivi o debolmente induttivi, forni a resistenza.
AC-2
Motori ad anelli: avviamento, arresto.
AC-3
Motori a gabbia: avviamento, arresto del motore durante la marcia.
AC-4
Motore a gabbia: avviamento, frenatura in controcorrente, manovra ad impulsi.
CARATTERISTICHE
Classe di intervento
dei relè termici
Nelle tabelle di coordinamento dei relè termici sono previste diverse classi di impiego, quelle
più usate sono la classe 10 relativa a relè per avviamento normale e la classe 20 relativa quelli
per avviamento pesante. I tempi precisi di sgancio possono essere rilevati, in funzione del
valore della corrente di intervento, dalle curve caratteristiche dei relè.
Ulteriori dispositivi per
la protezione dei
motori
In aggiunta a quelli già enunciati possono essere adottati ulteriori dispositivi per la protezione
dei 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.
177
PROTEZIONE
E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI
Esempi applicativi
Manovra e protezione dei motori asincroni trifasi
La protezione dei motori elettrici di B.T. contro il cortocircuito è assolta, in modo corretto, dagli
interruttori automatici equipaggiati col solo sganciatore magnetico. La combinazione ottenuta
impiegando l’interruttore (con sganciatore solo magnetico), il contattore e lo sganciatore
termico, rappresenta la soluzione ideale per la manovra e la protezione motori (Fig. 8.14).
● Fig. 8.14
Schema unifilare di
alimentazione motore con
apparecchi di manovra e
protezione
a
b
c
a=
interruttore con
solo sganciatore
magnetico
b = contattore
c = sganciatore termico
b+c = avviatore
M
3
L’esempio schematizzato in Fig. 8.15 è riferito ad
una sezione di impianto rappresentativa di molte
realtà industriali.
Vi sono due motori (ad esempio installati in due
distinti reparti) aventi rispettivamente una potenza
nominale 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’apparecchiatura
devono garantire:
- il comando dei motori, evitando interventi intempestivi durante la fase di avviamento;
- la protezione contro il cortocircuito ed il sovraccarico di tutte le apparecchiature;
- selettività di intervento delle protezioni anche per
guasti che potrebbero verificarsi sull’utenza.
● Fig. 8.15
50 kW
380V
Esempio di impianto
In = 93A
con due motori trifase.
M
3
In = 350A
Icc = 50kA
M
3
200 kW
Regolazione dello
sganciatore magnetico
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 possono
verificarsi 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 livello
teorico, uguagliando tra loro i valori di cresta della corrente di intervento dello sganciatore
magnetico stesso (Im x 1,41) e della massima corrente asimmetrica assorbita dal motore allo
spunto (calcolata tenendo presente che il coefficiente moltiplicativo è funzione del fattore di
potenza 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
Im =
In x 9 x k
1,41
Im =
93 x 9 x 1,9
1,41
= 1128
A livello operativo, per evitare intempestivi interventi dell’interruttore nella fase di avviamento
del motore, la regolazione dello sganciatore magnetico può essere prevista per un valore di
178
corrente Im ≥ 1200 A, ossia ad un valore lievemente superiore rispetto al valore teorico
calcolato.
Scelta dello
sganciatore termico
Lo sganciatore termico deve essere scelto in modo da consentire il regolare funzionamento del
motore e garantire che l’intervento dello sganciatore avvenga solo per correnti di sovraccarico
o per mancanza di fase.
In prima approssimazione è quindi possibile regolare lo sganciatore termico allo stesso valore
della corrente nominale del motore, It = In.
Ulteriori
considerazioni
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)
93 A
It
- il rapporto tra Im e It max risulti ≤ 15 per assicurare l’autoprotezione dello sganciatore termico.
Im
1245 A
=
It max
GRUPPI DI CONTINUITÀ
STATICI UPS
= 11,3 (≤ 15, sicura protezione dell’impianto).
110 A
Lo scopo essenziale dei gruppi di continuità statici è quello di fornire l’alimentazione alle utenze
interessate nei momenti in cui la rete di distribuzione primaria manca o presenta valori di
tensione e frequenza non accettabili. Queste apparecchiature comunemente denominate UPS,
forniscono inoltre un’alimentazione stabilizzata in tensione e frequenza con distorsioni
armoniche molto limitate. L’impiego sempre più numeroso delle apparecchiature elettroniche e
la necessità di poter disporre di un’alimentazione stabilizzata, ha indotto il CEMP (un comitato
nazionale che raccoglie le principali associazioni europee operanti nel campo delle macchine
elettriche e delle apparecchiature elettroniche), alla stesura di una guida europea sui gruppi di
continuità statici ormai giunta alla seconda edizione. Lo scopo della pubblicazione è quello di
fornire le linee guida per la determinazione delle caratteristiche principali di queste
apparecchiature allo scopo di poter garantire agli utenti un’alimentazione elettrica altamente
affidabile e conforme alle specifiche esigenze.
179
PROTEZIONE
E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI
Componenti principali
Sostanzialmente il gruppo di continuità statico rappresentato in Fig. 8.16 è composto dai
seguenti componenti:
● Fig. 8.16
Rete
principale
Schema a blocchi di un
Rete di
emergenza
gruppo di continuità per
l’alimentazione di carichi
380 V - 3N a 110 Vcc
1
3
2
4
5
Utenze da alimentare
a 110 V cc
Utenze da alimentare
a 380 V e 220 V cc
Convertitore ca/cc
È un raddrizzatore a ponte di Graets stabilizzato in tensione che riceve l’alimentazione da una
rete a corrente alternata monofase o trifase e la converte in corrente continua. L’energia in
uscita 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 convertitore
cc/ca o inverter.
Filtro
Il filtro in uscita dal raddrizzatore è costituito da una induttanza ed una capacità e provvede a
ridurre il ripple di corrente ad un valore inferiore al 2%.
Batteria di accumulatori
Costituisce l’elemento di soccorso per il convertitore cc/ca di uscita e per gli eventuali carichi in
corrente continua quando la rete di alimentazione manca o i suoi valori risultano fuori
tolleranza. La batteria viene normalmente fornita insieme al convertitore statico e installata nello
stesso armadio. Con questa soluzione il fornitore del gruppo conoscendo la potenza apparente
del carico ed il fattore di potenza, è in grado di stabilire il tempo di autonomia dell’UPS
quando manca la tensione di rete.
Dato che i gruppi di continuità statici sono frequentemente installati in luoghi accessibili alle
persone, le batterie incorporate sono usualmente del tipo a valvola (VRLA) meglio conosciute
come “batterie ermetiche” con elettrolito immobilizzato ed a basse perdite di gas. Queste
apparecchiature sono rispondenti alle norme CEI EN 60896-1 e 2 e possono essere installate
in uffici e locali pubblici senza precauzioni particolari. Si possono anche installare batterie al
Nichel Cadmio adatte per ambienti particolarmente critici, ma il loro costo è di circa cinque
volte superiore a quello delle corrispondenti batterie VRLA equivalenti
Convertitore cc/cc
Quando si presenta la necessità di alimentare carichi in corrente continua ad una tensione
diversa da quella di uscita dal raddrizzatore, si installa un convertitore cc/cc, costituito da un
oscillatore che trasforma la corrente continua che riceve dal convertitore ca/cc (o dalla batteria,
180
in regime di emergenza), in una corrente variabile e da un raddrizzatore che la riconverte in
corrente continua alla tensione adatta alle utenze da alimentare.
Convertitore cc/ca o inverter
Provvede alla conversione della tensione continua fornita dal raddrizzatore o dalla batteria in
una tensione alternata sinusoidale, trifase o monofase stabilizzata in tensione e frequenza. Il
principio di funzionamento di questo convertitore è normalmente il PWM a modulazione di
larghezza degli impulsi o il PAM a modulazione di ampiezza. Con il sistema PWM si ottiene
una forma d’onda sinusoidale la cui qualità è funzione della larghezza e della frequenza degli
impulsi generati. Tanto maggiore è il numero di impulsi in un semiperiodo tanto più il segnale
generato sarà sinusoidale.
Commutatore statico
È un’apparecchiatura costituita da tiristori collegati in antiparallelo che svolge la funzione di
trasferimento del carico, senza soluzione di continuità, dal convertitore cc/ca alla rete di
emergenza in caso di guasto del convertitore stesso. Usualmente il trasferimento si verifica
quando la tensione ha uno scostamento superiore al 10 % e la frequenza al 5 % rispetto ai
valori nominali, oppure quando le caratteristiche in uscita del convertitore cc/ca superano le
tolleranze ammesse dal carico. Il tempo di trasferimento è normalmente inferiore ai 3 ms.
By-pass manuale
I convertitori statici sono normalmente corredati di un interruttore manuale di by-pass che
consente di isolare completamente il gruppo per interventi manutentivi. Nel caso di
alimentazione tramite by-pass i carichi possono risultare alimentati con un’energia non
stabilizzata.
Schemi di
funzionamento
I principali schemi di funzionamento dei soccorritori statici sono i seguenti:
Funzionamento On-line
È il sistema di funzionamento illustrato nel precedente schema a blocchi e nella pratica usuale
è quello di maggior impiego. Quando la rete di alimentazione è presente, l’energia transita
attraverso i convertori ca/cc il filtro ed il convertitore cc/ca per raggiungere il carico
alimentato, mentre momento in cui l’alimentazione principale viene a mancare la batteria
fornisce per un determinato periodo di tempo stabilito l’energia necessaria al convertitore
cc/ca. Al ritorno della rete di alimentazione entro i parametri di tolleranza prescritti, il gruppo
ritorna automaticamente al funzionamento normale.
Questa soluzione presenta numerosi vantaggi, il carico rimane immune da tutti i disturbi
presenti nella tensione di ingresso, risulta protetto dall’inverter sia nel funzionamento con
alimentazione dalla rete che quando è alimentato dalla batteria e risulta disaccoppiato dalla
rete. Il gruppo deve però essere dimensionato per l’intera potenza delle utenze collegate alla
sua uscita.
Funzionamento in Stand-by
Lo schema di funzionamento in Stand-by è quello indicato nella Fig. 8.17.
● Fig. 8.17
Schema di un convertitore
rete
principale
statico con collegamento
in stand-by
STAND BY
carico
181
PROTEZIONE
E COMANDO CIRCUITI UTILIZZATORI
Questo sistema di funzionamento prevede che le utenze siano normalmente alimentate dalla
rete principale (talvolta attraverso uno stabilizzatore), mentre il gruppo di continuità statico
costituisce l’alimentazione di riserva ed interviene solo nel caso in cui la rete è assente o i suoi
parametri elettrici risultano fuori tolleranza. Nel funzionamento in Stand-by le perdite di
energia nel convertitore statico sono modeste in quanto il suo intervento è limitato alle situazioni
di emergenza, mentre in presenza della rete di alimentazione esterna, il raddrizzatore si limita
a fornire la sola energia necessaria per la carica della batteria. Questa architettura circuitale
presenta dei limiti che non sempre sono accettabili in quanto le utenze non risultano protette
dalle perturbazioni provenienti dalla linea di alimentazione esterna ed inoltre non è possibile
l’alimentazione dei carichi in corrente continua durante il funzionamento normale se non con
l’ausilio di un ulteriore convertitore ca/cc.
Affidabilità degli UPS
● Fig. 8.18
Esempio di convertitore
statico ridondante
I gruppi di continuità statici sono destinati all’alimentazione di utenze che richiedono energia
stabilizzata, pertanto devono offrire continuità di servizio e grande affidabilità.. Qualora si
volesse incrementare tale affidabilità sino a
Rete
Gruppo
380 V 50 Hz
eletrogeno
renderla quasi assoluta, si possono installare tutti
i componenti ridondanti e prevedere la doppia
alimentazione dalla rete e da un gruppo
elettrogeno. In tal modo la batteria del
soccorritore statico può essere dimensionata solo
per il tempo necessario al gruppo elettrogeno
Raddrizzatore
Stabilizzatore
per raggiungere il regime di funzionamento. La
soluzione proposta trova impiego quando è
indispensabile disporre di un gruppo di
continuità per l’elaborazione in tempo reale di
dati bancari o traffico aereo, oppure in industrie
con processi che non possono essere interrotti.
Inverter
Consumatore
statico
Altre utenze
182
Scelta dei dispositivi
di protezione
Normalmente i dispositivi di protezione impiegati sono interruttori automatici con azione
ritardata 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.
Dimensionamento
del neutro
Quando il carico è costituito da utenze monofasi derivate fra fase e neutro di un alimentatore
statico trifase, è probabile che il neutro risulti percorso da correnti aggiuntive dovute alla terza
armonica. Quando si verifica questa situazione, il neutro d’uscita dovrebbe essere
sovradimensionato rispetto alle prescrizioni contenute nella Norma CEI 64-8. In alcuni casi
particolari come ad esempio nel funzionamento in by-pass manuale, questa regola vale anche
per il neutro di alimentazione.
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
INTERRUTTORI
MAGNETOTERMICI
La gamma degli interruttori Gewiss comprende interruttori automatici modulari da 1 A a 125 A
e 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 dispositivi
studiati per soddisfare ogni esigenza d’impianto e, in particolare, per garantire la sicurezza
degli operatori.
● Fig. 9.1
Serie 90
Apparecchi modulari per
protezione circuiti
● Fig. 9.2
Serie MTS
Interruttori automatici per
distribuzione di potenza
184
Modulari serie 90
Gli interruttori automatici modulari rispondono ai requisiti delle norme CEI EN 60898 e CEI EN
60947-2.
Sono caratterizzati dall’avere dispositivi di protezione contro le sovracorrenti aventi curve
d’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 sganciatori
magnetici.
● Tab. 9.1
Principali caratteristiche
degli interruttori
automatici modulari
serie 90
FREQUENZA
NOMINALE
TENSIONE NOMINALE
CORRENTE NOMINALE MAX.
125 A
MAX.
25 kA
DI RIFERIMENTO
30 ° C
POTERE D’INTERRUZIONE
TEMPERATURA
50/60 Hz
400 V
● Fig. 9.3
Serie 90
Apparecchi modulari
Caratteristica di
intervento degli
sganciatori termici e
magnetici
È costituita dal diagramma generalmente logaritmico indicato nelle successive figure che
rappresentano per uno specifico tipo di interruttore i tempi di intervento in funzione della
sovracorrente.
185
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
CORRENTI
INTERVENTO
Caratteristica
di intervento
Corrente
nominale
In
Corrente di
non intervento
Inf
B
da 6 a 63 A
1.13 In
Tempo di
intervento
>1h
<1h
1.45 In
● Fig. 9.4
INTERVENTO
TERMICO
Corrente di
intervento
If
DI PROVA
Corrente di
prova
intervento
Im1
3 In
ELETTROMAGNETICO
Corrente di
prova
intervento
Im2
5 In
Tempo di
intervento
> 0.1 s
< 0.1 s
In corrente nominale di funzionamento che non deve provocare l’intervento
dell’interruttore.
Curva di intervento
Inf corrente convenzionale di non intervento è quella corrente che
tempo/corrente
l’interruttore deve poter sopportare senza intervenire.
caratteristica B
If corrente convenzionale di intervento è quella corrente che sicuramente
provoca l’intervento dell’apparecchio entro il tempo convenzionale.
Im Corrente di intervento istantaneo è la minima corrente che sicuramente
provoca 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 degli
sganciatori
Dopo il limite verticale di If l’intervento sarà sicuro.
CORRENTI
INTERVENTO
Caratteristica
di intervento
Corrente
nominale
In
Corrente di
non intervento
Inf
C
da 1 a 125 A
1.13 In
Tempo di
intervento
>1h
<1h
1.45 In
● Fig. 9.5
Curva di intervento
tempo/corrente
caratteristica C
INTERVENTO
TERMICO
Corrente di
intervento
If
DI PROVA
Corrente di
prova
intervento
Im1
5 In
ELETTROMAGNETICO
Corrente di
prova
intervento
Im2
10 In
Tempo di
intervento
> 0.1 s
< 0.1 s
In corrente nominale di funzionamento che non deve provocare l’intervento
dell’interruttore.
Inf corrente convenzionale di non intervento è quella corrente che
l’interruttore deve poter sopportare senza intervenire.
