Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione

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Dicembre 2006
Gli interruttori ABB nei
quadri di bassa tensione
1SDC007103G0902
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Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
Indice
Introduzione .............................................. 2
1 Il riscaldamento nei quadri
elettrici
1.1
Generalità................................................. 3
1.2
La portata in corrente.............................. 3
1
.3 Verifica delle sovratemperature
mediante prova secondo la
CEI EN 60439-1....................................... 4
1
.4 Verifica delle sovratemperature
mediante estrapolazione.......................... 7
2 Consigli per migliorare la
portata degli interruttori in
quadro
2
.1 Potenza dissipata all’interno
del quadro................................................ 9
2.1.1 Conformazione struttura interna........................... 9
2.1.2 Tipologia di interruttore istallato............................ 9
2.1.3 Sezione dei conduttori interni al quadro............. 11
2.1.4 Percorsi effettuati dalla corrente......................... 15
2
.2 Smaltimento del calore prodotto
all’interno del quadro............................. 16
3 Problematiche relative al
cortocircuito
3
.1 Principali definizioni dei parametri
che caratterizzano il quadro in
condizioni di cortocircuito...................... 39
3.1.1 Prescrizioni generali ed informazioni sulla
tenuta al cortocircuito.......................................... 39
3
.2 Prescrizioni relative ai circuiti
elettrici del quadro................................. 40
3.2.1 Sistemi di sbarre principali.................................. 40
3.2.2 Sbarre e conduttori di distribuzione derivati
dalle sbarre principali.......................................... 41
3
.3 Riduzione delle possibilità e degli
effetti del cortocircuito........................... 42
3.3.1 Distanze minime di ancoraggio dei
conduttori............................................................ 42
3.3.2 Verifica della tenuta al cortocircuito e
limitazione degli interruttori................................. 45
3.3.3 Problematiche relative alle
distanze d’installazione....................................... 46
Appendice A:
Esempio di quadri elettrici realizzati
con interruttori ABB................................................ 48
Appendice B:
Forme di segregazione........................................... 50
2.2.1 Ventilazione del quadro....................................... 16
Appendice C:
Gradi di protezione IP............................................. 51
2.2.2 Superfici laterali e posizionamento
del quadro........................................................... 16
Glossario................................................................ 52
2.2.3 Le segregazioni del quadro................................. 17
2.2.4 Grado di protezione del quadro.......................... 17
2
.3 Smaltimento del calore prodotto
nei terminali .......................................... 17
2.3.1 Problematiche legate alla convezione................. 17
2.3.2 Problematiche legate alla conduzione................ 20
2.3.3 Portata interruttori e sbarre................................. 22
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Introduzione
1 Introduzione
Un quadro elettrico è costituito dall’assieme di più apparecchiature di protezione e manovra raggruppate in uno
o più contenitori adiacenti.
In un quadro si distinguono il contenitore, chiamato dalla
norma involucro (che svolge la funzione di supporto e protezione meccanica dei differenti componenti contenuti), e
l’equipaggiamento elettrico, costituito dagli apparecchi,
dalle connessioni interne e dai terminali di entrata e di
uscita per il collegamento dell’impianto.
Il presente Quaderno Tecnico intende dedicare particolare
attenzione alle apparecchiature contenute nel quadro,
fornendo al lettore le informazioni basilari e indispensabili
per effettuare nel modo più semplice e corretto la scelta
degli interruttori da installare all’interno dei quadri di
bassa tensione, con particolare attenzione alla gamma
di prodotti ABB SACE.
Dopo una breve panoramica sulle principali norme di
2 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
prodotto1 relative a quadri e interruttori, rispettivamente
la CEI EN 60439-1 e la CEI EN 60947-2 che recepiscono
nella loro totalità le corrispondenti norme internazionali
IEC, vengono analizzate le problematiche più importanti
che un quadrista si trova ad affrontare nella realizzazione
di un quadro.
Il Quaderno Tecnico risulta così articolato in tre parti
fondamentali relative alle problematiche legate al riscaldamento nel quadro, alle indicazioni per migliorare
la portata degli interruttori e alle problematiche che si
generano in un quadro a causa del cortocircuito.
La norma di prodotto CEI EN 60439-1 si applica ai quadri di BT, per i quali la tensione
nominale non sia superiore a 1000 V in corrente alternata con frequenza non superiore a
1000 Hz, oppure a 1500 V in corrente continua.
1
La norma di prodotto CEI EN 60947-2 si applica agli interruttori automatici, i cui contatti
principali sono da inserire in circuiti di tensione nominale non sia superiore a 1000 V in
corrente alternata e a 1500 V in corrente continua.
1 Il riscaldamento nei quadri elettrici
Uno dei principali problemi che si incontrano e che
rendono difficile l’identificazione della corretta tipologia
di interruttore da installare all’interno di un quadro è la
determinazione della massima corrente che l’apparecchio
potrà portare continuativamente senza danneggiamenti
o invecchiamenti precoci in relazione alla temperatura
alla quale lavora.
La totale libertà d’azione che ha il quadrista nel realizzare
quadri con componenti diversi per numero, posizione e
dimensione, rende differenti le condizioni d’installazione
di uno stesso interruttore, quindi risulta impossibile determinarne con esattezza la “portata massima in corrente”
che, influenzata appunto dalle particolari condizioni di
lavoro, risulta differente da quella indicata dal costruttore
e riferita a condizioni standard.
1.2La portata in corrente
Analizzeremo ora come il concetto di portata in corrente
è trattato nelle diverse norme, in particolare nella norma
di prodotto relativa agli interruttori ed in quella relativa ai
quadri elettrici di bassa tensione.
Gli interruttori, conformemente a quanto prescritto
dalla Direttiva Europea Bassa Tensione 2006/95/CE
(ex Direttiva CEE 73/23), sono costruiti e sottoposti a
prove secondo la norma di prodotto CEI EN 60947-2
(CEI 17-5) “Apparecchiature a bassa tensione Parte 2:
Interruttori automatici”, identica alla norma internazionale
IEC 60947-2 “Low-voltage switchgear and controlgear
Part 2: Circuit-breakers”.
Per quanto riguarda la verifica della portata in servizio
continuativo, la norma CEI EN 60947-2 precisa le condizioni in cui deve essere effettuata la prova. Riportiamo
qui sotto le più importanti:
- la portata è verificata in aria libera
la norma CEI EN 60947-1 “Apparecchiature a bassa
tensione Parte 1: Regole generali” specifica nel dettaglio
cosa si intende per aria libera:
“Per aria libera, si intende aria nelle condizioni normalmente esistenti all’interno (per interno si intende non
all’interno di quadri o involucri ma all’interno di edifici
o ambienti similari), ragionevolmente priva di correnti e
radiazioni esterne”
non possono quindi esserci radiazioni esterne (per
esempio quelle dovute ai raggi solari - figura1) o correnti
d’aria che non siano dovute al naturale moto convettivo
originato dal riscaldamento (figura.1a)
Fig.1
1 Il riscaldamento nei quadri elettrici
1.1 Generalità
Fig.1a
- la portata è verificata collegando all’interruttore
conduttori con sezione (massima) e lunghezza
(minima) specificate nella norma
questo vuole significare che le condizioni standard sono
riferite anche alla modalità di connessione all’interruttore
- la portata è verificata accertandosi che durante la
prova la sovratemperatura ammessa su diverse
parti dell’interruttore non sia oltrepassata
queste sovratemperature, intese non come temperature assolute, ma come differenza di temperatura, sono
espresse in Kelvin e sono riferite ad una temperatura
dell’aria ambiente pari a 40°C.
Per ovvie ragioni, gli interruttori sono installati generalmente all’interno d’involucri che assolvono diverse
funzioni tra le quali:
- rendere inaccessibili alle persone le connessioni dei
diversi apparecchi (se non a seguito di azioni volontarie);
- fornire un alloggiamento fisico agli interruttori che
permetta una stabilità del posizionamento;
- garantire un’adeguata protezione contro la penetrazione di corpi solidi estranei e contro l’ingresso di sostanze
liquide.