If corrente convenzionale di intervento è quella corrente che sicuramente
provoca l’intervento dell’apparecchio entro il tempo convenzionale.
Im Corrente di intervento istantaneo è la minima corrente che sicuramente
provoca 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 degli
sganciatori
Dopo il limite verticale di If l’intervento sarà sicuro.
186
CORRENTI
INTERVENTO
● Fig. 9.6
Curva di intervento
tempo/corrente
caratteristica D
Caratteristica
di intervento
Corrente
nominale
In
Corrente di
non intervento
Inf
D
da 6 a 100 A
da 6 a 100 A
1.13 In
INTERVENTO
TERMICO
Corrente di
intervento
If
Tempo di
intervento
>1h
<1h
1.45 In
DI PROVA
Corrente di
prova
intervento
Im1
10 In
ELETTROMAGNETICO
Corrente di
prova
intervento
Im2
20 In
Tempo di
intervento
> 0.15 s
< 0.15 s
In corrente nominale di funzionamento che non deve provocare l’intervento
dell’interruttore.
Inf corrente convenzionale di non intervento è quella corrente che
l’interruttore deve poter sopportare senza intervenire.
If corrente convenzionale di intervento è quella corrente che sicuramente
provoca l’intervento dell’apparecchio entro il tempo convenzionale.
Im Corrente di intervento istantaneo è la minima corrente che sicuramente
provoca 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 degli
sganciatori
Dopo il limite verticale di If l’intervento sarà sicuro.
Gli interruttori automatici con caratteristica B vengono forniti per la protezione di carichi
resistivi (scaldabagni elettrici, apparecchi elettrici di riscaldamento, fornelli ecc.) e di linee per
impianti di illuminazione di una certa lunghezza, gli interruttori con caratteristica C sono adatti
per 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 carichi
fortemente induttivi o con elevate correnti di inserzione, come trasformatori, batterie di
condensatori ecc.
La gamma degli interruttori modulari GEWISS è completata dalle versioni per corrente
continua, dagli interruttori salvamotore, dagli interruttori differenziali magnetotermici e dagli
interruttori per applicazione speciali.
Scelta
degli apparecchi
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 servizio
ininterrotto e corrisponde anche alla corrente termica dell’interruttore.
Tensione nominale di impiego (Ue): è il valore della tensione di progetto che il costruttore
prescrive unitamente alla corrente nominale. Ogni apparecchio può avere diverse tensioni
nominali 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 e
verificato con prove, l’isolamento elettrico dell’apparecchio.
Potere di interruzione nominale in cortocircuito (Icn): rappresenta il massimo valore della
corrente di cortocircuito che l’apparecchio è in grado di interrompere per due volte secondo un
determinato ciclo.
187
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
TAB. 9.2 - APPARECCHI
MODULARI PER PROTEZIONE CIRCUITI
SERIE
Categoria di utilizzazione
Tensione di isolamento Ui (V)
Frequenza nominale (Hz)
Tensione nominale Un (V)
Numero di poli (numero dei moduli)
Icn
Ics
Potere d’interruzione (kA)
Icu
CEI EN 60947-2 - 230/400V
Ics
Potere d’interruzione (A)
N. poli (in serie)
CEI EN 60947-2
Icu per Un ≤ 50 V
in corrente continua (kA)
Ics per Un ≤ 50 V
Icu per Un ≤ 110 V
Ics per Un ≤ 110 V
Icu per Un ≤ 220 V
Ics per Un ≤ 220 V
Sganciatore magnetotermico: tipo
Corrente nominale In (A)
Potere d’interruzione (A)
CEI EN 60898 - 230/400V
Durata elettrica (numero cicli O - C)
Temperatura di riferimento (°C) - CEI EN 60898
Sezionamento visualizzato
* Potere d’interruzione singolo polo Icn1 = 6kA.
188
MTC 45
MTC
MTC 60
A
500
50/60
230/400
1P (1) / 1P+N (1)
2P (1)
3P (2)
4P (2)
4500
1 Icn
4,5 – 6
100% Icu
1P
2P
3P
4P
6
6
6
6
4,5
4,5
C
A
500
50/60
230/400
1P (1) / 1P+N (1)
2P (1)
3P (2)
4P (2)
6000
1 Icn
6 ÷ 10
75% Icu
1P
2P
3P
4P
10
10
10
10
6
6
C
6
10
16
20
25
32
6
10
16
20
25
32
6
10
16
20
25
32
10.000
30
SI
10.000
30
SI
10.000
30
SI
MTC 100
A
500
50/60
230
1P+N (1)
2P (1)
10000*
0,75 Icn
10
75% Icu
1P
2P
15
15
10
10
C
TABELLA
DI PRESTAZIONE
MT
MTHP
MT 60
MT 100
MT 250
MTHP 100
MTHP 250
A
500
50/60
230/400
1P (1) / 1P+N (Curva C) (2)
2P (2)
3P (3)
4P (4)
6000
0,75 Icn
10 – 20
75% Icu
1P
2P
3P
4P
10
10
10
6
10
10
C
B
D
1
2
3
4
6
6
6
10
10
10
16
16
16
20
20
20
25
25
25
32
32
32
40
40
40
50
50
63
63
A
500
50/60
230/400
1P (1)
2P (2)
3P (3)
4P (4)
10000
0,75 Icn
12,5 ÷ 25
75% Icu
2P
3P
A
500
50/60
230/400
1P (1)
2P (2)
3P (3)
4P (4)
12500 ÷ 25000
0,75 Icn
15 ÷ 50
75% Icu
1P
2P
3P
4P
20
15
25
20
25
20
C
A
500
50/60
230/400
1P (1,5)
2P (3)
3P (4,5)
4P (6)
10000
0,75 Icn
10 – 20
75% Icu
2P
3P
A
500
50/60
230/400
1P (1,5)
2P (3)
3P (4,5)
4P (6)
25000
0,75 Icn
25 – 50
75% Icu
2P
3P
1P
10
10
4P
15
15
15
12
D
1
2
3
4
6
10
16
20
25
32
40
C
6
10
16
20
25
32
40
50
63
1P
10
10
15
12
C
6
10
16
20
25
32
40
50
63
10.000
30
SI
10.000
30
SI
63
80
100
10.000
30
SI
1P
25
20
4P
30
25
15
12
D
80
100
125
10.000
30
SI
4P
25
20
C
20
25
32
40
50
63
10.000
30
SI
189
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
In situazioni impiantistiche dove la temperatura ambiente è di valore superiore al riferimento
normativo di 30° C, gli interruttori automatici possono essere soggetti ad interventi intempestivi,
cioè ad aperture inopportune, in quanto l’innalzamento della temperatura viene interpretato
quale sovracorrente. Infatti la temperatura ambiente influenza la deformazione iniziale del
bimetallo; ad una temperatura maggiore di 30° C lo sganciatore termico interviente in tempi
più brevi comportandosi come un relè con corrente nominale più bassa.
Pertanto, è indispensabile tener conto del declassamento della corrente nominale qualora
l’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 in
temperatura
TAB. 9.3 - INTERRUTTORI
MAGNETOTERMICI COMPATTI
In (A)
10°C
20°C
30°C
40°C
50°C
6
7,2
6,6
6
5,7
5,3
5
10
11,8
10,8
10
9,6
9,1
8,6
16
18,2
17,2
16
15,2
14,3
13,4
20
22,8
21,4
20
19,5
18,9
18,4
25
28,5
26,8
25
24
23
22
32
36,5
34,2
32
30,8
29,5
28.8
TAB. 9.4 - INTERRUTTORI
MAGNETOTERMICI
60°C
MT 60 - 100 - 250
Temperature
In (A)
15°C
20°C
30°C
40°C
50°C
60°C
1
1,07
1,04
1,00
0,97
0,93
0,90
2
2,14
2,07
2,00
1,93
1,86
1,79
3
3,21
3,11
3,00
2,90
2,79
2,69
4
4,28
4,14
4,00
3,86
3,72
3,58
6
7
6,67
6,00
5,52
4,84
3,96
10
11,2
10,8
10,0
8,9
7,95
7,16
16
17,6
17,1
16,0
14,9
13,9
12,8
20
22
21,3
20,0
17,8
16,1
15,1
25
28,2
27,1
25,0
23,4
21,3
18,8
32
37
35,3
32,0
30,8
27,8
23,1
40
45
43,3
40,0
34,8
30
28
50
57,5
55
50,0
46,7
42,1
36,3
63
70
67,7
63,0
59,9
52,7
41,25
TAB. 9.5 - INTERRUTTORI
In (A)
20
25
32
40
50
63
80
100
125
190
MTC 45 - 60 - 100
Temperature
MAGNETOTERMICI
MTHP 100 - 250
Temperature
20°C
30°C
40°C
50°C
60°C
21
26
35
42
55
66
85
107
135
20
25
32
40
50
63
80
100
125
17,5
24
30
35
47
59
75
93
115
16
22
28
33
42
53
70
87
107
15
19
23
28
36
48
63
78
97
Influenza di apparecchi adiacenti
Una variazione della corrente di
intervento è causata anche dalla
presenza di più apparecchi
montati adiacenti; in questo caso
va considerato il fattore di
moltiplicazione Fc dipendente dal
numero di apparecchi adiacenti
(vedi tabella).
FC
APPARECCHI ADIACENTI
1
1,00
da 2 a 3
0,87
da 4 a 5
0,82
da 6 a 9
0,77
≥9
0,75
Le seguenti tabelle riportano i valori di potenza dissipata dagli interruttori automatici Serie 90
al fine di consentire la verifica dei valori di sovratemperatura all’interno di un quadro in
coerenza a quanto previsto dalle norme CEI 17-13 e CEI 17-43; permette inoltre di verificare
che la potenza dissipata dagli apparecchi sia inferiore o uguale a quella che il centralino è in
grado di dissipare secondo le disposizioni delle norme CEI 23-49 e CEI 23-51.
Potenza dissipata
TAB. 9.6 - INTERRUTTORI
6
In (A)
NR.
MAGNETOTERMICI COMPATTI
10
MTC 45 - 60 - 100
16
20
25
32
Polo
N
Polo
N
Polo
N
Polo
N
Polo
N
Polo
N
R (mΩ)
29,4
2,6
20,3
2,6
8,7
2,6
5,7
2,6
5,3
2,6
3,4
2,6
P (W)
1,06
0,09
2,03
0,26
2,22
0,67
2,27
1,04
3,34
1,63
3,45
2,66
TAB. 9.7 - INTERRUTTORI
MAGNETOTERMICI
MT 60 - 100 - 250
Caratteristica di intervento
In (A)
B
C
D
P (W)
R (mΩ)
P (W)
R (mΩ)
P (W)
1
–
–
2,20
2200
–
–
2
–
–
2,70
675
–
–
3
–
–
2,30
256
–
–
4
–
–
2,20
138
–
–
6
1,42
39
1,42
39
0,80
22
10
2,13
21
2,13
21
1,20
12
16
2,80
11
2,80
11
1,60
6,3
20
2,56
6,4
2,56
6,4
2,10
5,3
25
3,10
5
3,10
5
2,00
3,2
32
3,00
2,9
3,00
2,9
2,40
2,4
40
3,10
1,9
3,10
1,9
2,70
1,7
50
3,87
1,5
3,87
1,5
–
–
63
4,51
1,2
4,51
1,2
–
–
TAB. 9.8 - INTERRUTTORI
MAGNETOTERMICI
R (mΩ)
MTHP 100 - 250
In (A)
20
25
32
40
50
63
80
100
125
R (mΩ)
7
4,4
3,0
2,2
1,7
1,4
0,9
0,7
0,7
P (W)
2,8
2,7
3,1
3,5
4,2
5,6
5,6
7,4
11
191
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
Vantaggi applicativi
apparecchi modulari
compatti
● Fig. 9.7
Nel civile e nel piccolo terziario è consuetudine installativa utilizzare nella distribuzione faseneutro la protezione 1P+N; è però fondamentale sottolineare che il dispositivo di protezione sul
neutro, pur non essendo obbligatorio, certamente non è vietato, anzi è decisamente
consigliabile vista la presenza nella quasi totalità dei casi di personale non addestrato. Gli
apparecchi modulari compatti MTC, proteggendo 2 poli in un solo modulo, consentono di
realizzare a parità di ingombro la protezione 2P e assicurano quindi anche la protezione del
neutro. I vantaggi sono la garanzia assoluta di intervento in presenza di sovracorrenti, grazie
alla presenza di due sganciatori, e la certezza di permanente e corretta protezione anche in
caso 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 centralini
NEUTRO NON PROTETTO
PROTEZIONE TOTALE
ed involucri di minori dimensioni,
con conseguente risparmio nei costi;
inoltre è di fondamentale importanza
l’opportunità, nelle operazioni di
STANDARD
ristrutturazione ed adeguamento
degli impianti, di incrementare le
prestazioni riutilizzando i contenitori
preesistenti, evitando così i costi
aggiuntivi delle opere murarie.
Nella tabella seguente viene evidenziata per ciascun tipo di distribuzione elettrica la riduzione
di ingombro ottenibile.
1P + N
● Tab. 9.9
DISTRIBUZIONE
2P
PROTEZIONE
ELETTRICA
● Fig. 9.8
PROTEZIONE
RIDUZIONE
PROTEZIONE
MAGNETOTERMICA
DI INGOMBRO
- 50%
- 50%
- 33%
- 50%
2P
2P
3P
4P
Fase-fase
Fase-neutro
Trifase
Trifase + neutro
MAGNETOTERMICA DIFFERENZIALE
2 POLI PROTETTI
STANDARD
2 moduli (36 mm)
STANDARD
1 modulo (18 mm)
4 moduli (72 mm)
2 moduli (36 mm)
4 POLI PROTETTI
STANDARD
STANDARD
È altresì importante mettere in
evidenza che, a parità di ingombro,
gli interruttori compatti consentono
di aumentare notevolmente il grado
di sicurezza e di protezione tanto
dell’impianto quanto delle persone.
192
4 moduli (72 mm)
2 moduli (36 mm)
7 moduli (126 mm)
SPAZIO – 50%
4 moduli (72 mm)
Esempi applicativi apparecchi modulari compatti nel residenziale
Impianto 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 microonde
si è mirato a parzializzare l’impianto elettrico per realizzare un coordinamento in selettività
orizzontale tale da evitare la messa fuori servizio di utenze non interessate da guasto.
● Fig. 9.9
Centralino Gewiss
● Fig. 9.10
Esempio di realizzazione
di un centralino
per appartamento
N.1 MDC 60 25A 2P 30mA GW 94 129
N.3 MDC 60 16A 2P 30mA GW 94 127
193
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
Terziario
Impianto 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, diventa
indispensabile la massima parzializzazione dell’impianto elettrico per assicurare la continuità
d’esercizio sia in presenza di sovraccarico e corto circuito che in presenza di correnti di
dispersione 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 90 246
N.3 MDC 60 10A 2P GW 94 126
N.3 MDC 60 10A 4P GW 94 166
N.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
magazzino
● Fig. 9.12
Centralino Gewiss
194
Scatolati 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 per
impianti elettrici. Questi apparecchi sono corredati di sganciatori termomagnetici per la
protezione contro il sovraccarico e contro il cortocircuito. Nei tipi con corrente di impiego non
molto elevata, gli sganciatori termici sono regolabili mentre quelli magnetici sono ad intervento
istantaneo per un valore fisso di corrente
● Fig. 9.13
Serie MTSE
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.
Scelta
degli apparecchi
Nella Tab. 9.9 vengono riportate le caratteristiche elettriche degli interruttori scatolati GEWISS,
Serie MTS.
195
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
TAB. 9.9 - INTERRUTTORI AUTOMATICI PER DISTRIBUZIONE DI POTENZA
SERIE
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 sezionamento
IEC 60947-2, EN 60947-2
Sganciatori magnetotermici T regolabile, M fisso 5 lth
T regolabile, M fisso 10 lth
T regolabile, M regolabile
solo magnetico
M fisso
a microprocessore SEP/A
SEP/B
Intercambiabilità
Esecuzioni
Terminali
esecuzione fissa
esecuzione rimovibile
esecuzione estraibile (2)
Fissaggio su profilato DIN
Vita 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)
MTS 160
MTS 250
160
3-4
690
500
6
690
3000
B
25
16
10
8
6
16
–
16
–
100%
32
8
N
50
36
20
12
8
35
–
35
–
75%
74
7
–
A
SI
F-P
EF - FC - FC CuAl - R
N
65
36
30
25
14
35
35
–
20
100%
74
8
160-250
3-4
690
750
8
800
3000
H
100
65
50
40
18
65
50
–
35
75%
143
7
–
A
SI
L
170
85
65
50
(3)
20
85
65
–
50
75%
187
6
FC - R
–
F-P-W
F - EF - ES - FC
FC CuAl - RC - R
EF - FC - R
EF - FC - R
DIN EN 50022
25000 /240
8000 /120
90 /120
70
120
1.1/1.5
1.3/1.7
–
DIN EN 50023
25000 /120
10000 (160A) - 8000 (250A) /120
105/140
103.5
170
2.6/3.5
3.1/4.1
3.5/4.5
(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.
196
TABELLA DI PRESTAZIONE
MTSE 250
N
65
36
30
25
18
–
–
–
–
100%
74
8
160-250
3-4
690
–
8
800
3000
H
100
65
50
40
22
–
–
–
–
100%
143
7
MTS 630 - MTSE 630
400-630
3-4
690
750
8
800
3000
N
H
L
65
100
200
36
65
100
30
50
80
25
40
65
20
25
30
35
65
100
35
50
65
–
–
–
20
35
50
100%
100%
75%
74
143
220
8
7
6
5 (400A)
B (400A) - A (630A)
SI
L
200
100
80
65
30
–
–
–
–
75%
220
6
A
SI
F-P-W
F - EF - ES - FC
FC CuAl - RC - R
EF - FC - R
EF - FC - R
–
20000/120
10000 (160A) - 8000 (250A) /120
105/140
103.5
254
4/5.3
4.5/5.9
4.9/6.3
LEGENDA ESECUZIONI
F = Fisso
P = Rimovibile
W = Estraibile
630-800
3-4
690
750
8
800
3000
N
S
H
L
65
85
100
200
36
50
65
100
30
45
50
80
25
35
40
65
20
22
25
30
35
50
65
100
20
35
50
65
–
–
–
–
16
20
35
50
100% 100% 100% 75%
74
105
143
220
10
9
8
7
7.6 (630A) - 10 (800A)
B
SI
F - P (400A) - W
F - EF (400A) - ES - FC
FC CuAl (400A) - RC (400A) - R
EF - FC - R
EF (400A) - ES - FC (400A)
R - VR (630A)
–
20000/120
7000 (400A) - 5000 (630A) /60
140/184
103.5
254
5/7
6.1/8.4
6.4/8.7
LEGENDA TERMINALI
F = Anteriori
EF = Anteriori prolungate
ES = Anteriori prolungati divaricati
MTS 800 - MTSE 800
F-W
F - EF - ES - FC CuAl
RC - R
–
EF - HR - VR
–
20000/120
7000 (630A) - 5000 (800A) /60
210/280
103.5
268
9.5/12
–
12.1/15.1
FC = Anteriori per cavi in rame
FC CuAl = Anteriori per cavi in rame o alluminio
R = Posteriori filettati
MTSE 1600
1250-1600
3-4
690
–
8
800
3000
S
H
L
85
100
200
50
65
100
40
55
80
35
45
70
20
25
35
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
100%
75%
50%
105
143
220
22
22
22
15 (1250A) - 20 (1600A)
B
SI
F-W
F - EF - ES - FC CuAl (1250A)
HR - VR
–
EF - HR - VR
–
10000/120
7000 (1250A) - 5000 (1600A) /20
210/280
138.5
406
17/22
–
21.8/29.2
RC = Posteriori per cavi in rame o alluminio
HR = Posteriori in piatto orizzontali
VR = Posteriori in piatto verticali
197
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
Serie MTS:
componibilità e
accessoriabilità
COMPONENTI
198
1
Interruttore base
2
Sottobase
3
Frontale standard
4
Frontale DIN
5
Comando a maniglia
rotante diretta
6
Frontali per comando a leva
per fisso / rimovibile / estraibile
7
Comando a motore
ad azione diretta
8
Copriterminali isolanti
(alti / bassi)
9
Sganciatore
10
Terminali di connessione
(anteriori / posteriori)
11
Sganciatori di servizio
(apertura, minima tensione, ...)
12
Contatti ausiliari
13
Connettori per sganciatori
di servizio e contatti ausiliari
14
Parte fissa per interruttore
rimovibile
15
Elementi di trasformazione
in parte mobile di estraibile
16
Blocco a chiave per
interruttore estraibile
199
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
Tipi di sganciatori
impiegati
Lo scopo principale di un interruttore automatico è quello di assicurare la protezione dei circuiti
che 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 mercato
con una estesa possibilità di regolazione e con differenti caratteristiche di intervento.
Protezione termomagnetica
I tipi più semplici sono quelli magnetotermici per gli interruttori modulari. Questi componenti
non hanno la possibilità di essere regolati, ma devono essere adattati alle caratteristiche del
circuito cambiando la corrente nominale dell’interruttore oppure la caratteristica tipica di
intervento (caratteristica C anziché B).
Per gli apparecchi di taglia superiore (interruttori scatolati), gli sganciatori magnetotermici
hanno la possibilità di regolazione della corrente di intervento per la protezione dei
sovraccarichi (comunemente definita protezione termica o di lungo ritardo). In questo modo è
possibile 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’intervento
avviene non appena superato un valore di corrente prestabilito con un tempo tanto breve da
poter essere definito “istantaneo”.
Per gli interruttori scatolati da inserire all’interno dei quadri, sono disponibili (in alternativa a
quelli magnetotermici) gli sganciatori elettronici che offrono maggiori possibilità di regolazione della corrente. Le versioni più sofisticate degli sganciatori elettronici permettono molte
possibilità di regolazione della corrente e dei tempi di intervento.
Scelta degli sganciatori
Viene normalmente effettuata in base a considerazioni tecnico-economiche, in funzione delle
caratteristiche dell’impianto da proteggere e del grado di selettività da realizzare nell’intervento delle protezioni. Economicamente la scelta dei tipi più semplici (sganciatori magnetotermici) permette di tenere bassi i costi, mentre dal punto di vista tecnico le versioni più
sofisticate (sganciatori elettronici) offrono migliori prestazioni e maggiori possibilità di
impiego
Indubbiamente questi ultimi, offrono una maggior precisione di intervento e garantiscono la
costanza della corrente di taratura al variare della temperatura nel punto di installazione,
mentre quelli magnetotermici intervengono a valori differenti di corrente in funzione della
temperatura del luogo dove sono installati.
In ultima analisi, si può asserire che la scelta degli sganciatori deve essere effettuata in modo
che possono garantire la protezione delle utenze e delle condutture dai sovraccarichi e dai
cortocircuiti, nonché quella delle persone nel rispetto delle prescrizioni contenute nelle norme.
La taratura delle protezioni
Se si dovesse considerare solamente la necessità di proteggere l’impianto elettrico, la miglior
regolazione delle protezioni sarebbe quella di prevedere l’intervento istantaneo ad un valore
di 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
200
circuiti protetti di superare qualche periodo di funzionamento transitorio che fa parte delle
normali caratteristiche delle utenze. Esempi tipici sono l’avviamento di un motore asincrono
trifase che assorbe una corrente di spunto elevata e l’accensione di lampade ad incandescenza
che, a causa del filamento freddo all’atto dell’accensione, presentano una resistenza bassa e di
conseguenza assorbono una corrente maggiore di quella nominale.
Se gli sganciatori possono essere regolati, la taratura ideale è quella che colloca la curva di
intervento più vicina possibile agli assi cartesiani avendo però l’accortezza di non interferire
con le curve di corrente dei transitori caratteristici del carico.
Nel caso di un interruttore posto a protezione di un quadro, normalmente è necessario
prevedere l’intervento selettivo delle protezioni a monte del quadro protetto rispetto a quelle a
valle.
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 intervento
dell’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 cui
precisione permette di garantire la selettività cronometrica con un ∆t tra monte e valle di 0,1
sec. Con questo accorgimento si possono ottenere diversi gradini di selettività con un intervallo
di tempo molto breve.
Concetto di limitazione
corrente presunta e
corrente reale
La corrente presunta di cortocircuito è quella corrente che circolerebbe nel circuito se ciascun
polo del dispositivo di protezione avesse un’impedenza trascurabile. In realtà così non è poichè
sia l’interruttore che i cavi presentano una certa resistenza, pertanto la corrente reale di
cortocircuito risulterà, a favore della sicurezza, sempre inferiore a quella presunta dedotta dai
calcoli. In commercio si trovano anche interruttori automatici che possono limitare il valore
della 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 di
cortocircuito presunta.
Questa limitazione si può ottenere con una elevata resistenza propria dell’interruttore e/o con
un 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.
201
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
Gli sganciatori elettronici a microprocessore (Fig. 9.14 e 9.15), rilevano, tramite trasformatori
amperometrici, il valore efficace delle forme d’onda delle correnti dell’impianto. Questi valori
vengono elaborati da un’unità elettronica di protezione che, in caso di sovraccarico,
cortocircuito e guasto verso terra, attiva uno sganciatore a demagnetizzazione che agisce sul
dispositivo di sgancio dell’interruttore, provocandone l’apertura.
Sganciatori
elettronici
● 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 da
qualsiasi disturbo di tipo elettromagnetico, gli sganciatori SEP/A e SEP/B rappresentano la
protezione ideale per ogni tipologia di circuito o utenza elettrica.
Le ampie e pressoché illimitate regolazioni sia della corrente sia del tempo di intervento
garantiscono un elevato grado di selettività fra le diverse grandezze della stessa gamma di
apparecchiature.
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 fisso
indipendente (solo SEP/B)
- I protezione istantanea contro il cortocircuito
- G protezione contro il guasto verso terra a tempo breve inverso o dipendente o regolabile
indipendente (solo SEP/B)
202
Nella Tab. 9.10 e 9.11 vengono rispettivamente riportate le caratteristiche tecniche degli
sganciatori elettronici, nonché le curve e le soglie di intervento degli stessi.
● Tab. 9.10
Caratteristiche tecniche
TEMPERATURA
UMIDITÀ
90%
RELATIVA
FREQUENZA
SCARICHE
45 ÷ 66 Hz
DI LAVORO
COMPATIBILITÀ
CAMPO
-25°C ÷ +70°C
DI FUNZIONAMENTO
ELETTROMAGNETICA
(LF
E
HF)
IEC 1000-4-2
ELETTROSTATICHE
ELETTROMAGNETICO IRRADIATO
TRANSITORI
DI BREVE DURATA
MTBF PREVISTO
CARATTERISTICHE
IEC 947-2 Annex F
IEC 1000-4-3
IEC 1000-4-4
15 anni (a 45°C)
DEL CONTATTO DI
SEGNALAZIONE
MASSIMA
CORRENTE INTERROTTA
0,5 A
MASSIMA
TENSIONE INTERROTTA
24 Vcc/ca
POTERE D’INTERRUZIONE
3 W/VA
ISOLAMENTO
CONTATTO/CONTATTO
500Vac
ISOLAMENTO
CONTATTO/BOBINA
1000 Vac
TAB. 9.11 - SOGLIE E CURVE DI INTERVENTO
FUNZIONE DI PROTEZIONE
NON
ESCLUDIBILE
SOGLIA DI INTERVENTO
Contro sovraccarico con intervento
ritardato a tempo lungo inverso e
caratteristica di intervento secondo una
curva a tempo dipendente (l 2t = costante)
Contro corto circuito con intervento
ritardato a tempo breve inverso e
caratteristica di interventoo a tempo
dipendente (l 2t = costante) oppure a
ESCLUDIBILE tempo indipendente
Contro corto circuito con intervento
istantaneo regolabile
ESCLUDIBILE
Contro guasto a terra con intervento
ritardato a tempo breve inverso e
caratteristica di intervento secondo una
ESCLUDIBILE curva a tempo dipendente (l2t = costante)
l1 = 0,4 - 0,5 - 0,6 - 0,7 - 0,8 - 0,9 - 0,95 - 1 x In
l1 = 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 In
Sgancio tra 1,05 ... 1,30 x l1 (IEC 60947-2)
Pt=cost
ON
Pt=cost
OFF
CURVE DI INTERVENTO
a 6 xl1
a 6x l1
a 6x l1
t1 = 3s
t1 = 6s
t1 = 12s
(tolleranza :+ 10% fino a 2 x ln: + 20% oltre 2 x In)
a 6x l1
t1 = 18s
l2 = 1 -2 -3 - 4 -6 - 8 - 10 x ln
Tolleranza : + 10%
a 8 xl1
a 8x l1
t2 = 0,05s
t2 = 0,1s
(tolleranza : + 20%)
a 8x l1
t2 = 0,25s
a 8x l1
t2 = 0,5s
l2 = 1 -2 -3 - 4 -6 - 8 - 10 x ln
Tolleranza : + 10%
t2 = 0,05s
t2 = 0,1s
(tolleranza : + 20%)
t2 = 0,25s
t2 = 0,5s
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%
fino a 3,25 x 14 fino a 2,25 x 14 fino a 1,6 x 14
t4 = 100ms
t4 = 200ms
t4 = 400ms
(tolleranza :+ 10% fino a 2 x ln: + 20% oltre 2 x In)
fino a 1,25 x 14
t4 = 800ms
203
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
TAB. 9.12 - SCELTA DELLO SGANCIATORE TERMOMAGNETICO
IR (A)
L1 - L2 - L3
Neutro
MTS 160
12,5
12,5
16
16
20
20
25
25
32
32
40
40
50
50
63
63
80
80
100
100
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
MTS 250 (160 A)
■
■
125
125
125
80
160
100
■
■
■
■
■
■
MTS 250 (250 A)
200
125
250
160
■
■
MTS 630 (400 A)
320
200
400
250
■
■
MTS 630 (630 A)
Neutro
Neutro
800
500
■
MTS 800 (800 A)
5 x Ith L1-L2-L3
630
400
■
MTS 800 (630 A)
10 x Ith L1-L2-L3
500
320
■
500
500
500
500
500
500
500
630
800 1000 1250 1250 1600 2000 2500
500
500
500
500
500
500
500
630
800 1000 1250 800 1000 1250 1600
160
160
200
200
300
200
300
320
400
500
630
630
800 1000 1250
160
160
200
200
300
200
300
320
400
500
630
400
500
625
800
Tm regolabile
L1-L2-L3
3200 4000 5000 6300 8000
Neutro
2000 2500 3200 4000 5000
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 e
MTS 250, hanno l’elemento termico a soglia regolabile 0,7 ÷ 1 x In. Il
valore di corrente regolato che si ottiene agendo sull’apposito selettore è da
intendersi nominale a 40°C. L’elemento magnetico ha soglia di intervento
fissa, con valori d’intervento che variano in funzione della taratura delle
fasi.
3) Le soglie di intervento della protezione magnetica sono funzione della
taratura 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 di
distribuzione, mentre gli sganciatori 5 x Ith trovano impiego dove è richiesta
una soglia di intervento magnetico bassa.