Questi involucri sono chiamati quadri elettrici e rispondono ad una specifica norma di prodotto, la CEI EN
60439-1 (CEI 17-13) “Apparecchiature assiemate di
protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT)
Parte 1: Apparecchiature soggette a prove di tipo (AS) e
apparecchiature parzialmente soggette a prove di tipo
(ANS)”, identica alla norma internazionale IEC 60439-1.
Le condizioni d’installazione all’interno di un quadro elettrico sono però differenti rispetto alle condizioni standard
previste dalla CEI EN 60947-2, sulla base delle quali è
verificata la portata di un interruttore in aria libera.
All’interno del quadro le condizioni intrinseche (cablaggio,
segregazioni, disposizione dei vari apparecchi) costrin-
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
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1 Il riscaldamento nei quadri elettrici
gono l’interruttore a lavorare in condizioni caratterizzate
prevalentemente dai seguenti aspetti:
- non in aria libera, ma con vincoli sulla circolazione
dell’aria
in particolare possiamo avere quadri con forme di segregazione elevata (figura 2) oppure quadri con ventilazione
forzata o quadri climatizzati
Fig.2
- il cablaggio degli interruttori è realizzato con conduttori di sezione e lunghezza stabiliti dal quadrista
- con una temperatura dell’aria intorno all’interruttore
che dipende da come è realizzato il quadro e da
quali apparecchi sono installati nello stesso.
In particolare, il differente grado di protezione e la modalità di posizionamento del quadro nell’ambiente fanno
variare la quantità di calore scambiato verso l’esterno e
conseguentemente anche la temperatura dell’aria all’interno del quadro.
A conclusione di queste considerazioni si vede come le
condizioni che portano il costruttore a definire una portata ininterrotta nominale per il singolo interruttore sono
fondamentalmente diverse dalle condizioni in cui l’interruttore verrà poi utilizzato all’interno di un quadro; risulta
quindi ovvio che la portata degli interruttori determinata
in accordo alla relativa norma di prodotto non può essere
considerata, senza le opportune valutazioni, uguale alla
portata quando questi sono installati in quadro.
Questa concetto è comunque accennato anche nella
norma CEI EN 60947-1 che, nelle prescrizioni relative alla
sovratemperatura, ricorda come nel servizio ordinario le
portate possono essere diverse da quelle riscontrate in
prova, a causa ad esempio delle diverse condizioni di installazione o delle diverse sezioni dei conduttori usati.
Inoltre, anche la norma relativa agli interruttori di bassa
tensione CEI EN 60947-2, nelle condizioni generali di
prova, ricorda che le prove prescritte non escludono la
necessità di effettuare prove aggiuntive sugli interruttori
4 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
quando installati in insiemi, per esempio in accordo con
la CEI EN 60439-1.
1.3Verifica delle sovratemperature mediante
prova (secondo la CEI EN 60439-1)
La norma quadri CEI EN 60439-1 non fa riferimento ai singoli componenti presenti, ma “all’apparecchiatura” intesa
come combinazione di uno o più apparecchi di protezione
e manovra completi di eventuali dispositivi di comando,
misura, protezione e regolazione, montati e cablati con
connessioni elettriche e meccaniche interne.
Con riferimento quindi alla portata in corrente, la norma
quadri prende in considerazione la corrente nominale che
caratterizza il singolo circuito elettrico e non la corrente
nominale dei singoli componenti quali interruttori o conduttori. Secondo la definizione, la corrente nominale di un
circuito è definita dal costruttore del quadro in funzione
dei valori nominali, della disposizione fisica e dell’utilizzazione dei componenti elettrici del circuito.
Questa corrente deve essere sopportata senza che il
riscaldamento delle diverse parti dell’apparecchiatura
superi i limiti specificati quando la prova è effettuata in
conformità alle prescrizioni della norma stessa.
Le modalità di esecuzione della prova di riscaldamento
forniscono due prescrizioni che risultano essere di maggior interesse:
- i circuiti del quadro devono essere provati con una
corrente pari alla corrente nominale moltiplicata per il
fattore di contemporaneità fc, inteso come rapporto tra
il valore massimo della somma, in un momento qualsiasi, delle correnti effettive che passano in tutti i circuiti
principali considerati e la somma delle correnti nominali
degli stessi
Iprova = InC x fc
- se non sono note informazioni dettagliate sui conduttori
esterni che saranno impiegati nel normale esercizio del
quadro, la norma impone delle sezioni dipendenti dalla
corrente nominale dei circuiti.
Per ulteriori prescrizioni su argomenti correlati si rimanda
alle indicazioni fornite dalla norma stessa.
Dalle due prescrizioni precedenti si evince che:
- se esiste un fattore di contemporaneità fc<1 (non tutte
le utenze sono alimentate al 100% della loro corrente
nominale), i circuiti del quadro sono provati ad una corrente inferiore rispetto alla corrente nominale di pieno
carico, comunque la prova deve essere eseguita su
quei circuiti che permettono di riprodurre le condizioni
di sovratemperatura più gravose;
- se il quadro verrà cablato con conduttori di sezione
Con un esempio numerico cerchiamo di illustrare quanto
in precedenza esposto: facciamo riferimento al quadro
rappresentato in figura 3, le cui utenze sono cablate con
gli stessi conduttori con i quali sarà messo in servizio e
per le quali il quadrista indica la corrente nominale dei
circuiti e assegna un fattore di contemporaneità “fc” allo
scomparto del quadro oggetto della prova. In queste condizioni il quadro, o la porzione di quadro, viene provato
“caricando” contemporaneamente tutti i circuiti presenti
con una corrente di prova pari alla corrente nominale
assegnata moltiplicata per “fc”.
hanno validità quando la verifica della temperatura è
condotta mediante prova secondo la prescrizione della
norma stessa.
Tabella 1
Parti di una
apparecchiatura
Componenti incorporati
Per esempio apparecchi convenzionali di protezione e di manovra;
sottoassiemi elettronici come ponti
raddrizzatori e circuiti stampati;
parti di equipaggiamento come
regolatore, alimentatore stabilizzatore di potenza, amplificatore
operazionale.
Terminali per conduttori
esterni isolati
Fig.3
IG
C
I3
Sbarre e conduttori, contatti di
innesto di parti asportabili
o estraibili che si collegano
alle sbarre
B
D
E
I1
I4
I5
I6
I7
I2 = 160A
I3 = 400A
I4 = 250A
I5 = 630A
I6 = 160A
I7 = 400A
fc=0.8
fc=0.8
fc=0.8
fc=0.8
fc=0.8
fc=0.8
Sovratemperatura
(valori o prescrizioni)
In accordo con le relative prescrizioni delle norme di prodotto per
i componenti singoli, o secondo le
istruzioni del costruttore dei componenti, tenendo in considerazione la
temperatura all’interno del quadro.
70K
Un quadro utilizzato o provato nelle
condizioni di installazione può avere
connessioni di tipo, natura e disposizione diverse da quelle utilizzate
per la prova; può quindi risultare
ed essere richiesta o accettata
una sovratemperatura diversa sui
terminali di connessione.
Quando i terminali dei componenti
incorporati sono anche i terminali
per i conduttori esterni isolati, si
deve applicare il limite di sovratemperatura più basso.
I2
A
1 Il riscaldamento nei quadri elettrici
minore rispetto a quelli prescritti dalla norma e utilizzati
nella prova, durante il normale esercizio potrebbero
riscontrarsi valori di sovratemperatura superiori ai valori
massimi ammissibili e riscontrati nella verifica.
I2p= 128A
I3p = 320A
I4p = 200A
I5p = 504A
I6p = 128A
I7p = 320A
Quindi in un quadro la corrente nominale di un circuito
non è quella assegnata, ma è quella che si determina
considerando il fattore di contemporaneità assegnato.