204
INTERRUTTORI CON SGANCIATORI MAGNETOTERMICI
Declassamento in temperatura
INTERRUTTORI
IN (A)
16
25
40
63
100
125
160
32
50
80
100
125
160
200
250
10 °C
20 °C
30 °C
14 ÷ 19
21 ÷ 30
33 ÷ 47
53 ÷ 74
84 ÷ 118
102 ÷ 145
130 ÷ 184
13 ÷ 18
19,5 ÷ 28
32 ÷ 45
50 ÷ 70
80 ÷ 112
100 ÷ 140
125 ÷ 176
11,5 ÷ 17
18,5 ÷ 26,5
30 ÷ 42
47 ÷ 66
76 ÷ 106
93 ÷ 133
120 ÷ 168
320
400
500
10 °C
20 °C
30 °C
26 ÷ 43
37 ÷ 62
59 ÷ 98
83 ÷ 118
103 ÷ 145
130 ÷ 185
162 ÷ 230
200 ÷ 285
24 ÷ 39
35 ÷ 58
55 ÷ 92
80 ÷ 113
100 ÷ 140
124 ÷ 176
155 ÷ 220
193 ÷ 275
22 ÷ 36
33 ÷ 54
52 ÷ 86
74 ÷ 106
94 ÷ 134
118 ÷ 168
147 ÷ 210
183 ÷ 262
630
800
11 ÷ 16
17,5 ÷ 25
28 ÷ 40
44 ÷ 63
70 ÷ 100
88 ÷ 125
112 ÷ 160
50 °C
60 °C
70 °C
10,5 ÷ 15
16,5 ÷ 23
26 ÷ 37
42 ÷ 60
65 ÷ 94
81 ÷ 116
106 ÷ 150
9,5 ÷ 14
15 ÷ 21
24 ÷ 34
38 ÷ 56
59 ÷ 85
75 ÷ 108
100 ÷ 140
8,5 ÷ 13
13 ÷ 19
21 ÷ 31
34 ÷ 52
49 ÷ 75
58 ÷ 101
90 ÷ 130
MTS 250
SCATOLATI
40 °C
19 ÷ 32
30 ÷ 50
48 ÷ 80
70 ÷ 100
88 ÷ 125
112 ÷ 160
140 ÷ 200
175 ÷ 250
50 °C
60 °C
70 °C
16 ÷ 27
27 ÷ 46
44 ÷ 74
66 ÷ 95
80 ÷ 115
106 ÷ 150
133 ÷ 190
168 ÷ 240
14 ÷ 24
25 ÷ 42
40 ÷ 66
59 ÷ 85
73 ÷ 105
100 ÷ 104
122 ÷ 175
160 ÷ 230
11 ÷ 21
22 ÷ 39
32 ÷ 58
49 ÷ 75
63 ÷ 95
90 ÷ 130
107 ÷ 160
150 ÷ 220
MTS 630
TEMPERATURE
10 °C
20 °C
30 °C
260 ÷ 368
325 ÷ 465
435 ÷ 620
245 ÷ 350
310 ÷ 442
405 ÷ 580
234 ÷ 335
295 ÷ 420
380 ÷ 540
INTERRUTTORI
IN (A)
SCATOLATI
40 °C
TEMPERATURE
INTERRUTTORI
IN (A)
MTS 160
TEMPERATURE
INTERRUTTORI
IN (A)
SCATOLATI
SCATOLATI
40 °C
224 ÷ 320
280 ÷ 400
350 ÷ 500
50 °C
60 °C
70 °C
212 ÷ 305
265 ÷ 380
315 ÷ 450
200 ÷ 285
250 ÷ 355
280 ÷ 400
182 ÷ 263
230 ÷ 325
240 ÷ 345
50 °C
60 °C
70 °C
405 ÷ 580
520 ÷ 740
380 ÷ 540
470 ÷ 670
350 ÷ 500
420 ÷ 610
MTS 800
TEMPERATURE
10 °C
20 °C
30 °C
520 ÷ 740
685 ÷ 965
493 ÷ 705
640 ÷ 905
462 ÷ 660
605 ÷ 855
40 °C
441 ÷ 630
560 ÷ 800
205
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
DECLASSAMENTO IN TEMPERATURA - INTERRUTTORI CON SGANCIATORI ELETTRONICI
MTSE 250 (160A)
FISSO
Anteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
Terminali posteriori per cavi
Posteriori filettati
fino a 40°C
Imax (A) I1
160
160
160
160
1
1
1
1
50°C
Imax (A) I1
160
160
160
160
1
1
1
1
60°C
Imax (A) I1
70°C
Imax (A) I1
160
160
160
160
160
160
152
152
1
1
1
1
1
1
0,95
0,95
170
RIMOVIBILE
ESTRAIBILE
Anteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
Terminali posteriori per cavi
Posteriori filettati
fino a 40°C
Imax (A) I1
160
160
160
160
1
1
1
1
50°C
Imax (A) I1
160
160
160
160
1
1
1
1
60°C
Imax (A) I1
70°C
Imax (A) I1
160
160
160
160
152
152
144
144
1
1
1
1
0,95
0,95
0,9
0,9
170
Anteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
165
165
160
160
155
155
150
Anteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
150
Terminali posteriori per cavi
Posteriori filettati
145
Terminali posteriori per cavi
Posteriori filettati
145
140
140
135
135
130
130
125
125
120
120
MTSE 250 (250A)
FISSO
Anteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
Terminali posteriori per cavi
Posteriori filettati
fino a 40°C
Imax (A) I1
250
250
250
250
1
1
1
1
50°C
Imax (A) I1
250
250
250
250
1
1
1
1
60°C
Imax (A) I1
250
250
250
250
1
1
1
1
70°C
Imax (A) I1
237,5
37,5
225
225
0,95
0,95
0,9
0,9
Anteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
Terminali posteriori per cavi
Posteriori filettati
206
RIMOVIBILE
ESTRAIBILE
Anteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
Terminali posteriori per cavi
Posteriori filettati
fino a 40°C
Imax (A) I1
250
250
250
250
1
1
1
1
50°C
Imax (A) I1
250
250
250
250
1
1
1
1
60°C
Imax (A) I1
70°C
Imax (A) I1
250
250
250
250
225
225
200
200
1
1
1
1
Anteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
Terminali posteriori per cavi
Posteriori filettati
0,9
0,9
0,8
0,8
MTSE 630 (400A)
FISSO
Anteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
Terminali posteriori per cavi
Posteriori filettati
fino a 40°C
Imax (A) I1
400
400
400
400
1
1
1
1
50°C
Imax (A) I1
400
400
400
400
60°C
Imax (A) I1
70°C
Imax (A) I1
400
400
400
400
380
380
360
320
1
1
1
1
1
1
1
1
0,95
0,9
0,9
0,8
RIMOVIBILE
ESTRAIBILE
fino a 40°C
Imax (A) I1
Anteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
Terminali posteriori per cavi
Posteriori filettati
400
400
400
400
1
1
1
1
50°C
Imax (A) I1
400
400
400
380
1
1
1
0,95
60°C
Imax (A) I1
70°C
Imax (A) I1
400
380
380
360
380
360
360
320
1
1
1
1
0,95
0,9
0,9
0,8
Anteriori in piatto
Anteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
Terminali posteriori per cavi
Terminali anteriori per cavi
Terminali posteriori per cavi
Posteriori filettati
Posteriori filettati
MTSE 630 (630A)
FISSO
Anteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
Posteriori filettati
fino a 40°C
Imax (A) I1
630
630
630
1
1
1
50°C
Imax (A) I1
598,5
567
504
60°C
Imax (A) I1
0,95
0,9
0,8
567
504
441
0,9
0,8
0,7
70°C
Imax (A) I1
504
441
378
0,8
0,7
0,6
ESTRAIBILE
fino a 40°C
Imax (A) I1
Anteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
Posteriori filettati
630
630
630
1
1
1
50°C
Imax (A) I1
504
567
441
0,8
0,9
0,7
60°C
Imax (A) I1
441
504
378
0,7
0,8
0,6
70°C
Imax (A) I1
378
441
315
0,6
0,7
0,5
Anteriori in piatto
Posteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
Anteriori in piatto
Posteriori filettati
Posteriori filettati
207
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
DECLASSAMENTO IN TEMPERATURA - INTERRUTTORI CON SGANCIATORI ELETTRONICI
MTSE 800 (630A)
FISSO
Anteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
Terminali posteriori per cavi
Posteriori filettati
fino a 40°C
Imax (A) I1
630
630
630
630
1
1
1
1
50°C
Imax (A) I1
630
630
630
630
1
1
1
1
60°C
Imax (A) I1
630
598,5
598,5
567
70°C
Imax (A) I1
1
598,5
0,95
567
0,95
567
0,9
504
0,95
0,9
0,9
0,8
ESTRAIBILE
fino a 40°C
Imax (A) I1
Anteriori in piatto
Posteriori in piatto verticali
Posteriori in piatto orizzontali
630
630
630
1
1
1
Anteriori in piatto
50°C
Imax (A) I1
630
630
598,5
60°C
Imax (A) I1
1
598,5
1
598,5
0,95
567
0,95
0,95
0,9
70°C
Imax (A) I1
567
567
504
0,9
0,9
0,8
Anteriori in piatto
Posteriori in piatto verticali
Posteriori in piatto orizzontali
Terminali anteriori per cavi
Posteriori filettati
MTSE 800 (800A)
FISSO
Anteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
Terminali posteriori per cavi
Posteriori filettati
fino a 40°C
Imax (A) I1
800
800
800
800
1
1
1
1
50°C
Imax (A) I1
800
800
800
800
1
1
1
1
60°C
Imax (A) I1
70°C
Imax (A) I1
800
760
760
720
760
720
720
640
1
0,95
0,95
0,9
Anteriori in piatto
0,95
0,9
0,9
0,8
ESTRAIBILE
fino a 40°C
Imax (A) I1
Anteriori in piatto
Posteriori in piatto verticali
Posteriori in piatto orizzontali
800
800
800
1
1
1
50°C
Imax (A) I1
800
800
760
Posteriori filettati
208
760 0,95
760 0,95
720 0,9
Anteriori in piatto
Posteriori in piatto verticali
Posteriori in piatto orizzontali
Terminali anteriori per cavi
Terminali posteriori per cavi
1
1
0,95
60°C
Imax (A) I1
70°C
Imax (A) I1
720
720
640
0,9
0,9
0,8
MTSE 1600 (1250A)
FISSO
Anteriori in piatto
Terminali anteriori per cavi
Terminali posteriori per cavi
Posteriori filettati
fino a 40°C
Imax (A) I1
1250
1250
1250
1250
1
1
1
1
50°C
Imax (A) I1
1250
1250
1250
1250
60°C
Imax (A) I1
1 1250
1
1250
1 1187,5
1
1250
70°C
Imax (A) I1
1
1187,5
1
1187,5
0,95 1125
1
1125
0,95
0,95
0,9
0,9
ESTRAIBILE
fino a 40°C
Imax (A) I1
Anteriori in piatto
Posteriori in piatto verticali
Posteriori in piatto orizzontali
1250
1250
1250
1
1
1
50°C
Imax (A) I1
1250
1250
1250
Anteriori in piatto
Posteriori in piatto verticali
1
1
1
60°C
Imax (A) I1
1187,5
1187,5
1125
0,95
0,95
0,9
70°C
Imax (A) I1
1125
1125
1000
0,9
0,9
0,8
Anteriori in piatto
Posteriori in piatto verticali
Posteriori in piatto orizzontali
Terminali anteriori per cavi
Posteriori in piatto orizzontali
MTSE 1600 (1600A)
FISSO
Anteriori in piatto
Posteriori in piatto verticali
Posteriori in piatto orizzontali
fino a 40°C
Imax (A) I1
1600
1600
1600
1
1
1
50°C
Imax (A) I1
1520
1520
1440
0,95
0,95
0,9
60°C
Imax (A) I1
1440 0,9
1440 0,9
1280 0,8
70°C
Imax (A) I1
1280
1280
1120
0,8
0,8
0,7
ESTRAIBILE
fino a 40°C
Imax (A) I1
Anteriori in piatto
Posteriori in piatto verticali
Posteriori in piatto orizzontali
1600
1600
1600
1
1
1
50°C
Imax (A) I1
1440
1440
1280
Anteriori in piatto
Posteriori in piatto verticali
Posteriori in piatto orizzontali
0,9
0,9
0,8
60°C
Imax (A) I1
1280
1280
1120
0,8
0,8
0,7
70°C
Imax (A) I1
1120
1120
906
0,7
0,7
0,6
Anteriori in piatto
Posteriori in piatto verticali
Posteriori in piatto orizzontali
209
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
Potenze dissipate
POTENZE
Taratura
Iu (A)
12,5
(W)
MTS 160
MTS 250
MTSE 250
MTS 630
MTSE 630
MTS 800
MTSE 800
F
P
F
P-W
F
P-W
F
P-W
F
P-W
F
W
F
W
12
13
16
18
5
8
15
22
40
55
92
117
90
115
93
119
96
125
MTSE 1600
F
W
12,5
6
6,5
16
16
7,5
8,5
20
20
8
9
25
25
10
11
32
32
14
15
40
40
10
11
50
50
13
14
63
63
16
17
80
80
21
23
18
21
100
100
18
20
21
25
125
125
24
26
20
26
160
160
30
35
30
40
200
200
36
46
250
250
50
65
320
320
60
90
45
65
400
400
65
96
60
90
630
630
170
200
800
800
1000
1000
102
140
1250
1250
160
220
1600
1600
260
360
F: Interruttore fisso
P: Interruttore rimovibile
W: Interruttore estraibile
210
DISSIPATE INTERRUTTORI SCATOLATI
Curve
MTC 45 - 60 - 100/MT 60 - 100 - 250/MTHP 100 - 250
TIPO C (CEI EN 60898)
MT 60 - 100/MTHP 100
CURVE DI INTERVENTO - INTERRUTTORI MODULARI
MT 60
TIPO
B (CEI EN 60898)
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 multipli
delle correnti nominali degli interruttori. Come si può osservare la protezione termica
interviene a partire dal valore di 1,45 In, mentre il valore Im (corrente che provoca
l’intervento istantaneo della protezione magnetica) può essere pari a 3 ÷ 20 In, a
seconda delle caratteristiche di intervento degli interruttori.
Inf If
t
1
2
Curva B
Curva C
Curva D
3
5
10 20
In
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)
TIPO D (CEI EN 60898)
2 limite d’intervento elettromagnetico
211
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
CURVE DI INTERVENTO - INTERRUTTORI SCATOLATI
MTS 160
MTS 250
Im = 10 x Ith
t [s]
Im = 10 x Ith
104
t [s] 104
103
103
102
102
10
10
1
1
50 ÷ 160
10-1
32
40
20
25
10-1
12,5
50
16
10-2
10-2
10-1
1
1,05
10
10-1
102
x Ith
MTS 250
1
1,05
Im = 5 x Ith
104
t [s] 104
103
103
102
102
10
10
1
1
80 ÷ 250
10-1
10-1
50
10-2
10-1
212
102
x Ith
10
MTS 250
Im = 10 x Ith
t [s]
32
32
10-2
1
1,05
10
102
x Ith
10-1
1
1,05
10
102
x Ith
MTS 250
MTS 630
Im = 5 x Ith
t [s]
Im = 5 ÷ 10 x Ith
104
t [s]
Ith = 0,7 ÷ 1 x In
104
103
103
2
2
10
10
10
10
1
1
80 ÷ 250
10-1
10-1
10-2
10-2
10-1
1
1,05
10
102
x Ith
MTS 800 (630A)
Im = 5 ÷ 10 x Ith
t [s]
10-1
1
1,05
10
102
x Ith
10
102
x Ith
MTS 800 (800A)
Ith = 0,7 ÷ 1 x In
Im = 5 ÷ 10 x Ith
104
t [s]
103
Ith = 0,7 ÷ 1 x In
104
103
2
2
10
10
10
10
1
1
10-1
10-1
10-2
10-2
10-1
1
1,05
10
102
x Ith
-1
10
1
1,05
213
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
CURVE DI INTERVENTO - INTERRUTTORI SCATOLATI
MTSE 250 - MTSE 630 - MTSE 800 - MTSE 1600
SEP/A - Funzioni LI - I
N.B. Per MTSE 630 la soglia massima impostabile della funzione I è 8 x In
t [s]
104
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
t [s]
L
104
L
0,5
0,4
103
0,7 0,95
0,6 0,8 1
0,9
0,4-0,5-0,55-0,6-0,65-0,7-0,75-0,80,85-0,875-0,9-0,925-0,95-0,975-1
0,4
103
1
1,5
2
10
1,5
2
D
C
B
10
4
A
2
D
C
2
B
4
1
A
6
6
8
D
C
10
D
10
C
10
12
B
B
A
A
1
D
C
2
3
8
10
12
B
4
6
A
8
1
10
10-1
S
10-1
I2t ON
I
10-2
I
10-2
10-1
1
1,05
10
102
x In
10-1
1
1,05
10
102
x In
MTSE 250 - MTSE 630 - MTSE 800 - MTSE 1600
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
t [s]
SEP/B - Funzione G
t [s]
104
L
104
0,2
0,4-0,5-0,55-0,6-0,65-0,7-0,75-0,80,85-0,875-0,9-0,925-0,95-0,975-1
0,4
0,3 0,4
0,6
0,8
0,9
1
1
103
103
1,5
2
D
C
2
10
102
B
A
4
6
1
8
10
D
C
2
10
12
B
3
G
A
4
6
1
10
1
8 10
D
D
C
C
10-1
S
B
B
2
I t OFF
10-1
A
A
I
10-2
10-2
10-1
214
1
1,05
10
102
x In
10-1
1
1,05
10
102
x In
CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE - INTERRUTTORI MODULARI MTC
MTC 45 - VERSIONI 1P+N, 2P - 230V
2
MTC 45 - VERSIONI 1P, 3P, 4P - 230/400V e 2P - 400V
2
I t (A s)
2
2
I t (A s)
6
10
6
10
32
5
25
10
32
25
5
10
20
16
10
6
4
10
20
16
10
6
4
10
3
10
3
10
2
10
500
1.000
4.500
10.000
MTC 60 - VERSIONI 1P+N, 2P - 230V
2
500
100.000 Icc (A)
1.000
4.500
10.000
100.000 Icc (A)
MTC 60 - VERSIONI 1P, 3P, 4P - 230/400V e 2P - 400V
2
I t (A s)
2
2
I t (A s)
6
10
6
10
32
25
5
10
32
25
5
10
20
16
10
6
4
10
20
16
10
6
4
10
3
10
3
10
2
10
500
1.000
100.000 Icc (A)
6.000 10.000
500
1.000
6.000 10.000
100.000 Icc (A)
Le curve riportate nella seguente pagina esprimono l’energia passante in funzione della
MTC 100 - VERSIONI 1P+N, 2P - 230V
corrente di cortocircuito Icc. riferita alla corrente del dispositivo di protezione per i diversi
modelli di interruttori per la protezione differenziale.
2
2
I t (A s)
Icc
6
10
5
32
25
4
20
16
10
6
10
10
Icc di
cresta presunta
Icc presunta
Icc di
cresta limitata
Icc
limitata
3
10
ti
t
2
10
500
1.000
10.000
100.000 Icc (A)
Qui sopra sono riportate le curve di limitazione dell’energia passante in funzione della
corrente di cortocircuito espressa in kA. Le varie curve sono riferite a diversi valori di
corrente nominale dell’apparecchio di protezione.
215
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE - INTERRUTTORI MODULARI MT 60
Tipo C 1P + N 2P 230V - MT 60
Tipo C 2P 400V - MT 60
100000
Tipo C 1P - 230V 3P e 4P 400V - MT 60
100000
100000
50/63A
50/63A
32/40A
25A
20A
16A
50/63A
32/40A
I t (A s)
2
I t (A s)
2
2
25A
20A
16A
10A
10000
2
32/40A
25A
20A
16A
10A
I t (A s)
2
2
10A
10000
6A
10000
6A
6A
3/4A
3/4A
1/2A
1000
100
100
1/2A
1000
1000
10000
100
100
1000
1000
Icc (A)
Tipo B 2P - 230V - MT 60
10000
1000
10000
Icc (A)
Tipo B 2P 400V - MT 60
Icc (A)
Tipo B 1P-230V 3P e 4P 400V - MT 60
100000
100000
100
100
100000
50/63A
50/63A
32/40A
25A
20A
16A
50/63A
32/40A
I2t (A2s)
25A
20A
16A
10A
10000
I2t (A2s)
32/40A
25A
20A
16A
10A
6A
I2t (A2s)
10A
10000
10000
6A
6A
1000
1000
100
100
1000
10000
Icc (A)
216
100
100
1000
1000
10000
Icc (A)
100
100
1000
10000
Icc (A)
CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE - INTERRUTTORI MODULARI MT 60 - MT 100
Tipo D 2P 230V - MT 60
Tipo D 2P 400V - MT 60
100000
Tipo D 1P - 230V 3P e 4P 400V - MT 60
100000
100000
32/40A
25A
20A
16A
10A
32/40A
I2t (A2s)
I2t (A2s)
25A
20A
16A
10000
32/40A
25A
20A
16A
10A
I2t (A2s)
6A
10000
10000
6A
10A
6A
1000
100
100
1000
1000
1000
100
100
10000
1000
10000
Icc (A)
Tipo C 1P 230V 3P e 4P 400V - MT 100
I2t (A2s)
1000
10000
Icc (A)
Tipo C 2P 230V - MT 100
50/63A
100000
100
100
Icc (A)
Tipo C 2P 400V - MT 100
50/63A
100000
32/40A
32/40A
25A
20A
16A
10A
6A
25A
20A
16A
10A
6A
I2t (A2s)
100000
50/63A
32/40A
25A
20A
16A
I2t (A2s)
10A
6A
10000
10000
10000
1000
1000
1000
100
100
1000
100
100
10000
Icc (A)
1000
100
100
10000
Icc (A)
1000
10000
Icc (A)
217
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE - INTERRUTTORI MODULARI MT 100 - MT 250
Tipo D 1P-230V 3P e 4P 400V - MT 100
Tipo D 2P 230V - MT 100
Tipo D 2P 400V - MT 100
100000
100000
100000
32/40A
25A
20A
16A
10A
I2t (A2s)
6A
32/40A
25A
20A
16A
10A
I2t (A2s)
10000
10000
32/40A
25A
20A
16A
10A
I2t (A2s)
6A
10000
6A
1000
1000
100
100
100
100
10000
1000
1000
Icc (A)
Tipo C 1P-230V 3P e 4P 400V - MT 250
50/63A
32/40A
100000
50/63A
32/40A
20A
16A
10A
25A
20A
16A
10A
25A
I2t (A2s)
6A
I2t (A2s)
6A
10000
10000
6A
10000
1000
1000
1000
1000
10000
100000
Icc (A)
218
Icc (A)
Tipo C 2P 400V - MT 250
100000
I2t (A2s)
100
100
10000
1000
Icc (A)
Tipo C 2P 230V - MT 250
50/63A
32/40A
25A 20A
16A
10A
100000
100
100
10000
1000
100
100
1000
10000
30000
Icc (A)
100
100
1000
10000
30000
Icc (A)
CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE - INTERRUTTORI MODULARI MTHP 100/250
MTHP100 Tipo C-D 2P 230V - MTHP250 Tipo C-D 2P 230V
MTHP100 Tipo C-D 2P 400V - MTHP250 Tipo C-D 2P 400V
80/125A
80/125A
MTHP100 Tipo C-D 1P 230V 3P 4P 400V
MTHP250 Tipo C-D 1P 230V 3P 4P 400V
20/63A
20/63A
80/125A
100000
100000
20/63A
I2t (A2s)
I2t (A2s)
I2t (A2s)
100000
10000
1000
10000
100000
Icc (A)
10000
1000
10000
100000
Icc (A)
10000
1000
10000
30000
100000
Icc (A)
219
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE 230V - INTERRUTTORI SCATOLATI
MTS 160
MTS 250
I2t [A2s] 108
I2t [A2s] 108
107
107
250
200
160
106
125
106
160
100
125
80
100
63
80
50
50
32
40
32
105
105
25
20
16
12,5
104
104
1
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
MTSE 250 - MTS 630 - MTSE 630 - MTS 800 - MTSE 800 - MTSE 1600
I2t [A2s] 109
MTSE 1600
108
MTS/E 800 (800A)
107
MTS/E 800 (630A)
MTS/E 630
MTSE 250 (250A)
MTSE 250 (160A)
6
10
105
1
220
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
1
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE 400 - 440V - INTERRUTTORI SCATOLATI
MTS 160
MTS 250
I2t [A2s] 108
I2t [A2s] 108
107
107
250
160
200
125
160
100
125
80
106
100
106
63
80
50
50
40
32
32
25
105
105
20
16
12,5
104
104
1
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
1
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
MTSE 250 - MTS 630 - MTSE 630 - MTS 800 - MTSE 800 - MTSE 1600
I 2 t [A2 s] 109
MTSE 1600
10
8
MTS/E 800 (800A)
MTS/E 800 (630A)
10
7
MTS/E 630
MTSE 250 (250A)
MTSE 250 (160A)
10
6
10
5
1
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
221
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE 690V - INTERRUTTORI SCATOLATI
MTS 160
MTS 250
I2t [A2s] 108
I2t [A2s] 108
107
107
250
200
160
160
106
125
106
125
100
100
80
80
50
63
32
50
40
105
105
32
25
20
16
12,5
104
104
1
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
MTSE 250 - MTS 630 - MTSE 630 - MTS 800 - MTSE 800 - MTSE 1600
I2t [A2s] 109
108
MTSE 1600
MTS/E 800 (800A)
107
MTS/E 800 (630A)
MTS/E 630
MTSE 250 (250A)
MTSE 250 (160A)
106
105
1
222
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
1
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
CURVE DI LIMITAZIONE DELLA CORRENTE DI PICCO 230V - INTERRUTTORI SCATOLATI
MTS 160
MTS 250
Ip [kA] 100
Ip [kA] 100
50
50
250
200
160
125
20
160
20
100
125
80
100
50
80
10
32
10
63
50
40
32
5
5
25
20
16
12,5
2
2
1
1
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
MTSE 250 - MTS 630 - MTSE 630 - MTS 800 - MTSE 800 - MTSE 1600
1
1
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
Per la corretta lettura e interpretazione delle curve di limitazione si faccia riferimento
all’esempio riportato in figura. A fronte di Icc presunta di 100 kA si avrebbe una corrente di
picco di cortocircuito Ip = 220 kA; l’interruttore inserito nell’impianto abbassa da 220 kA a
120 kA la corrente di picco limitando di fatto la Icc a soli 55 kA.
Ip [kA] 300
MTSE 1600
200
Ip [kA]
MTS/E 800 (800A)
100
220
2
MTS/E 800 (630A)
50
MTS/E 630
120
MTSE 250 (250A)
100
MTSE 250 (160A)
8
6
20
4
10
2
Is [kA]
10
2
5
10
3
1
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
4
55 kA
6
8
2
100 kA
Icc presunta
Icc limitata
223
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
CURVE DI LIMITAZIONE DELLA CORRENTE DI PICCO 400V - 440V - INTERRUTTORI SCATOLATI
MTS 160
MTS 250
Ip [kA] 100
Ip [kA] 100
50
50
250
200
160
20
160
20
125
125
100
100
80
80
63
10
50
10
50
32
40
32
25
5
5
20
16
12,5
2
2
1
1
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
MTSE 250 - MTS 630 - MTSE 630 - MTS 800 - MTSE 800 - MTSE 1600
Ip [kA] 300
200
MTSE 1600
100
MTS/E 800 (800A)
MTS/E 800 (630A)
MTS/E 630
50
MTSE 250 (250A)
MTSE 250 (160A)
20
10
5
3
1
224
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
1
1
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
CURVE DI LIMITAZIONE DELLA CORRENTE DI PICCO 690V - INTERRUTTORI SCATOLATI
MTS 160
MTS 250
Ip [kA] 100
Ip [kA] 100
50
50
20
20
250
200
160
125
10
100
10
160
80
125
50
100
32
80
5
5
63
50
40
32
25
2
2
20
16
12,5
1
1
1
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
1
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
MTSE 250 - MTS 630 - MTSE 630 - MTS 800 - MTSE 800 - MTSE 1600
Ip [kA] 300
200
100
MTSE 1600
50
MTS/E 800 (800A)
MTS/E 800 (630A)
MTS/E 630
MTSE 250 (250A)
20
MTSE 250 (160A)
10
5
1
2
5
10
20
50
100
200
500
1000
Is [kA]
225
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
Sono apparecchi destinati a stabilire, portare ed interrompere la corrente nominali in
condizioni 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 quindi
essere 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 seguenti
funzioni:
- 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.
INTERRUTTORI
DI MANOVRA
SEZIONATORI
Per gli apparecchi usati nell’ambito industriale, la Norma CEI EN 60947-3 stabilisce tutte le
prescrizioni alle quali devono essere conformi.
In questa guida, con il termine sezionatore, vengono raggruppati apparecchi che pur avendo
caratteristiche funzionali e norme di riferimento diverse, presentano la caratteristica comune di
poter 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 dei
seguenti parametri:
- Caratteristiche della rete. La determinazione delle grandezze caratteristiche quali tensione,
frequenza e corrente nominale viene effettuata con gli stessi criteri adottati per gli interruttori
automatici.
- Categorie di impiego. Il valore della corrente di un interruttore di manovra, viene dichiarato
dal costruttore con riferimento alla tensione, alla frequenza ed alla categoria d’impiego.
Questa caratteristica si riferisce alla specifica applicazione alla quale è destinato l’interruttore
sezionatore ed al tipo di carico alimentato (resistivo o induttivo).
La tabella che segue, conforme alle prescrizioni della Norma CEI EN 60947-3, evidenzia le
categorie di impiego previste sia in corrente alternata che in corrente continua, oltre alle applicazioni
tipiche 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, con
manovre frequenti e non frequenti. La gravosità delle operazioni di apertura e di chiusura aumenta
con l’aumentare della componente induttiva, pertanto a parità di valori della durata elettrica, gli
apparecchi possono subire declassamenti in funzione del tipo di carico alimentato.
● Tab. 9.13
Verifica dei poteri nominali
UTILIZZAZIONE
DI IMPIEGO
I/IE
CHIUSURA
U/UE
COSϕ
di chiusura e di interruzione
AC-20A - AC-20B
AC-21A - AC21B
AC-22A - AC22B
AC-23A - AC23B
Tutti i valori
Tutti i valori
Tutti i valori
0 < Ie ≤ 100 A
100 A < Ie
1,5
3
10
10
I/IE
1,05
1,05
1,05
1,05
U/UE
0,95
0,65
0,45
0,35
L/R
CATEGORIA
DI
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 frequenza
di esercizio o in c.c.
226
CATEGORIA
DI
CATEGORIA
CATEGORIA
NOMINALE
NOMINALE
UTILIZZAZIONE
DI IMPIEGO
DC-20A - DC-20B
DC-21A - DC21B
DC-22A - DC22B
DC-23A - DC23B
Tutti i valori
Tutti i valori
Tutti i valori
Tutti i valori
INTERRUZIONE
NUMERO DI CICLI
IC/IE UR/UE COSϕ DI OPERAZIONE
1,5
3
8
8
IC/IE
1,05
1,05
1,05
1,05
UR/UE
MS
1,5
4
4
1,05
1,05
1,05
1
2,5
15
1,5
4
4
1,05
1,05
1,05
0,95
0,65
0,45
0,35
L/R
5
5
5
5
NUMERO
DI CICLI
MS
DI OPERAZIONE
1
2,5
15
5
5
5
Modulari serie 90
TAB. 9.14 - DATI
TECNICI INTERRUTTORI MODULARI DI MANOVRA SEZIONATORI SERIE
Norme di riferimento
Categoria di utilizzo
Tensione nominale di impiego Ue (V)
Tensione nominale di isolamento Ui (V)
Tensione nominale di tenuta all’impulso Uimp (kV)
Corrente nominale di impiego Ie (A)
Frequenza nominale (Hz)
Potere di chiusura nominale (A)
Potere di interruzione nominale (A)
Corrente nominale ammissibile di breve durata Icw (A)
Tipo di servizio nominale
Collegamenti: morsetti a mantello (mm2)
Potenza dissipata per polo (W)
Corrente nominale condizionale di cortocircuito (kA)
MTC 45
MTC 60 - MT 60
MTC 100 - MT 100
MT 250
MTHP
TAB. 9.15 - DATI
Normativa di riferimento
Tensione nominale Ue (V)
Tensione nominale di isolamento Ui (V)
Potere di chiusura
Corrente nominale Ie (A)
Fusibile in serie
Resistenza al corto circuito Icc (kA)
Potenza dissipata per polo (W)
Capacità di serraggio morsetti (mm2)
16
160
128
192
0,45
4,5
6
6
6
3
In < 63A
CEI EN 60947-3
AC-23B
230/400
500
4
20
32
50
200
320
160
256
240
384
servizio ininterrotto
25
0,52
0,80
4,5
4,5
4,5
4,5
3
4,5
4,5
4,5
4,5
3
40
63
400
320
480
630
504
756
1,5
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
TECNICI INTERRUTTORI NON AUTOMATICI SERIE
16
gL 32A
3
0,15
16
90
In ≥ 63A
CEI EN 60947-3
AC-22B
230/400
500
4
80
100
50
240
300
240
300
960
1200
servizio ininterrotto
50
3,2
5
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
125
375
375
1500
6
3
3
3
3
3
90
IEC 60669-1
230/400 ca
500
1,25 In - 1,1 Un - cosφ = 0,6
25
32
40
gL 32A
gL 32A
gL 63A
3
3
10
0,7
0,9
1,5
16
16
25
63
gL 80A
10
2,8
25
227
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
Scatolati serie MTSM
TAB. 9.16 - INTERRUTTORI SEZIONATORI
MTSM 250
SERIE
DI MANOVRA
MTSM 800
MTSM 1600
1000 - 1250 - 1600
3-4
690
750
1000 - 1250 - 1600
8
800
3000
52,5
25
SI
F-W
F - EF - FC CuAl (1250A)
HR - VR
F - HR - VR
10000/120
210/280
138,5
406
17/22
Corrente termica convenzionale a 60 °C, Ith (A)
Poli Nr.