Secondo queste condizioni di prova si determinano i valori di temperatura assoluta TT , espressi in °C, alla quale
lavorano i vari componenti del quadro, e con riferimento
a una temperatura media dell’aria ambiente TA inferiore
o pari a 35 °C, i limiti di sovratemperatura ΔT = (TT - TA)
imposti dalla norma CEI EN 60439-1 non devono essere
superati.
Di seguito, in tabella 1, riportiamo per i vari componenti
del quadro le indicazioni dei valori di sovratemperatura
e i relativi commenti forniti dalla norma CEI EN 60439-1
(aggiornamento dell’appendice A1 del marzo 2005) che
Limitata da:
- resistenza meccanica del materiale conduttore;
- possibili influenze sull’apparecchiatura adiacente;
- limite di temperatura ammissibile
per i materiali isolanti a contatto
con il conduttore;
- influenza della temperatura del
conduttore sugli apparecchi ad
esso connessi;
- per i contatti ad innesto, natura
e trattamento superficiale del
materiale dei contatti.
Supponendo che tutti gli altri criteri
elencati siano soddisfatti, una sovratemperatura massima di 105K
per sbarre e conduttori di rame
nudi non deve essere superata per
garantire la resistenza meccanica
del materiale conduttore.
Organi di comando manuale:
Accessibili dopo apertura del quadro chiuso
di metallo
15K
di materiale isolante
25K
Accessibili solo a quadro aperto
di metallo
40K
di materiale isolante
50K
Involucri e coperture esterne accessibili:
Richiedono di essere toccati in normale servizio
di metallo
30K
di materiale isolante
40K
Non richiedono di essere toccati in normale servizio
di metallo
di materiale isolante
Connessioni particolari del tipo
presa a spina e spina
40K
50K
Determinata dai limiti fissati per i
componenti dell’equipaggiamento
di cui fanno parte
Gli interruttori rientrano nella definizione di componenti
incorporati e dovranno quindi rispondere alle prescrizioni
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
5
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1 Il riscaldamento nei quadri elettrici
delle norme di prodotto. Risulta evidente però che l’interruttore e in particolare alcune sue parti (ad esempio le
parti accessibili e gli organi di manovra) possono anche
essere considerate a tutti gli effetti parte del quadro. In
particolare, questo vale per i terminali a cui vengono
connessi i conduttori esterni isolati, i quali, secondo i
commenti riportati in tabella 1, dovranno rispondere alla
prescrizione più restrittiva tra quelle fornite dalla norma
degli interruttori e dei quadri.
Per esplicitare meglio questo concetto riportiamo in
tabella 2 e in figura 4 le indicazioni relative alla sovratemperatura fornite nella norma CEI EN 60947-2 per l’interruttore inteso come apparecchio singolo in aria libera.
Tabella 2
dell’interruttore una temperatura massima di 120°C, così
per differenza si ottiene che la sovratemperatura massima
ammissibile per i terminali dell’interruttore è pari a 85K.
Nel caso in cui ci si attesti ai terminali dell’interruttore con
cavi isolati in PVC, allora è la temperatura del componente
cavo che determina la massima temperatura ammessa
sui i terminali, che in questo caso è di 70°C. Invece se la
connessione all’interruttore è costituita da sbarre di rame
nudo la cui temperatura massima di lavoro è di 105°C, in
questo caso è la prescrizione per i terminali del componente interruttore che determina la massima temperatura
di lavoro e quindi 85°C.
Nella tabella 3 e in figura 5, come sintesi di quanto detto
in precedenza, riportiamo i limiti di sovratemperatura e di
temperatura massimi ammissibili per le varie parti come
indicato nella norma dei quadri, e le sovratemperature
ammesse per un interruttore installato in quadro rivalutate
con riferimento alla temperatura dell’aria TA = 35°C.
Limite di
sovratemperatura
Limite di
temperatura
(partendo da
TA = 40 °C)
80K
120 °C
parti metalliche
25K
65 °C
Descrizione della parte
parti di materiale isolante
35K
75 °C
Descrizione della parte
Terminali
Tabella 3
Limite di
sovratemperatura
Limite di
temperatura
(partendo da
TA = 35 °C)
Terminali per conduttori
esterni isolati
(CEI EN 60439-1)
70K
105 °C
Terminali (per interruttore
in quadro)
85K
120 °C
Organi per la manovra manuale:
Parti intese ad essere toccate ma non afferrate:
metalliche
40K
80 °C
di materiale isolante
50K
90°C
Parti che non necessitano di essere toccate durante le
normali operazioni:
Organi per la manovra manuale:
metalliche
50K
90°C
di materiale isolante
60K
100°C
Fig.4
Accessibili a quadro chiuso (CEI EN 60439-1)
parti metalliche
15K
50 °C
parti di materiale isolante
25K
60 °C
Accessibili a quadro aperto (per interruttore in quadro)
parti metalliche
30K
65 °C
parti di materiale isolante
40K
75 °C
Parti intese ad essere toccate ma non afferrate: (CEI EN 60439-1)
metalliche
30K
65 °C
di materiale isolante
40K
75°C
Parti accessibili che non necessitano di essere toccate durante le
normali operazioni (CEI EN 60439-1)
metalliche
40K
75°C
di materiale isolante
50K
85°C
Parti non accessibili e che non necessitano di essere toccate durante
le normali operazioni (per interruttore in quadro)
Dalla tabella 2 si vede come per l’interruttore in
aria libera, sui terminali è ammessa una sovratemperatura ΔT=80K; quindi, prendendo come riferimento una temperatura ambiente TA = 40°C, si
deduce che la temperatura massima ammessa sia
TT = (ΔT + TA) = 120°C.
Le prescrizioni per la sovratemperatura riportate nella
norma dei quadri fanno invece riferimento ad una temperatura media dell’aria ambiente TA = 35°C e per i terminali
del quadro per conduttori esterni isolati è ammessa una
sovratemperatura di 70K e quindi una temperatura di
funzionamento di 105°C.
Se l’interruttore è inserito in quadro, deve appunto essere
considerata una temperatura di riferimento di 35°C, e la
tabella 1, con riferimento ai commenti riportati per i componenti incorporati (l’interruttore è un componente del
quadro), permette al costruttore di indicare per i terminali
6 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
metalliche
55K
90°C
di materiale isolante
65K
100°C
Fig.5
Connessione con
cavo isolato PVC
Connessione
con sbarra
mediante estrapolazione
La norma relativa ai quadri elettrici di bassa tensione
prevede per i quadri ANS che la verifica delle sovratemperature possa essere eseguita anche mediante
estrapolazione con specifico rimando alle prescrizioni
date nella norma CEI 17-43 o IEC/TR 60890 “Metodo
per la determinazione delle sovratemperature, mediante estrapolazione, per le apparecchiature assiemate di
protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT)
non di serie (ANS)”.
Il metodo proposto permette di determinare la sovratemperatura dell’aria all’interno dell’involucro ANS senza
ventilazione forzata.
La validità del calcolo è limitata da una serie di ipotesi
iniziali:
- la ripartizione della potenza dissipata all’interno dell’involucro è sostanzialmente uniforme;
- l’apparecchiatura installata è disposta in modo da non
ostacolare, se non in maniera modesta, la circolazione
dell’aria;
- l’apparecchiatura installata è prevista per c.c. o per c.a.
fino a 60 Hz compresi, con la somma delle correnti dei
circuiti di alimentazione non superiore a 3150 A;
- i conduttori che trasportano le correnti elevate e le
parti strutturali sono disposti in modo che le perdite
per correnti parassite siano trascurabili;
- per gli involucri con aperture di ventilazione, la sezione
delle aperture d’uscita dell’aria è almeno 1.1 volte la
sezione delle aperture di entrata;
- non ci sono più di tre diaframmi orizzontali nel quadro
o in uno dei suoi scomparti;
- qualora gli involucri con aperture esterne di ventilazione
siano suddivisi in celle, la superficie delle aperture di
ventilazione in ogni diaframma interno orizzontale deve
essere almeno uguale al 50% della sezione orizzontale
della cella.