Tensione nominale di impiego Ue (AC) 50-60Hz (V)
125 - 160 - 250 - 320
3-4
690
(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 sezionamento
IEC 60947-3
Esecuzioni
Terminali
esecuzione fissa
750
100 - 160 - 250 - 320
8
800
3000
10
6,5
SI
400 - 630 - 800
3-4
690
750
400 - 630 - 800
8
800
3000
30
15
SI
F-P-W
F - EF - FC
FC CuAl - R - RC
F - FC - R
F - FC - R
25000/120
105/140
103,5
170
2,6/3,5
F-W
F - EF - FC CuAl
R - RC
F - HR - VR
20000/120
210/280
103,5
268
9,5/12
esecuzione rimovibile
esecuzione 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)
Nota: Tutti gli interruttori di manovra sezionatori sono equipaggiabili con gli accessori della serie MTSA nelle loro specifiche funzioni.
● Tab. 9.17
POTENZA
Interruttori di
manovra-sezionatori
TIPO
IU (40°C) [A]
MTSM 250
100
160
250
320
400
630
800
1000
1250
1600
MTSM 800
MTSM 1600
228
DISSIPATA (W)
VERSIONE
FISSO
21
30
50
80
40
90
96
102
160
260
RIMOVIBILE
25
40
65
105
ESTRAIBILE
25
40
65
105
48
115
125
140
220
360
TAB. 9.18 - COORDINAMENTO
MONTE
VALLE
Serie
MTSM
250
MTSM
630
MTSM
1600
In
Icc
100
160
250
320
400
600
800
1000
1250
1600
MTS 250
MTSE 250
MTS 160
B
16
16
N
35
35
TRA INTERRUTTORI AUTOMATICI SERIE
N
35
35
35
H
65
65
65
MTS
E INTERRUTTORI DI MANOVRA SERIE
MTS 630
MTSE 630
L
65
65
100
N
35
35
35
35
35
35
H
35
50
65
65
35
65
MTSM
MTS 800
MTSE 800
L
35
50
65
100
35
100
N
35
35
35
35
35
35
35
S
35
35
50
50
50
50
50
H
35
35
65
65
65
65
65
MTS 1600
L
35
35
65
100
100
100
100
N
H
L
50
50
50
65
65
65
65
65
65
229
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
INTERRUTTORI
DIFFERENZIALI
La protezione contro i guasti dovuti al fluire di una corrente verso terra per perdita di isolamento
di un conduttore, per contatto diretto di una persona con una parte in tensione del circuito o per
contatto indiretto, è garantita da interruttori corredati di sganciatori che intervengono per
corrente 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 cui
sono sensibili, gli interruttori differenziali si classificano in:
- Tipo AC (solo per corrente alternata) adatti per tutti gli impianti in cui si prevedono correnti
di terra di forma sinusoidale. Sono insensibili a correnti impulsive oscillatorie smorzate e sono
conformi alle Norme CEI EN 61008 e 61009.
- Tipo A (per corrente alternata e/o pulsante con componenti continue) adatti per impianti con
apparecchi utilizzatori muniti di dispositivi elettronici per raddrizzare la corrente o per la
parzializzazione di tensione e corrente (velocità, tempo, intensità luminosa, ecc.). Vengono
alimentati direttamente dalla rete, senza interposizione di trasformatori di isolamento.
- Tipo S (per corrente alternata e/o pulsante con componente continua) adatti per realizzare la
selettività con interruttori differenziali di tipo generale.
- Dispositivo differenziale adattabile. Con riferimento alla Norma CEI EN 61009 appendice
G, è permesso assemblare, una sola volta, interruttori differenziali sul posto, cioè fuori
fabbrica, utilizzando blocchi differenziali adattabili, ad appropriati interruttori automatici.
Ogni manomissione deve lasciare danneggiamento visibile permanente. L’interruttore
differenziale così ottenuto mantiene sia le caratteristiche elettriche dell’interruttore automatico
sia quelle del blocco differenziale.
Nella Tab. 9.19 vengono presentati i dispositivi differenziali del sistema GEWISS con le
caratteristiche salienti di ciascun dispositivo.
230
TAB. 9.19 - INTERRUTTORI DIFFERENZIALI
MDC
MDC è un interruttore magnetotermico differenziale compatto istantaneo che assicura la protezione delle persone e delle cose in
caso 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.
BD
La serie BD è costituita da blocchi differenziali componibili, di facile installazione, che assicurano la protezione delle persone e
delle 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
BDHP è il nuovo blocco differenziale componibile della serie 90, accoppiabile con l’interruttore magnetotermico ad alte prestazioni
della 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
DIFFERENZIALE
ELETTRONICO
AFFIANCATO
MTS 160
MTS 250
PER
DIFFERENZIALE
ELETTRONICO
SOTTOPOSTO
MTS 160
MTS 250
PER
RELÈ
DIFFERENZIALE
DA QUADRO
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 un
solenoide di apertura che viene alloggiato nell’apposita cava ricavata nella zona del terzo polo. Non è necessaria alcuna alimentazione
ausiliaria perché vengono alimentati direttamente dalla rete e la loro funzionalità è garantita anche con una sola fase in tensione e/o
in presenza di correnti unidirezionali pulsanti con componenti continue. Le condizioni di funzionamento dell’apparecchio possono
essere 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.
Lo sganciatore differenziale per montaggio sottoposto all’interruttore in versione tetrapolare ha caratteristiche costruttive e di
funzionamento 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 e
soddisfano esigenze con soglie di intervento fino a 30 A e tempi fino a 5 s. Il relè da quadro, che deve essere installato esternamente
all’interruttore sui conduttori di linea, è del tipo ad azione indiretta e agisce sul meccanismo di sgancio dell’interruttore tramite lo sganciatore
di apertura dell’interruttore; il relè inoltre interviene in caso di caduta della tensione di alimentazione ausiliaria (l’intervento avviene dopo un
tempo minimo di 100 ms o dopo il tempo impostato più 100 ms). Le caratteristiche di questo relè vengono riportate della Tab. 9.9.
231
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
Interruttore differenziale
con Autotest SDA
L’interruttore SDA è un differenziale puro dotato di un circuito che verifica automaticamente la
funzionalità del relè di sgancio. La verifica viene effettuata tre volte al giorno e senza l’apertura
dei contatti di potenza, evitando così che venga tolta tensione all’impianto e sia pertanto
garantita la continuità di servizio. L’interruttore differenziale SDA è
dotato inoltre di un dispositivo di apertura di emergenza che
interviene qualora il circuito di autotest rilevi un malfunzionamento
nel relè di sgancio tradizionale. L’intervento del dispositivo di
emergenza è irreversibile, ossia non consente più di riarmare
l’interruttore. La combinazione di autotest del relè di sgancio
tradizionale e presenza del dispositivo di emergenza garantisce un
livello elevato di protezione contro i contatti indiretti.
L’interruttore differenziale SDA è dotato poi di due led luminosi che
indicano 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 distanza
mediante un contatto ausiliario fornito in dotazione all’interruttore
differenziale.
TAB. 9.20 - CARATTERISTICHE TECNICHE INTERRUTTORE DIFFERENZIALE CON AUTOTEST SDA
SDA
norma di riferimento
classe
corrente nominale In [A]
tensione nominale di impiego Ue [V]
tensione di isolamento Ui [V]
frequenza nominale [Hz]
numero di poli
corrente differenziale nominale di intervento (tra parentesi il n° di moduli)
I∆n [mA] istantanei 30
300
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 nominale
tensione di funzionamento tasto prova [V]
contatto ausiliario libero da potenziale
portata in AC1
tipo
collegamento
coppia di serraggio [Nm]
sezione cavo [mm2]
alimentazione monte/valle
grado di protezione
morsetti
altre parti
tropicalizzazione
temperatura di impiego [°C]
(1)
(2)
232
L'apparecchio non è adatto a funzionare in sistemi 400V trifase senza neutro.
Il contatto è chiuso in assenza di tensione e in caso di guasto dell'apparecchio.
A
25
230/400(1)
500
50/60
4
EN 61008-1
A
40
230/400(1)
500
50/60
4
A
63
230/400(1)
500
50/60
4
• (4)
• (4)
800
800
10000
fusibile gL 80A
170÷440
4A - 250V
NC(2)
2
≤25
si
IP20
IP40
55°C - UR 95%
-25 +40
• (4)
• (4)
800
800
10000
fusibile gL 80A
170÷440
4A - 250V
NC(2)
2
≤25
si
IP20
IP40
55°C - UR 95%
-25 +40
• (5)
• (5)
800
800
10000
fusibile gL 80A
170÷440
4A - 250V
NC(2)
2
≤35
si
IP20
IP40
55°C - UR 95%
-25 +40
● Tab. 9.16
TEST DEL DIFFERENZIALE OGNI 8 ORE:
Schema a blocchi
- Nessuna apertura durante il test
- Nessun disservizio per l’utente
di funzionamento
SI
Tentativo di apertura
mediante impulso forzato
Funzionamento OK?
SI
NO
Apertura OK?
NO
- ACCENSIONE SPIA ROSSA DI ALLARME
- ATTIVAZIONE SEGNALAZIONE A DISTANZA
- INTERVENTO RELÈ DI EMERGENZA
- APERTURA IRREVERSIBILE
- SICUREZZA GARANTITA
NO
Differenziale intervenuto
SI
Guasto a terra
Nella tab. 9.21 seguente vengono descritte dettagliatamente le possibili combinazioni che si possono verificare in relazione alla
situazione dell’impianto (guasto a terra o meno) ed allo stato del relè di sgancio.
TAB. 9.21 - POSSIBILI STATI DI FUNZIONAMENTO
STADI
DI
TEST
RELÈ
TEST
CIRCUITO
LED
DI
INTERVENTO SDA
POSIZIONE CONTATTI
SEGNALAZIONE
DI POTENZA
A DISTANZA
NO
I
NO
SI
SI
NO
O
NO
SI
NO
NO
NO
I
SI
SI
-
SI
SI
NO
O
SI
SI
OK
-
SI
NO
SI
O
SI
NO
KO
-
NO
NO
SI
O
SI
NO
DISPERSIONE
FUNZIONAMENTO
DI SGANCIO
INTERNO
SEGNALAZIONE
Funzionamento normale
con ripetizione del test
OK
OK
•
NO
NO
Corrente di dispersione
a terra
OK
OK
-
SI
Anomalia relè di sgancio si accende il LED frontale
di segnalazione senza
interruzione del servizio
KO
OK
•
Guasto a terra mentre è stata
rilevata l’anomalia del relè
di sgancio - apertura SDA
mediante impulso
rinforzato al relè
KO
OK
Mancata apertura mediante
impluso rinforzato
apertura di emergenza
irreversibile SDA
KO
Guasto nel circuito interno apertura irreversibile SDA
KO
RELÈ
DI SGANCIO
RELÈ DI
EMERGENZA
POSSIBILITÀ DI
SDA
RICHIUSURA
233
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
Modulari serie 90
TAB. 9.22 - APPARECCHI
SERIE
MODULARI PER PROTEZIONE DIFFERENZIALE
MDC 45
MDC 60
MDC 100
500
500
500
Frequenza nominale (Hz)
50/60
50/60
50/60
Tensione nominale Un (V)
230/400
230/400
230
1P+N (2) / 2P (2)
1P+N (2) / 2P (2)
1P+N (2) / 2P (2)
3P (3)
3P (3)
—
4P (4)
4P (4)
—
Tensione di isolamento Ui (V)
Numero di poli (numero dei mod.)