Per effettuare un’analisi della sovratemperatura secondo questo metodo, ABB SACE mette a disposizione il
software OTC. Questo modulo di calcolo, partendo dai
dati in ingresso richiesti, fornisce la temperatura dell’aria
alle diverse altezze del quadro, attraverso un’interfaccia
dedicata che appare come nell’immagine di seguito
riportata.
1 Il riscaldamento nei quadri elettrici
1.4Verifica delle sovratemperature
Una volta calcolata la temperatura dell’aria alle diverse
altezze del quadro è possibile verificare se i componenti
che si trovano in quella posizione sono idonei a funzionare a quella temperatura o se devono essere sostituiti
da componenti diversi.
Ai fini di questa valutazione, per quanto riguarda gli interruttori, ABB SACE fornisce un derating della portata in
funzione della temperatura dell’aria intorno all’interruttore:
risulta così possibile valutare se la portata ammessa
per l’interruttore alla temperatura calcolata nel punto
d’installazione dello stesso risulta superiore alla corrente
dell’utenza alimentata.
È doveroso ricordare che, per quanto detto in precedenza, la semplice conoscenza della temperatura dell’aria
intorno all’interruttore non consentirebbe di stabilirne
correttamente la portata; dobbiamo però considerare che
il metodo di calcolo proposto dalla CEI 17-43 è un metodo conservativo che porta a temperature generalmente
superiori a quelle riscontrabili nella realtà.
Si può quindi sostenere che, se si rispettano le dimensioni
minime dei collegamenti consigliati da ABB (vedere tabelle 16 e 17 alla pagina 21), e si calcolano correttamente
le potenze dissipate da tutti i componenti e si integrano
i risultati così ottenuti con l’esperienza del quadrista, è
possibile utilizzare il metodo di calcolo proposto senza
incorrere in errori.
Interfaccia OTC
I dati necessari per determinare la temperatura dell’aria
all’interno del quadro sono:
- le dimensioni geometriche;
- la totale potenza dissipata dagli apparecchi, dalle
sbarre, dai cavi e dalle connessioni;
- il posizionamento del quadro (esposto, separato, coperto su un lato...);
- la presenza e le dimensioni delle aperture di ventilazione;
- il numero di setti orizzontali.
Per l’analisi dei metodi di calcolo proposto si rimanda il
lettore alla consultazione della norma stessa.
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
7
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2 Consigli per migliorare la portata degli
interruttori in quadro
irraggiamento, come schematizzato in figura 7.
Nei quadri con grado di protezione non troppo elevato,
oppure con aperture di ventilazione, parte del calore viene scambiato attraverso una vera e propria circolazione
di aria tra il quadro e l’ambiente esterno.
Fig.7
Fig.6
Conduzione
Interruttore
Aria interna
Calore
Sbarre di connessione
Aria esterna
Calore
Convezione
Interruttore
Calore
Sbarre di connessione
Irraggiamento
Interruttore
Sbarre di connessione
Parete del quadro
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
Per fornire una serie di indicazioni sui metodi da adottare
per migliorare la portata degli interruttori in quadro è necessario, prima di tutto, fare un breve e semplice cenno
alla termodinamica di un quadro elettrico.
Il quadro elettrico può essere considerato una struttura
al cui interno una serie di elementi generano calore, e
capace a sua volta di dissipare calore verso l’esterno.
Il calore che si genera all’interno del quadro interagisce
con il quadro stesso e viene perciò scambiato tra i vari
apparecchi che lo hanno generato (conduzione), con
l’aria all’interno del quadro (convezione) e con le pareti
del quadro stesso (irraggiamento) come schematizzato
in figura 6.
Il quadro a sua volta scambia calore verso l’ambiente
esterno. Questo scambio avviene anch’esso per conduzione (attraverso i cavi collegati al quadro), convezione ed
8 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
Tutti questi fenomeni di circolazione e scambio d’aria
interna ed esterna, unita alla struttura del quadro, influenzano la temperatura in ogni punto del quadro stesso e
di ogni componente in esso installato.
Lo scopo di questo capitolo è quello di analizzare i
principali elementi che concorrono a generare e condizionare la temperatura in un quadro, cercando di fornire
informazioni utili per una loro ottimizzazione al fine di
ridurre la temperatura e quindi ridurre il declassamento
della portata in corrente dell’interruttore.
Tali elementi sono:
- la potenza dissipata all’interno del quadro;
- lo smaltimento del calore prodotto all’interno del quadro;
- lo smaltimento del calore prodotto nei terminali.
2.1Potenza dissipata all’interno del quadro
Fig.8
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
Come noto, una variazione di temperatura può essere
prodotta a causa di una dissipazione di potenza legata
al passaggio di corrente. Si vedranno ora nel dettaglio
gli elementi presenti in un quadro che costituiscono le
principali sorgenti di potenza dissipata e, quindi, di calore
all’interno del quadro e quali accorgimenti devono essere
adottati per ridurre la dissipazione e limitarne gli effetti.
I principali elementi che andremo a considerare sono:
la conformazione della struttura interna, la tipologia di
interruttore installato, la sezione dei conduttori interni al
quadro, ed i percorsi effettuati dalla corrente.
tre i conduttori di un sistema trifase, come in figura 8 (o
tutti e quattro i conduttori nel caso di sistema con neutro),
la sommatoria delle correnti dà luogo ad un’induzione
nulla, mentre se, attorno ad ogni conduttore si forma
una spira (figura 8a), l’induzione totale non è nulla, con
conseguente circolazione di corrente indotta, potenza
dissipata e quindi generazione di calore.
Fig.8a
Nessuna induzione
Induzione di corrente
Materiale ferromagnetico
della segregazione
2.1.1 Conformazione struttura interna
Nei quadri spesso accade che il materiale utilizzato per
realizzare la struttura e le segregazioni sia di tipo ferromagnetico e conduttore.
Se la geometria del sistema è tale da creare un percorso
chiuso che abbraccia i conduttori, si generano perdite
per effetto joule, dovute alle correnti parassite indotte, e
perdite per isteresi, con conseguenti riscaldamenti locali
anche di notevole entità.
Lo stesso fenomeno si manifesta nelle blindosbarre tra
l’involucro e i condotti sbarre.
Terminali
Anche il fissaggio meccanico dei conduttori potrebbe
generare questo inconveniente, è perciò importante impedire la formazione di spire chiuse inserendo ad esempio
setti di separazione o ancoraggio in materiale amagnetico
e/o isolante (vedere figura 9).
Fig.9
Struttura portante in
materiale amagnetico
A puro titolo esemplificativo, per mostrare l’influenza
di questo fenomeno, riportiamo nella tabella 4 il valore
percentuale indicativo che rappresenta la quota parte
delle perdite che si sviluppano nell’involucro, riferito alla
potenza dissipata nei condotti sbarre.
Da questi dati si può osservare come l’aumentare della
corrente nominale, e quindi il numero di sbarre in parallelo
per fase, e la tipologia di materiale utilizzato per realizzare
la segregazione delle sbarre conduttrici possano influenzare in maniera rilevante il riscaldamento.
Per una valutazione delle perdite bisogna anche considerare la geometria della forma della segregazione: infatti,
se una spira di materiale ferromagnetico circonda tutti e
Tabella 4
n°
Fasi
n°
Sbarre in
parallelo
per fase
Sezione
[mm]
In
[A]
Materiale
dell’involucro
(blindosbarre)
Perdite
nell’involucro
% delle perdite
totali nei
condotti sbarre
3
1
100x10
1000
ferromagnetico
35% - 45%
3
3
100x10
3000
ferromagnetico
55% - 65%
3
3
100x10
3000
amagnetico
(alluminio)
15% - 20%
Sbarre
Isolatore
Sbarre di un polo
2.1.2 Tipologia di interruttore istallato
L’interruttore è un elemento del quadro che ovviamente
deve essere preso in considerazione nel computo della
potenza tolale dissipata. Per facilitare questa valutazione,
ABB SACE fornisce le tabelle di seguito riportate relative
rispettivamente a interruttori scatolati serie Tmax (tabella
5) ed a interruttori aperti serie Emax (tabella 6). Come
si può osservare dalle tabelle riportate, la dissipazione
di potenza da parte di uno stesso interruttore varia in
relazione all’esecuzione e alla tipologia di relè di protezione installato.