Tensione funz. del tasto prova (V)
Icn
4500
6000
10000
Ics
1 Icn
1 Icn
0,75 Icn
4500
6000
6000
6 / 10 / 16 / 20 / 25 / 32
6 / 10 / 16 / 20 / 25 / 32
6 / 10 / 16 / 20 / 25 / 32
C
C
C
30 – 300
30 – 300
30 – 300
30 – 300
30 – 300
30 – 300
Tipo A S
—
—
—
Corr. (mA)
—
—
—
Tempo (ms)
—
—
—
10.000
10.000
10.000
Potere di interruzione (A)
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 - Reg. - 4P
93 ÷ 253
P+N 93 ÷ 253/2P, 3P, 4P 170 ÷ 440 P+N 93 ÷ 253/2P, 3P, 4P 170 ÷ 440
Durata elettrica (n. cicli O-C)
Tempo di intervento con corrente
differenziale classe AC-A istantanei
valore norma (ms) ≤
valore reale (ms)
Tempo di intervento con corrente
differenziale classe A selettivi
valore norma (ms)
≤
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
—
—
—
Temperatura di riferimento (°C)
30
30
30
Sezionamento visualizzato
SI
SI
SI
valore reale (ms)
234
TABELLA
DI PRESTAZIONE
BD PER MT 60 - MT 100 - MT 250
BDHP PER MTHP 100 - MTHP 250
SD
SDA
500
500
500
500
50/60
50/60
50/60
50/60
230/400
230/400
230/400
400
2P (2)
2P (4)
2P (2-3)
—
3P (3,5)
3P (6)
—
—
4P (3,5)
4P (6)
4P (3-4)
4P (4-5)
170 ÷ 440
170 ÷ 440
2P = 100 ÷ 253 / 4P = 170 ÷ 440
—
Icn dell’interruttore associato
Icn dell’interruttore associato
Dipendente da dispositivo associato
Dipendente da dispositivo associato
Ics dell’interruttore associato
Ics dell’interruttore associato
Vedi caratteristiche tecniche
Vedi caratteristiche tecniche
I∆m = Icn1 dell’interruttore associato
I∆m = Ics dell’interruttore associato
Vedi caratteristiche tecniche
Vedi caratteristiche tecniche
≤ 25
≤ 63 ≤ 125
≤ 63
16
25
40
63
80 100
25
40
dell’interrutore associato
dell’interrutore associato
—
—
10* – 30 – 300 – 500
30 – 100 – 300
10* – 30 – 300 – 500
—
30 – 300 – 500
30 – 100 – 300
10* – 30 – 300
30 – 300
300 – 1000
300
—
—
300 – 500 – 1000 – 3000
—
—
—
0 – 60 – 150
—
—
10.000
10.000
10.000
10.000
300 – 1000
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
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
I∆n
2 I∆n 5 I∆n 500A
≤
300
150
40
40
≤
—
—
—
—
≤
60
40
30
20
≤
—
—
—
—
I∆n
I∆n
63
2 I∆n 5 I∆n 500A
I∆n
2 I∆n 5 I∆n 500A
2 I∆n 5 I∆n 500A
130÷500 60÷200 50÷150 40÷150
130÷500 60÷200 50÷150 40÷150
130÷500 60÷200 50÷150 40÷150
—
—
—
—
200÷450 80÷170 60÷130 50÷130
200÷450 80÷170 60÷130 50÷130
200÷450 80÷170 60÷130 50÷130
—
—
—
—
30
30
30
-
SI
SI
SI
SI
* Disponibile solo per In ≤ 25A
235
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
POTENZE DISSIPATE - INTERRUTTORI DIFFERENZIALI
TAB. 9.23 - POTENZA
In (A)
DISSIPATA
MDC 30 mA
10
6
CLASSE
A-AC/300 mA
16
CLASSE
A-AC
20
25
32
Polo
N
Polo
N
Polo
N
Polo
N
Polo
N
Polo
N
R (mΩ)
29,5
2,6
20,6
2,6
8,9
2,6
6,8
2,6
4,6
2,6
3,6
2,6
P (W)
1,06
0,09
2,06
0,26
2,28
0,67
2,72
1,04
2,88
1,63
3,67
2,66
TAB. 9.24 - POTENZA
CORRENTE
DISSIPATA PER POLO
NOMINALE DEL MAGNETOTERMICO
(W)
MT/MTHP ASSOCIATO (A)
1
2
3
4
6
10
16
20
25
32
40
50
63
80
100
125
Differenziale
2P
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
-
-
-
componibile BD
3P-4P
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
Diff. componibile BDHP 3P-4P
TAB. 9.25 - COORDINAMENTO
le
SERIE
TRA INTERRUTTORI MAGNETOTERMICI E DIFFERENZIALI PURI SERIE
SD - AC
2P
In
16
25
40
4P
63
80
100
90 - TENUTA
AL CORTO CIRCUITO
SD - A
25
40
SD - AS
2P
63
80
16
25
40
4P
63
80
100
16
25
40
2P
63
80
40
SDA - A
4P
63
80
40
63
4P
80
25
MTC 45
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
MTC 60
6
6
6
6
6
40
63
MT 60
6
6
6
6
6
6
6
MT100
10
10
10
10
10
10
10
MT 250
6 - 20
25
32 - 40
50 - 63
25
25
25
20
25
15
25
MTHP 250
236
25
20
25
12,5
10
MTHP 100
25
25
25
10
25
20
15
25
12,5
10
25
15
25
10
25
15
12,5
10
25
12,5
10
25
10
25
CURVE DELL’ENERGIA SPECIFICA PASSANTE - INTERRUTTORI MODULARI
MTC
45 MDC
VERSIONI
- 230/400V e 2P
MDC 45
- VERSIONI
1P, 453P, 4P
- 230/400V1P,3P,4P
e 2P - 400V
MDC 45
- VERSIONI
1P+N,
- 230V
MTC
45 MDC
45-2P
VERSIONI
1P+N e 2P - 230V
2
2
I t (A s)
2
2
I t (A s)
6
10
6
10
32
5
10
25
32
25
5
10
20
16
10
6
4
10
20
16
10
6
4
10
3
10
3
10
2
10
500
1.000
4.500
10.000
500
100.000 Icc (A)
4.500
10.000
100.000 Icc (A)
MTC 60 MDC 60 VERSIONI 1P,3P,4P 230/400V e 2P
MDC 60 - VERSIONI 1P, 3P, 4P - 230/400V e 2P - 400V
MDC 60
- VERSIONI
1P+N,2P
- 230V
MTC
60 MDC
60- VERSIONI
1P+N e 2P - 230V
2
1.000
2
2
2
I t (A s)
I t (A s)
I
6
10
6
10
32
25
5
10
32
25
5
10
20
16
10
6
4
10
20
16
10
6
4
10
3
10
3
10
2
10
500
1.000
100.000 Icc (A)
6.000 10.000
500
1.000
6.000 10.000
100.000 Icc (A)
MDC 100
- VERSIONI
1P+N,
2PVERSIONI
- 230V
MTC
100 MDC
1001P+N e 2P - 230V
2
2
I t (A s)
6
10
5
32
25
4
20
16
10
6
10
10
3
10
2
10
500
1.000
10.000
100.000 Icc (A)
237
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
Scatolati serie MTS
Gli interruttori della seria MTS sono predisposti per il montaggio abbinato con sganciatori
differenziali. Gli interruttori automatici differenziali che ne derivano garantiscono, oltre alla
protezione contro i sovraccarichi e cortocircuiti tipica degli interruttori automatici, anche quella
contro le correnti di guasto verso terra. Gli sganciatori differenziali possono essere montati
anche 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 sola
corrente di guasto a terra, trovano generalmente applicazione come sezionatori principali nei
quadri di distribuzione rivolti alle utenze finali.
Gli sganciatori differenziali sono realizzati in conformità alla normative: IEC 947-2 appendice
B, IEC 255-3 e IEC 1000.
Sganciatori
differenziali elettronici
Per gli interruttori MTS 160 ed MTS 250 sono disponibili sganciatori per il montaggio
affiancato all’interruttore o per il montaggio in posizione sottoposta. Questi sganciatori,
realizzati con tecnologia elettronica analogica, agiscono direttamente sull’interruttore mediante
un solenoide di apertura che viene alloggiato nell’apposita cava ricavata nella zona del terzo
polo. Non è necessaria alcuna alimentazione ausiliaria perché vengono alimentati direttamente
dalla rete e la loro funzionalità è garantita anche con una sola fase in tensione e/o in presenza
di correnti unidirezionali pulsanti con componenti continue. Le condizioni di funzionamento
dell’apparecchio possono essere controllate tramite un pulsante di prova del circuito elettronico,
nonché un indicatore di intervento differenziale.
Sganciatore differenziale affiancato all’interruttore
Questo 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 e
viene fornito anche di un frontale per l’interruttore (altezza 45 mm).
● Fig. 9.17
MTS 160 - MTS 250
Montaggio affiancato
238
Sganciatori differenziali sottoposto
Sganciatore 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 e
viene fornito anche di un frontale per l’interruttore (altezza 45 mm). Sugli interruttori possono
essere montati altri tipi di terminali, in particolare:
MTS 160: terminali posteriori filettati; MTS 250: terminali anteriori per cavi, terminali anteriori
prolungati, terminali posteriori per cavi.
● Fig. 9.18
MTS 160 - MTS 250
Montaggio sottoposto
239
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
TAB. 9.26 - CARATTERISTICHE
SGANCIATORE DIFFERENZIALE
Tecnologia
Azione
Tensione primaria di funzionamento
Frequenza di funzionamento
Campo di funzionamento del test
Corrente nominale di impiego
Soglie di intervento I∆n
Tolleranza per I∆n
Tempi di intervento
Tolleranza sui tempi di intervento
Segnalazione di intervento
Autoalimentazione
Ingresso per apertura a distanza
Indicazione di preallarme al 50%
Tipo AC solo per corrente alternata
Tipo A per corrente alternata pulsante
Bassa sensibilità
Alta sensibilità
Montaggio sottoposto all’interruttore
Montaggio affiancato all’interruttore
Dimensioni (L x H x P)
Potenza dissipata per apparecchio
(V)
(Hz)
(V)
(A)
(A)
(%)
(s)
(%)
(mm)
(W)
240
MTS 160
REGOLABILE
elettronica
a solenoide
50...500
50 ÷ 60 Hz ± 10%
50...500
fino a 160
0,03 - 0,1 - 0,3 - 0,5 - 1 - 3
+0, -20
0 - 0,1 - 0,25 - 0,5 - 1 - 1,5
± 20
120 x 120 x 70
4
120 x 120 x 70
6
TAB. 9.27 - CARATTERISTICHE
SGANCIATORE DIFFERENZIALE
Tecnologia
Azione
Tensione 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 intervento
Autoalimentazione
Ingresso per apertura a distanza
Indicazione di preallarme al 50%
Tipo AC solo per corrente alternata
Tipo A per corrente alternata, pulsante
Bassa sensibilità
Alta sensibilità
Montaggio sottoposto all’interruttore
Montaggio affiancato all’interruttore
Dimensioni (L x H x P)
(mm)
Potenza dissipata per apparecchio
(W)
TECNICHE SGANCIATORE DIFFERENZIALE PER
ISTANTANEO
elettronica
a solenoide
220...500
50 ÷ 60 Hz ± 10%
220...500
fino a 160
0,03 - 0,1 - 0,3
+0, -25
istantaneo
TECNICHE SGANCIATORE DIFFERENZIALE PER
MTS 250
ISTANTANEO
elettronica
a solenoide
220...500
50 ÷ 60 Hz ± 10%
220...500
fino a 250
0,03 - 0,1 - 0,3
+0, -25
istantaneo
REGOLABILE
elettronica
a solenoide
50...500
50 ÷ 60 Hz ± 10%
50...500
fino a 250
0,03 - 0,1 - 0,3 - 0,5 - 1 - 3
+0, -20
0 - 0,1 - 0,25 - 0,5 - 1 - 1,5
± 20
140 x 170 x 108
4
140 x 170 x 108
6
Relé differenziale
da quadro
● Fig. 9.19
Gli interruttori MTS, a partire dalla grandezza 400 A, possono essere abbinati al relè
differenziale da quadro con toroide separato e soddisfano esigenze con soglie di intervento
fino 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 in
catene selettive parziali (amperometrica) o totali (cronometrica), sia per applicazioni ad alta
sensibilità (a sensibilità fisiologica) per realizzare la protezione delle persone contro i contatti
diretti.
Il relé è del tipo ad azione indiretta e
agisce sul meccanismo di sgancio
dell’interruttore tramite lo sganciatore
di apertura dell’interruttore; il relé
inoltre interviene in caso di caduta
della tensione di alimentazione
ausiliaria (l’intervento avviene dopo
un tempo minimo di 100 ms o dopo il
tempo impostato più 100 ms). Infine si
segnala che il relé è idoneo
all’impiego sia in presenza di correnti
di terra solo alternate (Tipo AC), sia con corrente alternata e/o pulsante con componenti
continue (Tipo A); inoltre è idoneo a realizzare la selettività differenziale.
TAB. 9.28 - RELÈ
Tensione di alimentazione
AC (V)
DC (V)
(Hz)
Frequenza di funzionamento
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 Idn
Gamma 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 Idn
Trasformatore 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)
Foratura per montaggio su porta
Potenza dissipata
(mm)
(mm)
(W)
DIFFERENZIALE DA QUADRO
80÷500
48÷125
50 ÷ 60 Hz ± 10%
0,03 - 0,05 - 0,1 - 0,3 - 0,5
1 - 3 - 5 - 10 - 30
0 - 0,1 - 0,2 - 0,3 - 0,5 - 0,7 - 1 - 2 - 3 - 5
25 ÷ 75% x Idn
0,03 ÷ 30
0,03 ÷ 30
0,1 ÷ 30
0,3 ÷ 30
0,3 ÷ 30
1 ÷ 30
Led giallo lampeggiante
1 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 attorcigliati
Lunghezza massima 5m
96 x 96 x 131,5
92 x 92
5
241
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
COORDINAMENTO
DELLE PROTEZIONI
I dispositivi di protezione contro il sovraccarico ed il cortocircuito devono avere un potere
d’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 di
interruzione inferiore a condizione che a monte vi sia un altro interruttore avente il necessario
potere di interruzione. In questo caso le caratteristiche dei due interruttori devono essere
coordinate in modo che l’energia specifica passante (I2t) lasciata passare dall’interruttore a
monte non risulti superiore a quella che può essere sopportata senza danno dall’interruttore a
valle 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).
Tabelle di back-up
Nella Tab. di back-up 9.29 vengono pertanto riportate le possibilità di protezione di sostegno
con i relativi poteri di interruzione riferiti alla tensione nominale Ue = 400 V ~, fra interruttori
GEWISS serie MTC e MT, serie MTHP e scatolati serie MTS, mentre nelle pagine successive
vengono riportate le tabelle di selettività.
● Tab. 9.29
VALORI
Tabella di back-up
IN KA EFF.
400 Vac trifase
Sistema 3F ~ 400 Vac
MT
MONTE
trifase - monte
60
Sistema F/N ~ 230 Vac
VALLE
monofase - valle
10
(EN 60947-2)
230Vac monofase
MTC - 2P
6/25 32/63 6/20
25 32/63
15
12,5
25
20
15
MTS
160
MTSE
250
250
100
250
10
25
16
36
36
65
85
36
65
100
6
10
10
10
15
15
10
10
25
10
10
10
10
10
10
10
10
60
7,5
10
10
10
15
15
10
10
25
10
10
10
10
10
10
10
10
60
10
10
15
12,5
25
20
15
10
25
16
25
25
25
25
25
25
25
36
36
50
50
36
50
50
30
30
30
MT - 2P
250
6/25
30
32/63
25
30
30
30
30
6/20
50
65
65
65
65
25
40
50
50
50
50
32/63
30
100
20
250
50
Abbinamento non idoneo
242
250
45
100
MTHP - 2P
MTHP
100
25
25
25
36
36
36
36
36
36
36
25
25
25
25
25
25
25
50
50
50
50
● Tab. 9.30
VALORI
Tabella di back-up
3F ~ 230V
(EN 60947-2)
MT
MONTE
60
250
MTS
100 250
160
MTSE
250
630
100 200 65
45
6
60
10
10
25
20
40
30
25
20
30
20
20
20
20
20
20
20
20
60
20
25
20
40
30
25
20
30
25
25
25
25
25
25
25
25
6/25
25
25
40
30
25
30
25
50
50
50
50
50
50
50
32/63
20
30
25
25
25
25
25
25
25
25
6/20
40
50
50
50
50
50
50
50
25
30
40
40
40
40
40
40
40
32/63
25
MT
250
20
25
20
30
25
50
65
100 170 65
100 200 65
30
16
16
16
16
16
16
16
16
40
30
25
25
25
25
25
25
25
25
25
30
30
30
30
30
30
30
50
50
50
50
50
50
50
50
65 100 100 65 100 100 65 100 100 65
85 100 100 85 100 100
50
65 100 170 65 100 200 65 100 200 65
85 100 200 85 100 200
65 100 170 65 100 200 65 100 200 65
85 100 200 85 100 200
250
30
20
30
25
25
50
65
100
100 170
100 200
100 200
100 200
100 200
170
170
200
200
200
200
65 100 200 65 100 200 65
65
630
MTS/E
85 100 200 85 100 200
100
100 200
100 200
100 200
100 200
200
200
200
200
200
65
65 100 200 65
100
100 200
100 200
100 200
200
200
200
200
65
65
85 100 200 85 100 200
85 100 200 85 100 200
85 100 200 85 100 200
85
800
100 200
30
30
250
85
25
20
250
1600
85 100 200
30
20
MTS
MTSE
800
25
100
160
MTSE
MTS/E
250
6/25 32/63 6/20 25 32/63
20
25 20 40 30 25
10 25 20 40 30 25 20
100
MTHP
100
10
VALLE
MTC
IN KA EFF.
MTHP
100
100 200
100 200
200
200
200
Abbinamento non idoneo
● Tab. 9.31
VALORI
Tabella di back-up
3F ~ 400V
(EN 60947-2)
MT
MONTE
60
VALLE
MTC
45
100
MTS
100 250
6/25 32/63 6/20 25 32/63
10
10
15 12,5 25 20 15
10 15 12,5 25 20 15 10
160
MTSE
250
MTS/E
250
630
25
16
36
36
65
85
36
65 100 36
10
6
6
6
6
6
6
6
6
MTSE
800
1600
65 100 36
50
65 100
50
65 100
6
10
15 12,5 25
20
15
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
60
10
10
15 12,5 25
20
15
10
25
16
20
16
16
16
16
16
16
15
20
15
25
16
25
25
25
25
20
20
20
15
25
16
25
25
25
25
20
20
20
20
15
25
36
30
30
30
30
30
30
20
15
25
25
25
25
25
25
25
25
15
25
16
20
20
20
20
20
20
20
16
16
16
16
16
16
16
16
25
25
25
25
25
25
25
36
36
40
50
25
36
40
20
20
20
20
20
20
20
40
40
40
36
36
65
85
36
65 100 36
65
65
36
50
65
65
40
40
40
36
65
85
36
65 100 36
65
65
36
50
65
65
40
40
40
65
85
65 100
65 100
65 100
65
85
85
100
100
100
MT
250
6/25
15
32/63
12,5
6/20
25
25
20
32/63
15
25
12,5
25
100
10
10
25
250
25
10
25
160
MTS
16
36
36
250
65
85
250
65
65
65 100
100
100
36
630
MTS/E
36
36
40
65 100
65 100
65
100
100
65
36
36
50
50
65
85
65 100
65 100
100
100
100
50
85
65 100 40
65
65
65
36
800
16
65 100 36
36
MTSE
250
60
100
MTHP
4,5
IN KA EFF.
MTHP
36
40
85
100
40
40
65
40
85
100
50
65
65
40
40
50
50
65
85
50
65
65
65
65 100
100
100
65
85
100
Abbinamento non idoneo
243
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
Tabelle di selettività
Per una corretta lettura delle tabelle riportate nelle pagine che seguono, occorre tenere
presente:
1) La selettività è espressa in kA alla tensione di 400-415 V c.a. secondo la Icu delle Norme
IEC 947-2.
2) Le tabelle sono elaborate sotto le seguenti condizioni:
I1 = 1· Ith
I1 = 1· ln
I1 = 1· In
t1 = curva D
A – SGANCIATORI MAGNETOTERMICI
B – SGANCIATORI SEP/A
C – SGANCIATORI SEP/B
I3 = 10 · Ith
I3 = 12 · In
I3 = 12 · In
I3 = OFF
a valle I2 = OFF
a monte I2 = 10. In
t2 = curva D
3) Negli sganciatori a microprocessore SEP/A e SEP/B le regolazioni amperometriche e
cronometriche delle funzioni L, S, I sono molteplici, pertanto risulta impossibile condensare in
una 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 estende
per condizioni di cortocircuito. In caso di sovraccarico è necessario verificare la selettività
con il reale profilo di correnti di carico, tramite le curve tempo-corrente.
● Tab. 9.32
Scelta dei dispositivi
di manovra e protezione
Elenco tabelle
di selettività
244
A MONTE
A VALLE
MTC 45
MTC 60
MT 60
MT 100
MTHP100
MTS 160
MT 250
MTHP 250
MTS 250
MTSE 250
MTS 630
MTSE 630
MTS 800
MTSE 800
PAGINA
MTHP
100
MTHP
250
MTS
160
MTS
250
MTSE
250
MTS
630
MTSE
630
MTS
800
MTSE
800
MTSE
1600
209
209
210
210
210
211
211
211
211
212
● Tab. 9.33
Tabella di selettività
valle
monte
In
80
Im
MTHP 100 e MTHP 250
MTC 45
MTC 60
MT 60
MT 60
MT 100
MT 100
MT 250
6
10
16
20
25
32
6
10
16
20
25
32
1
2
3
4
6
10
16
20
25
32
40
50
63
6
10
16
20
25
32
40
6
10
16
20
25
32
40
63
6
10
16
20
25
32
40
63
6
10
16
20
25
32
40
50
63
C
T
T
4
3
3
C
T
T
4
3
3
B/C
T
T
T
T
T
T
4
3
3
100
C
T
T
T
4
3
3
T
T
T
4
3
3
T
T
T
T
T
T
T
4
3
3
MTHP 100
125
63
T
T
T
T
4
3
T
T
T
T
4
3
T
T
T
T
T
T
T
T
4
3
T
T
4,5
3,5
80
D
T
T
4,5
3,5
3,5
T
T
4,5
3,5
T
T
4,5
3,5
3,5
T
T
T
T
T
T
4,5
3,5
T
T
T
T
T
T
T
3,5
3,5
MTHP 250
32
40
C
1,5
2
1
1,5
1
100
20
25
50
63
T
T
T
T
4,5
3,5
T
T
T
T
4,5
3,5
T
T
T
T
T
T
T
T
4,5
3,5
0,5
1
0,5
3
2
1,5
4,5
2,5
2
1,5
1
0,5
4,5
2,5
2
1,5
1
0,5
T
T
T
T
4,5
2,5
2
1,5
1
0,5
0,5
1
0,5
1,5
1
2
1,5
1
3
2
1,5
T
T
1,5
1
0,5
T
T
2
1,5
1
0,5
T
T
3
2
1,5
1
T
T
6
3
2
1,5
1
T
T
T
6
3
2
1,5
T
T
T
T
4,5
3,5
3
T
T
T
T
4,5
3,5
0,5
1
0,5
1,5
1
2
1,5
1
3
2
1,5
4,5
2
1,5
1
0,5
0,5
1
0,5
1,5
1
2
1,5
1
3
2
1,5
4,5
2,5
2
1,5
1
0,5
T
T
4
3
T
T
T
4
3
3
T
T
T
4,5
3
4
T
T
4,5
3
T
T
4,5
3,5
3
3
T
T
4
3
3
T
T
T
4
3
3
T
T
T
T
4
3
T
T
4,5
3,5
T
T
T
3,5
3,5
T
T
T
4
3
3
T
T
T
4,5
3
3
T
T
4,5
3
T
T
4,5
3,5
3
3
T
T
T
T
4,5
3,5
3
0,5
1
0,5
1,5
1
2
1,5
1
3
2
1,5
D
T
T
4
3
4,5
2
1,5
1
0,5
T
T
T
4
3
3
T
T
T
T
4
3
T
T
4,5
3,5
T
T
T
3,5
3,5
T
T
T
T
4,5
3,5
0,5
1
0,5
1,5
1
2
1,5
1
3
2
1,5
C
T
T
4
3
3
4,5
2,5
2
1,5
1
0,5
D
C
245
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
TAB. 9.34 - TABELLA
valle
monte
In
Im
MTC 45
MTC 60
MT 60
MT 60
MT 100
MT 100
MT 250
MTHP 100
MTHP 100
MTHP 250
MTS 160
246
6
10
16
20
25
32
6
10
16
20
25
32
1
2
3
4
6
10
16
20
25
32
40
50
63
6
10
16
20
25
32
40
6
10
16
20
25
32
40
50
63
6
10
16
20
25
32
40
6
10
16
20
25
32
40
50
63
80
100
125
63
80
100
20
25
32
40
50
63
16
20
25
32
40
50
63
80
100
125
160
MTS 160
50
500
5,5
3
3
2,5
DI SELETTIVITÀ
16
500
5,5
20
500
5,5
25
500
5,5
3
32
500
5,5
3
40
500
5,5
3
3
5,5
5,5
5,3
3
5,5
3
5,5
3
3
5,5
3
3
2,5
T
5
4,5
3,5
3,5
T
T
T
T
5,5
T
T
T
T
5,5
T
T
T
T
5,5
3
T
T
T
T
5,5
3
T
T
T
T
5,5
3
3
T
T
T
T
5,5
3
3
2,5
T
T
T
T
T
5,5
4,5
3,5
3,5
5,5
5,5
5,3
3
5,5
3
5,5
3
2
5,5
3
2
2
T
5,5
3
3
2,5
T
7
5
4,5
4
4
5,5
5,5
5,5
3
5,5
3
5,5
3
3
5,5
3
3
2,5
T
5,5
4,5
3,5
3,5
T
8,5
7,5
5,5
5,5
4,5
5,5
5,5
5,5
3
5,5
3
5,5
3
2
5,5
3
2
2
T
5,5
3
3
2,5
T
7
5
4,5
4
4
5,5
5,5
5,5
3
5,5
3
5,5
3
3
5,5
3
3
2,5
T
5,5
4,5
3,5
3,5
T
8,5
7,5
5,5
5,5
4,5
C
C
B/C
D
C
D
C
63
630
T
5
4,5
3,5
3,5
80
800
T
T
T
5,5
5,5
4,5
T
T
T
5,5
5,5
4,5
T
T
T
T
T
8,5
7,5
5,5
5,5
4,5
MTS 160, MTS 250
100 125 160
1000 1250 1600
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
5,5
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
5,5
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
7,5
T
T
7,5
T
T
7
T
T
7
T
T
6
T
T
T
T
T
T
T
T
8
T
T
6,5
T
T
6
8
T
6
8
T
5
8
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
7,5
T
T
7,5
T
T
7
T
T
7
T
T
6
T
T
T
T
T
T
T
T
8
T
T
6,5
8
T
6
8
T
6
8
T
5
8
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
7,5
T
T
7,5
T
T
7
T
T
7
T
T
6
T
T
6
E
MTSE 250
32
500
5,5
3
50
500
5,5
3
3
2,5
80
800
T
T
T
5,5
5,5
4,5
T
T
T
5,5
5,5
4,5
T
T
T
T
T
8,5
7,5
5,5
5,5
4,5
5,5
3
5,5
3
3
2,5
T
T
T
T
5,5
3
T
T
T
T
5,5
3
3
2,5
5,5
3
5,5
3
2
2
T
8,5
5
4,5
4
4
5,5
3
5,5
3
3
2,5
T
8,5
7,5
5,5
5,5
4,5
5,5
3
5,5
3
2
2
T
8,5
5
4,5
4
4
5,5
3
5,5
3
3
2,5
T
8,5
7,5
5,5
5,5
4,5
C
6
7,5
6
T
T
T
T
6
T
T
T
T
T
T
D
5,5
C
500
500
500
500
500
500
630
800
1000
1250
1600
5,5
T
3,5
T
5,5
4,5
T
7,5
7
7
2,5
5,5
5
4,5
MTS 250
100 125 160 200 250
1000 1250 1600 2000 2500
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
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
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
8
T
T
T
T
8
T
T
T
T
7
T
T
T
T
7
T
T
6
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
8
T
T
6,5
T
T
T
T
6
9,5
T
T
T
6
9,5
T
T
T
5
8
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
8
T
T
T
T
8
T
T
T
T
7
T
T
T
7
T
T
T
T
6
10
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
8
T
T
T
T
6,5
T
T
T
9,5
6
T
T
T
9,5
6
T
T
T
8
5
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
8
T
T
T
T
8
T
T
T
T
7
T
T
T
T
7
T
T
T
T
6
T
T
T
T
T
10
9,5
T
T
8
8
7
7
T
T
T
T
6
9,5
T
9,5
T
T
T
T
T
T
T
10
T
T
T
T
T
T
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
T
T
T
T
T
T
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
100
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
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
6
8
8
8
8
8
8
8
MTSE 250
160 250
OFF 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
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
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
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
T
T
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
7
7
7
7
7
7
TAB. 9.35 - TABELLA
monte
MTS 630, MTSE 630, MTS 800
E
MTSE 800
MTS 800
MTSE 630
MTSE 800
320
400
500
320
400
630
630
800
630
800
Im
3200
4000
5000
OFF
OFF
OFF
6300
8000
OFF
OFF
C
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
In
valle
DI SELETTIVITÀ
MTS 630
MTC 45
6 ÷ 32
MTC 60
6 ÷ 32
C
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
MT 60
1 ÷ 63
B/C
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
MT 60
6 ÷ 40
D
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
MT 100
6 ÷ 63
C
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
MT 100
6 ÷ 40
D
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
MT 250
6 ÷ 63
C
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
MTHP 100
80 ÷ 125
C
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
MTHP 100
63 ÷ 100
D
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
MTHP 250
20 ÷ 63
C
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
MTS 160
MTS 250
MTSE 250
MTS 630
MTSE 630
16
500
30
30
30
30
30
30
T
T
T
T
20
500
30
30
30
30
30
30
T
T
T
T
25
500
30
30
30
30
30
30
T
T
T
T
32
500
30
30
30
30
30
30
T
T
T
T
40
500
30
30
30
30
30
30
T
T
T
T
50
500
30
30
30
30
30
30
T
T
T
T
63
630
30
30
30
30
30
30
T
T
T
T
80
800
30
30
30
30
30
30
T
T
T
T
100
1000
24
24
24
24
24
24
T
T
T
T
125
1250
24
24
24
24
24
24
T
T
T
T
160
1600
24
24
24
24
24
24
T
T
T
T
32
500
12
12
12
12
12
12
25
30
25
30
50
500
12
12
12
12
12
12
25
30
25
30
80
800
12
12
12
12
12
12
25
30
25
30
100
1000
12
12
12
12
12
12
25
30
25
30
125
1250
12
12
12
12
12
12
25
30
25
30
160
1600
12
12
12
12
12
12
25
30
25
30
200
2000
12
12
12
12
12
12
25
30
25
30
250
2500
12
12
25
30
25
30
100
1200
11
11
11
160
1900
11
11
250
3000
11
320
400
500
5000
320
11
11
11
20
25
20
25
11
11
11
11
20
25
20
25
11
11
11
11
20
25
20
25
3200
15
20
15
20
4000
15
20
15
20
3800
15
20
15
20
400
4800
15
20
15
20
630
7500
247
SCELTA
DEI DISPOSITIVI DI MANOVRA E PROTEZIONE
● Tab. 9.36
monte
Tabella di selettività
MTSE 1600
MTSE 1600
In
valle
Im
1000
1250
1600
OFF
OFF
OFF
SERIE 90
1 ÷ 125
B-C-D
T
T
T
MTS 160
16 ÷ 160
500 ÷ 1600
T
T
T
MTS 250
32 ÷ 250
500 ÷ 2500
T
T
T
N
T
T
T
H
50
50
50
L
50
50
50
N
T
T
T
H
50
50
50
L
50
50
50
N
T
T
T
H
50
50
50
L
50
50
50
N
T
T
T
S
40
40
40
H
40
40
40
L
40
40
40
N
T
T
T
S
40
40
40
H
40
40
40
L
40
40
40
MTSE 250
MTS 630
MTSE 630
MTS 800
MTSE 800
160 ÷ 250 1200 ÷ 3000
320 ÷ 500 3200 ÷ 5000
320 ÷ 630 3800 ÷ 7500
630 ÷ 800 6300 ÷ 8000
630 ÷ 800 6300 ÷ 8000
Selettività differenziale
È un sistema di selettività che può tornare molto utile quando in un impianto elettrico sono
installati apparecchi le cui correnti verso terra superano i valori nominali (presenza di filtri di
ingresso) oppure l’impianto risulta molto vasto, con un grande numero di utilizzatori. In questi
casi per evitare spiacevoli disservizi, conviene installare al posto di in unico interruttore
differenziale, diversi interruttori differenziali sulle partenze principali con a monte un
interruttore 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 eventuale
mancanza di energia elettrica è necessario ricorrere ad un coordinamento selettivo fra due o
più dispositivi differenziali posti in serie. Per garantire la selettività fra due componenti differenziali posti in serie, occorre attenersi alle seguenti prescrizioni:
1) la corrente nominale di intervento del dispositivo a monte deve essere almeno il doppio di
quello dell’interruttore a valle I∆n A > 2 I∆n B. Questa condizione tiene conto della tolleranza
ammessa dalle norme, infatti un dispositivo differenziale con soglia di intervento di 30 mA
non 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, mentre
interverrà 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 interruzione
del 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 anche
con un interruttore tipo S (ritardato) a monte con a valle degli interruttore del tipo generale come
indicato nelle figure seguenti.
248
Quelli ad uso domestico non hanno normalmente possibilità di regolazione, ma è possibile
ottenere ugualmente la selettività impiegando un interruttore di tipo S (ritardato) con a valle un
interruttore differenziale del tipo generale con una corrente nominale non superiore ad un terzo
di quella dell’interruttore di tipo S.
● Fig. 9.20
Coordinamento selettivo tra
Per ottenere la selettività amperometrica tra l’intervento a
valle (istantaneo) e quello a monte (selettivo) è necessario
Quadro generale
che la corrente nominale differenziale I∆n dell’interruttore
In = 80 A
differenziali istantenei e
selettivo sia almeno di valore triplo rispetto a quella
selettivi
dell’interrutore istantaneo. Per ottenere la selettività in
sovraccarico occorre che la corrente nominale
I∆n = 1000 mA
tipo S
Id S
dell’interruttore a monte sia almeno doppio di quello
dell’interruttore a valle.
La selettività realizzata disponendo a monte interruttori a
bassa sensibilità e a valle a sensibilità più elevata è da
In = 32 A
In = 32 A
considerarsi parziale in quanto le correnti di dispersione
verso terra non sono controllabili e nella quasi totalità dei
casi eccedono la soglia di intervento dell’interruttore a
monte.
Id
I∆n = 30 mA
Id
I∆n = 300 mA
Quadro di zona 2
Quadro di zona 1
● Fig. 9.21
Curve di intervento
1000 (AC)
500 (A e AC)
30 (A e AC)
10 (A e AC)
MDC 60 - MDC 100 BD - BDHP - SD - SDA
300 (A e AC)
1000
differenziale MDC 45 -
t (ms)
1000 (AS)
100
300 (AS)
10
1
1
0
100
1000
10000
I (mA)
In campo industriale il problema si presenta molto più semplice in quanto i dispositivi
differenziali dispongono di soglia di intervento e di tempo regolabile, pertanto il progettista ha
modo di realizzare una completa selettività.
249