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
9
��
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
esecuzione fissa ed equipaggiati con sganciatori di tipo
elettronico.
Con riferimento a queste due variabili si può dire che:
- gli interruttori estraibili dissipano potenze superiori
rispetto a quelli in esecuzione fissa;
- gli interruttori equipaggiati con sganciatori termomagnetici dissipano potenze superiori rispetto agli interruttori equipaggiati con sganciatori elettronici.
In situazioni particolarmente gravose dal punto di vista
termico è quindi consigliabile l’utilizzo d’interruttori in
Non si considera differente la dissipazione di un interruttore in versione tripolare rispetto ad una versione tetrapolare, poiché in un normale circuito si ipotizza trascurabile
la corrente che transita nel conduttore di neutro.
Tabella 5
Potenza
dissipata totale
(3/4 poli)
[W]
Relé
TMF
TMD
TMA
MF
MA
PR221
PR222
PR223
In
T11P
T1
[A]
1
1.6
2
2.5
3.2
4
5
6.3
8
10
12.5
16
20
25
32
40
50
63
80
100
125
160
200
250
320
400
500
630
800
10
25
63
100
160
250
320
400
630
800
1000
1250
1600
F
F
1.5
1.8
2
2.1
2.6
3.7
4.3
4.8
7
10.7
15
4.5
5.4
6
6.3
7.8
11.1
12.9
14.4
21
32.1
45
T2
F
4.5
6.3
7.5
7.8
8.7
7.8
8.7
10.5
8.1
9.3
3.3
4.2
5.1
6.9
8.1
11.7
12.9
15.3
18.3
25.5
36
51
1.5
3
10.5
24
51
T3
P
5.1
7.5
8.7
9
10.2
9
10.5
12.3
9.6
10.8
3.9
4.8
6
8.4
9.6
13.8
15
18
21.6
30
44.1
60
T4
F
12.9
14.4
16.8
19.8
23.7
39.6
53.4
P
15.3
17.4
20.4
23.7
28.5
47.4
64.2
1.8
3.6
12
27.2
60
T5
F
P/W
10.8
10.8
11.1
11.1
11.7
12.3
13.8
15.6
18.6
22.2
29.7
41.1
15
17.4
21.6
27
37.2
52.8
5.1
13.2
32.1
52.8
6.9
18
43.8
72
T6
F
P/W
40.8
58.5
86.4
62.7
93
110.1
31.8
49.5
123
53.7
84
160.8
T7 S,H,L
F
W
92
93
117
119
90
96
150
115
125
T7 V
F
W
F
W
15
36
57,9
90
141
231
27
66
105,9
165
258
423
24
60
96
150
234,9
36
90
144
225
351,9
F:fisso W:estraibile P:rimovibile
Tabella 6
Potenza
dissipata totale
(3/4 poli)
[W]
In=630
In=800
In=1000
In=1250
In=1600
In=2000
In=2500
In=3200
In=4000
In=5000
In=6300
X1B-N
F
41
65
102
159
260
W
63
100
157
257
400
X1L
F
50
80
125
196
W
87
140
219
342
E1B-N
E2B-N-S
F
W
F
W
65
96
150
253
95
147
230
378
29
45
70
115
180
53
83
130
215
330
F:fisso W:estraibile P:rimovibile
10 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
E2L
F
105
170
E3N-S-H-V
W
165
265
F
W
22
38
60
85
130
205
330
36
58
90
150
225
350
570
E3L
E4S-H-V
F
W
215
335
330
515
E6H-V
F
W
F
W
235
360
425
660
170
265
415
650
290
445
700
1100
potenza dissipata all’interno del quadro.
Nei quadri di distribuzione primaria la potenza dissipata
dai sistemi di connessione (sbarre/cavi) è in genere compresa tra il 20% ed il 40% della potenza totale dissipata
nel quadro.
La norma CEI 17-43 (IEC/TR 60890) fornisce una serie
di tabelle che indicano, con riferimento alla portata, la
potenza dissipata da cavi e sbarre interne al quadro per
unità di lunghezza.
Tramite queste tabelle (di seguito indicate come tabelle 7
– 8 – 9) è possibile mettere in luce come ad un aumento
di sezione venga a corrispondere una diminuzione della
Si ritiene inoltre utile far osservare come i cavi che entrano nel quadro dall’esterno diano un contributo non
trascurabile alla potenza dissipata, mentre spesso essi
non sono considerati nel calcolo poiché non sono considerati “strettamente” parte del quadro.
Di seguito, tramite un esempio, viene mostrato come il
contributo dei cavi di collegamento sia determinante per
la corretta valutazione della totale potenza dissipata dai
componenti interni al quadro.
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
2.1.3 Sezione dei conduttori interni al quadro
Tabella 7: Corrente di funzionamento e potenze dissipate dei conduttori isolati
Sezione
(Cu)
Temperatura massima ammessa del conduttore 70° C
d
1)
d
d d
Temperatura dell’aria intorno ai conduttori all’interno dell’involucro
35 °C
corrente di funzionamneto
potenze dissipate 2)
corrente di funzionamento
potenze dissipate 2)
corrente di funzionamento
potenze dissipate 2)
corrente di funzionamento
potenze dissipate 2)
55 °C
potenze dissipate 2)
35 °C
corrente di funzionamento
55 °C
potenze dissipate 2)
55 °C
corrente di funzionamento
35 °C
mm2
A
W/m
A
W/m
A
W/m
A
W/m
A
W/m
A
W/m
1.5
2.5
4
12
17
22
2.1
2.5
2.6
8
11
14
0.9
1.1
1.1
12
20
25
2.1
3.5
3.4
8
12
18
0.9
1.3
1.8
12
20
25
2.1
3.5
3.4
8
12
20
0.9
1.3
2.2
6
10
16
28
38
52
2.8
3.0
3.7
18
25
34
1.2
1.3
1.6
32
48
64
3.7
4.8
5.6
23
31
42
1.9
2.0
2.4
32
50
65
3.7
5.2
5.8
25
32
50
2.3
2.1
3.4
25
35
50
85
104
130
6.3
7.5
7.9
55
67
85
2.6
3.1
3.4
85
115
150
6.3
7.9
10.5
65
85
115
3.7
5.0
6.2
70
95
120
161
192
226
8.4
8.7
9.6
105
125
147
3.6
3.7
4.1
175
225
250
9.9
11.9
11.7
149
175
210
7.2
7.2
8.3
150
185
240
275
295
347
11.7
10.9
12.0
167
191
225
4.3
4.6
5.0
275
350
400
11.7
15.4
15.9
239
273
322
8.8
9.4
10.3
300
400
13.2
260
5.6
460
17.5
371
11.4
Conduttori per i circuiti ausiliari
mm2
A
W/m
A
W/m
Diam.
0.12
0.14
2.6
2.9
1.2
1.3
1.7
1.9
0.5
0.6
0.4
-
0.20
0.22
3.2
3.6
1.1
1.3
2.1
2.3
0.5
0.5
0.5
0.30
0.34
4.4
4.7
1.4
1.4
2.9
3.1
0.6
0.6
0.6
0.6
0.50
0.56
6.4
1.8
1.6
4.2
0.8
0.7
0.8
-
0.75
1.00
8.2
9.3
1.9
1.8
5.4
6.1
0.8
0.8
1.0
-
1) Ogni disposizione desiderata con i valori specifici si riferisce a un gruppo di conduttori raggruppati in fascio (6 conduttori caricati al 100%)
2) Lunghezza singola
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
11
��
Tabella 8: Corrente di funzionamento e potenze dissipate dalle sbarre nude, con disposizione verticale, senza connessioni dirette con l’apparecchio
Sezione
(Cu)
Temperatura massima ammessa del conduttore 85° C
Temperatura dell’aria intorno ai conduttori
all’interno dell’involucro: 35°C
potenze dissipate 1)
corrente di
funzionamento
potenze dissipate 1)
corrente di
funzionamento
potenze dissipate 1)
corrente di
funzionamento
potenze dissipate 1)
corrente di
funzionamento
potenze dissipate 1)
corrente di
funzionamento
potenze dissipate 1)
corrente di
funzionamento
potenze dissipate 1)
c.c.; c.a. con 16 2/3 Hz
corrente di
funzionamento
mm2
23.5
29.5
44.5
39.5
59.5
99.1
199
124
149
299
199
399
249
499
299
599
399
799
499
999
1200
50 Hz 60 Hz c.a.
potenze dissipate 1)
mm x mm
12 x 2
15 x 2
15 x 3
20 x 2
20 x 3
20 x 5
20 x 10
25 x 5
30 x 5
30 x 10
40 x 5
40 x 10
50 x 5
50 x 10
60 x 5
60 x 10
80 x 5
80 x 10
100 x 5
100 x 10
120 x 10
c.c.; c.a. con 16 2/3 Hz
corrente di
funzionamento
50 Hz 60 Hz c.a.
Temperatura dell’aria intorno ai conduttori
all’interno dell’involucro: 55°C
A*
144
170
215
215
271
364
568
435
504
762
641
951
775
1133
915
1310
1170
1649
1436
1982
2314
W/m
19.5
21.7
23.1
26.1
27.6
29.9
36.9
34.1
38.4
44.4
47.0
52.7
55.7
60.9
64.1
68.5
80.7
85.0
100.1
101.7
115.5
A**
242
282
375
351
463
665
1097
779
894
1410
1112
1716
1322
2008
1530
2288
1929
2806
2301
3298
3804
W/m
27.5
29.9
35.2
34.8
40.2
49.8
69.2
55.4
60.6
77.9
72.5
88.9
82.9
102.9
94.2
116.2
116.4
138.7
137.0
164.2
187.3
A*
144
170
215
215
271
364
569
435
505
770
644
968
782
1164
926
1357
1200
1742
1476
2128
2514
W/m
19.5
21.7
23.1
26.1
27.6
29.9
36.7
34.1
38.2
44.8
47.0
52.6
55.4
61.4
64.7
69.5
80.8
85.1
98.7
102.6
115.9
A**
242
282
375
354
463
668
1107
78
899
1436
1128
1796
1357
2141
1583
2487
2035
3165
2407
3844
4509
W/m
27.5
29.9
35.2
35.4
40.2
50.3
69.6
55.6
60.7
77.8
72.3
90.5
83.4
103.8
94.6
117.8
116.1
140.4
121.2
169.9
189.9
A*
105
124
157
157
198
266
414
317
368
556
468
694
566
826
667
955
858
1203
1048
1445
1688
W/m
10.4
11.6
12.3
13.9
14.7
16.0
19.6
18.1
20.5
27.7
25.0
28.1
29.7
32.3
34.1
36.4
42.9
45.3
53.3
54.0
61.5
A**
177
206
274
256
338
485
800
568
652
1028
811
1251
964
1465
1116
1668
1407
2047
1678
2406
2774
W/m
14.7
16.0
18.8
18.5
21.4
26.5
36.8
29.5
32.3
41.4
38.5
47.3
44.1
54.8
50.1
62.0
61.9
73.8
72.9
84.4
99.6
A*
105
124
157
157
198
266
415
317
369
562
469
706
570
849
675
989
875
1271
1077
1552
1833
W/m
10.4
11.6
12.3
12.3
14.7
16.0
19.5
18.1
20.4
23.9
24.9
28.0
29.4
32.7
34.4
36.9
42.9
45.3
52.5
54.6
61.6
A**
177
206
274
258
338
487
807
572
656
1048
586
1310
989
1562
1154
1814
1484
1756
1756
2803
3288
W/m
14.7
16.0
18.8
18.8
21.4
26.7
37.0
29.5
32.3
41.5
38.5
48.1
44.3
55.3
50.3
62.7
61.8
74.8
69.8
90.4
101.0
*) un conduttore per fase **) due conduttori per fase 1) lunghezza singola
Tabella 9: Corrente di funzionamento e potenze dissipate delle sbarre nude utilizzate come connessioni tra l’apparecchio e le sbarre principali
W/m
A**
W/m
12 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
potenze dissipate 1)
A*
12 x 2
23.5
82
5.9
130
15 x 2
29.5
96
6.4
150
15 x 3
44.5
124
7.1
202
20 x 2
39.5
115
6.9
184
20 x 3
59.5
152
8.0
249
20 x 5
99.1
218
9.9
348
20 x 10
199
348
12.8
648
25 x 5
124
253
10.7
413
30 x 5
149
288
11.6
492
30 x 10
299
482
17.2
960
40 x 5
199
348
12.8
648
40 x 10
399
648
22.7
1245
50 x 5
249
413
14.7
805
50 x 10
499
805
28.5
1560
60 x 5
299
492
17.2
960
60 x 10
599
960
34.1
1848
80 x 5
399
648
22.7
1256
80 x 10
799
1256
45.8
2432
100 x 5
499
805
29.2
1560
100 x 10
999
1560
58.4
2680
120 x 10
1200
1848
68.3
2928
*) un conduttore per fase **) due conduttori per fase 1) lunghezza singola
corrente di
funzionamento
50 Hz 60 Hz c.a. e c.c.
potenze dissipate 1)
50 Hz 60 Hz c.a. e c.c.
corrente di
funzionamento
Temperatura dell’aria intorno ai conduttori
all’interno dell’involucro: 55°C
potenze dissipate 1)
mm2
Temperatura massima ammessa del conduttore 65° C
Temperatura dell’aria intorno ai conduttori
all’interno dell’involucro: 35°C
corrente di
funzionamento
mm x mm
Sezione
(Cu)
potenze dissipate 1)
Larghezza
x
Spessore
corrente di
funzionamento
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
Larghezza
x
Spessore
A*
W/m
A**
W/m
7.4
7.8
9.5
8.9
10.8
12.7
22.3
14.2
16.9
32.7
22.3
41.9
27.9
53.5
32.7
63.2
42.6
85.8
54.8
86.2
85.7
69
88
102
93
125
174
284
204
233
402
284
532
338
660
402
780
532
1032
660
1280
1524
4.2
5.4
4.8
4.5
5.4
6.3
8.6
7.0
7.6
11.5
8.6
15.3
9.8
19.2
11.5
22.5
15.3
30.9
19.6
39.3
46.5
105
124
162
172
198
284
532
338
402
780
532
1032
655
1280
780
1524
1032
1920
1280
2180
2400
4.9
5.4
6.1
7.7
6.8
8.4
15.0
9.5
11.3
21.6
15.0
28.8
18,5
36.0
21.6
43.0
28.8
53.5
36.9
57.0
57.6
Esempio
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
Lo scopo di questo esempio è valutare in prima approssimazione la potenza totale dissipata all’interno del quadro
di cui viene fornito in figura 10 il fronte quadro con la disposizione dei componenti, le dimensioni, la struttura, e il
relativo schema unifilare.
Fig.10
Fronte quadro
A
I1
L
Numero di partizioni orizzontali = 0
B
Involucro separato per montaggio a muro
IG
C
H
I2
P
Dimensioni
H
L
[mm]
[mm]
2000
1440
P
[mm]
840
D
I3
E
Schema unifilare
I4
F
I5
IG
I1
I2
I3
I4
I5
Gli elementi che compongono il quadro sono gli interruttori, le sbarre e i cavi.
Si procede valutando la potenza dissipata da ciascun componente per poi determinare la potenza complessiva
dissipata.
Interruttori
Per gli interruttori la potenza dissipata può essere determinata sulla base della potenza dissipata “PnCB” alla corrente
nominale “InCB” (vedere precedenti tabelle 5 e 6) riferita alla corrente che effettivamente attraversa l’interruttore
“Ib” (corrente reale di carico del circuito).
La formula che lega queste tre grandezze è la seguente:
PCB = PnCB x (Ib / InCB)2
Quindi, con riferimento alla tipologia di apparecchio presente nel quadro, il contributo in potenza dissipata dal singolo interruttore alla corrente di carico e poi la potenza totale dissipata sono riportati nella seguente tabella 10.
Tabella 10
Interruttore
In CB
[A]
Ib
[A]
Potenza dissipata
[W]
IG
E2 1600 EL
1600
1340
80.7
I1
T5 400 EL
400
330
33.7
I2
T5 400 EL
400
330
33.7
I3
T5 400 EL
400
330
33.7
I4
T3 250 TMD
250
175
26.2
I5
T3 250 TMD
250
175
26.2
Potenza totale dissipata dagli interruttori [W]
234
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
13
��
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
Sbarre
Per le sbarre principali, le sbarre di distribuzione e le barre di congiunzione che connettono gli interruttori la reale
potenza dissipata può essere determinata partendo dalle potenze dissipate, alla corrente nominale e per unità di
lunghezza, come riportato nelle precedenti tabelle 8 e 9.
La formula da impiegare per riferire i dati in tabella alle caratteristiche (corrente di carico e lunghezza) delle sbarre
presenti nel quadro è la seguente:
PSB = PnSB (Ib/InSB)2 x 3 x LSB
Quindi, con riferimento alla tipologia, alla lunghezza “L” e alla corrente di carico delle sbarre presenti nel quadro,
il contributo in potenza dissipata dal singolo tratto e poi la potenza totale dissipata sono riportati nella seguente
tabella 11.
Tabella 11
Barra di connessione
Sezione
nx[mm]x[mm]
Lunghezza
[m]
Ib
[A]
IG
I1
2x60x10
0.450
1340
54
30x10
0.150
330
3.8
I2
30x10
0.150
330
3.8
I3
30x10
0.150
330
3.8
I4
20x10
0.150
175
1.6
I5
20x10
0.150
175
1.6
Potenza totale dissipata dalle barre di connessione [W]
Potenza dissipata
[W]
68
Cavi
Per i cavi, con riferimento alla precedenta tabella 7, può essere applicato lo stesso metodo utilizzato per le sbarre
e il risultato a cui si giunge è riportato nella tabella 12.
Tabella 12
Tabella 12
Cavo
Sezione
nx[mm2]
Lunghezza
[m]
Ib
[A]
Potenza dissipata
[W]
133.8
IG
4x240
1.0
1340
I1
240
2.0
330
64.9
I2
240
1.7
330
55.2
45.4
I3
240
1.4
330
I4
120
1.1
175
19
I5
120
0.8
175
13.8
Potenza totale dissipata dai cavi [W]
332
La totale potenza dissipata all’interno del quadro è quindi data dalla somma dei tre contributi in precedenza determinati, per cui
PTQ = 234+68+332=784W
Si osserva come, se non si tenesse in conto il contributo dei cavi (332W), la totale potenza dissipata sarebbe pari
a 452W e si avrebbe quindi una stima della temperatura molto inferiore a quella reale.
14 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
2.1.4 Percorsi effettuati dalla corrente
Fig.11
Fig.12
Posizionamento consigliato:
La corrente maggiore (500 A) fa il percorso più breve
2000 A
Sbarre
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
Il posizionamento degli apparecchi e dei conduttori può
portare ad una differente potenza dissipata all’interno del
quadro. Buona regola è quella di cercare di posizionare
gli interruttori, come indicato in figura 11, in modo da
rendere più brevi possibili i percorsi delle correnti più
elevate. In tal modo, contrariamente a quanto avviene
in una installazione come in figura 11a, si riduce la potenza dissipata all’interno del quadro e si hanno indubbi
benefici dal punto di vista termico.
Nel caso di quadri con molte colonne è consigliabile, ove
possibile, posizionare l’interruttore generale nella colonna
centrale o comunque in posizione baricentrica rispetto
alla distribuzione dei carichi come rappresentato in figura
12; in questo modo, dividendo la corrente nei due rami
del sistema sbarre del quadro, si ottiene - a parità di
sezione - una notevole riduzione della potenza dissipata
rispetto ad una configurazione con arrivo all’estremità
come in figura 12a, soluzione che implica circolazioni di
correnti più elevate.
1200 A
50 A
3200 A
50 A
Cavi
100 A
300 A
Soluzione meno gravosa dal punto di vista termico
Fig.12a
500 A
Sbarre
3200 A
3200 A
INGRESSO
USCITA
Fig.11a
Posizionamento sconsigliato:
La corrente maggiore (500 A) fa il percorso più lungo
Cavi
500 A
Soluzione più gravosa dal punto di vista termico
300 A
100 A
50 A
50 A
INGRESSO
USCITA
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
15
��
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
2.2Smaltimento del calore prodotto
all’interno del quadro
Dopo aver analizzato le principali sorgenti di calore e
le modalità per contenerne la produzione, si passa ora
ad analizzare le modalità grazie alle quali il quadro può
smaltire verso l’esterno il calore prodotto. Molte di queste
considerazioni derivano dalla norma CEI 17-43 (IEC/TR
60890), che fornisce formule e tabelle nelle quali vengono
messe in relazione caratteristiche costruttive e modalità
di installazione al valore di temperatura che si genera
nel quadro a parità di potenza dissipata. In particolare
in questo capitolo saranno prese in considerazione la
ventilazione del quadro, le superfici del quadro ed il loro
posizionamento, le segregazioni del quadro, ed il grado
di protezione del quadro.
2.2.1 Ventilazione del quadro
Per aumentare il raffreddamento è importante che sia
realizzata e mantenuta una buona circolazione dell’aria
all’interno del quadro (vedere figura 13) che si ottiene ad
esempio posizionando e dimensionando correttamente
le eventuali aperture presenti.
Per quanto riguarda il loro dimensionamento, la norma
CEI 17-43 (IEC/TR 60890) per il calcolo della sovratemperatura all’interno del quadro richiede che, per gli involucri
con aperture di ventilazione, la sezione delle aperture
d’uscita dell’aria sia almeno 1.1 volte la sezione delle
aperture di entrata.
Questo requisito è motivato dal maggior volume dell’aria
calda (in uscita dal quadro) rispetto al volume dell’aria
fredda (in entrata nel quadro).
In pratica, se non si segue questa prescrizione, non si
sfrutta appieno la superficie d’entrata dell’aria nel quadro.
Fig.13
Per quanto riguarda il posizionamento delle aperture di
ventilazione queste devono essere poste in modo da
creare il così detto effetto camino: un’apertura sarà posizionata in basso nella parte frontale del quadro, l’altra
sarà posizionata in alto, nella parte posteriore, oppure sul
“tetto” del quadro. È importante ricordare che eventuali
altre aperture ad altezze intermedie potrebbero portare
ad una riduzione dell’effetto camino, si avrebbe cioè una
diminuzione del “tiraggio” dell’aria.
Per non ostacolare il flusso dell’aria è importante che
anche gli apparecchi all’interno del quadro siano posti in
modo da non ostacolare in maniera eccessiva la circolazione dell’aria, riducendone la sezione di passaggio.
Nel caso d’interruttori estraibili si deve porre attenzione
a non ostruire i fori di ventilazione presenti nella parte
fissa dell’interruttore per non ostacolarne la ventilazione
e il raffreddamento (figura 14).
Fig.14
2.2.2 Superfici laterali e posizionamento del
quadro
È necessario tenere presente che il quadro scambia
calore con l’esterno attraverso la sua superficie (pareti
superiore, inferiore e laterali) e quindi, a parità di potenza dissipata dagli elementi interni, più grande sarà
la superficie di scambio con l’esterno e migliore sarà
la condizione di scambio che dipende dalla modalità di
installazione, maggiore sarà appunto il calore ceduto
verso l’esterno. Ad esempio, il quadro elettrico dovrebbe
essere posizionato in modo da facilitare o comunque da
limitare il meno possibile la naturale circolazione dell’aria
intorno alla propria superficie esterna migliorando così
lo scambio di calore.
La norma CEI 17-43 (IEC/TR 60890) che, come detto
in precedenza, propone un metodo per determinare la
sovratemperatura dell’aria all’interno del quadro, non
considera la reale superficie geometrica esterna del
quadro, ma introduce il concetto di superfcie effettiva
di raffreddamento “Ae” definita come la somma delle
superfici individuali (superiore,anteriore, laterale,....) “A0”
moltiplicate per il fattore di superficie “b”. Questo fattore
tiene conto della dissipazione di calore delle superfici
16 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
Ae = ∑ (A0 x b)
Tabella 13
Tipo di installazione
Fattore di
superficie “b”
Superficie superiore esposta
1.4
Superficie superiore coperta, es. involucri ad incasso
0.7
Parti laterali esposte, es. parete anteriore, posteriore
e pareti laterali
0.9
Parti laterali coperte, es. lato posteriore dell’involucro
per montaggi a parete
0.5
Parti laterali di involucri centrali
0.5
Superficie di fondo
Non presa in
considerazione
2.2.3 Le segregazioni del quadro
Per forma di segregazione si intende il tipo di suddivisione
prevista per i vari circuiti all’interno del quadro.
La segregazione è realizzata mediante barriere o diaframmi metallici o isolanti Per un approfondimento sul
significato delle varie forme di segregazione si rimanda
al contenuto dell’appendice B o alle indicazioni presenti
nella norma CEI EN 60439-1. Come ovvio, le forme di
segregazione elevate tendono a limitare la circolazione
dell’aria all’interno del quadro con relativa influenza sulla
temperatura che si stabilisce all’interno del quadro. Per
tenere in considerazione questo fenomeno, nelle tabelle
14 e 15, si forniscono i valori del coefficiente “d” che la
norma CEI 17-43 suggerisce di utilizzare in particolari
condizioni per incrementare la sovratemperatura dell’aria
all’interno del quadro in funzione del numero di partizioni
orizzontali della colonna in esame.
Tabella 14: Per quadri senza apertura di ventilazione, con superficie
effettiva di raffreddamento >1.25m2
Numero di partizioni orizzontali n
Fattore d
0
1
1
1.05
2
1.15
3
1.3
2.2.4 Grado di protezione del quadro
Ricordiamo che il grado di protezione IP indica il livello
di protezione dell’involucro contro l’accesso a parti pericolose, contro la penetrazione di corpi solidi estranei
e contro l’ingresso di acqua. Il codice IP è il sistema di
identificazione dei gradi di protezione in base alle prescrizioni della norma CEI EN 60529.
Il grado di protezione di un quadro ne influenza la capacità di smaltire il calore: più il grado di protezione è
elevato tanto meno il quadro riesce a smaltire calore. Per
questa ragione è sconsigliabile utilizzare gradi di protezione elevati quando non risultano necessari. Si deve
inoltre tenere ben presente che un determinato grado di
protezione può essere raggiunto con diverse modalità.
Per esempio la protezione verso la caduta verticale di
acqua (IPX1) si può realizzare con modalità tali da non
inficiare lo smaltimento di calore e riuscendo a mantenere
un “effetto camino” all’interno del quadro.
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
individuali a seconda del tipo di installazione dell’involucro, tiene cioè in considerazione la diversa capacità di
smaltire calore a seconda della loro posizione e del fatto
che siano più o meno libere. I valori indicati per il paramentro “b” in relazione alle tipologie di superficie sono
indicati nella tabella 13.
2.3Smaltimento del calore prodotto nei
terminali
Dopo aver analizzato le principali sorgenti di potenza
interne al quadro e le modalità di smaltimento del calore,
analizziamo come sia possibile migliorare la portata degli
interruttori dando indicazioni su come ridurre il riscaldamento localizzato vicino ai terminali.
È frequente nella pratica, quando non si sia ottimizzato
lo smaltimento del calore prodotto, rilevare dei riscaldamenti localizzati che limitano la massima corrente
di impiego del circuito, anche se le temperature medie
dell’aria interna al quadro non sono elevate.
I fenomeni che interessano lo smaltimento del calore da
parte dei terminali degli interruttori sono principalmente
la convezione (attraverso l’aria in movimento nel quadro)
e la conduzione (attraverso le barre collegate ai terminali);
tali fenomeni sono da mettere in relazione alla tipologia
di terminali utilizzati e all’esecuzione (fissa, estraibile o
rimovibile) dell’interruttore installato.
2.3.1 Problematiche legate alla convezione
Tabella 15: Per quadri con apertura di ventilazione, con superficie
effettiva di raffreddamento >1.25m2
Numero di partizioni orizzontali n
Fattore d
0
1
1
1.05
2
1.10
3
1.15
Dalle tabelle si osserva come le partizioni orizzontali
possano comportare aumenti della temperatura dell’aria
anche dell’ordine del 30% (3 partizioni senza aperture
di ventilazione).
Come principio generale legato al fenomeno della convezione basato sul moto convettivo dell’aria che scaldandosi tende a salire verso l’alto, la struttura delle sbarre
dovrebbe essere tale da opporre la minima sezione al
flusso d’aria e da essere lambita dal flusso stesso sulla
massima superficie, si dovrebbe quindi realizzare una
struttura tipicamente definita “a pettine”. La tipologia
d’interruttore che meglio si adatta a realizzare questa
configurazione è quella che prevede l’utilizzo di terminali
posteriori verticali.
Forniamo ora a titolo d’esempio alcune considerazioni di
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
17
��
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
carattere pratico legate all’utilizzo e alle modalità di installazione dei terminali posteriori verticali per interruttori
Emax. L’utilizzo di questi terminali permette di ottenere
un miglior smaltimento del calore poiché, rispetto a
quelli orizzontali, oppongono una sezione minore al moto
naturale dell’aria e una superficie di scambio termico
maggiore. Tuttavia uno dei problemi principali che si
riscontrano nell’utilizzo dei terminali verticali è costituito
dalla loro laboriosa connessione con il sistema di sbarre
principali posizionate verticalmente nella loro distribuzione longitudinale lungo il quadro. Questo problema non si
pone con lo stesso sistema di sbarre principali quando
i terminali dell’interruttore sono orizzontali, infatti sbarre
e terminali sono entrambi orientati secondo due piani
di semplice raccordo. Il concetto risulta più chiaro con
riferimento alla figura 15.
Ad esempio, nel caso di interruttori E4 ed E6, per facilitare
la connessione tra terminali verticali e le barre di congiunzione verticali, è possibile eseguire una connessione
tramite sbarre opportunamente piegate come mostrato
in figura 16.
Fig.16
Terminali verticali per Emax E4 - E6
(particolare di 1 polo)
Fig.15
Interruttore con terminali orizzontali e sbarre principali verticali
Sbarre principali con distribuzione
longitudinale poste verticalmente
Barre di
congiunzione
Emax E6
Particolare della barra di
congiunzione orizzontale con
flusso d’aria
Barre di congiunzione
alle sbarre principali
Interruttore con
terminali orizzontali
Interruttore con terminali verticali e sbarre principali verticali
Sbarre principali con distribuzione
longitudinale poste verticalmente
Barre opportunamente
piegate
Vista dall’alto
Barre di congiunzione
alle sbarre principali
Barre di
congiunzione
Particolare della barra di
congiunzione verticale con
flusso d’aria
Interruttore con
terminali verticali
18 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
Terminali
verticali
Barre opportunamente
piegate
Fig.17
Ad esempio, come si vede nella figura 18 i terminali
inferiori non dovranno deviare eccessivamente il flusso
d’aria impedendo che questo vada ad investire i terminali superiori e facendo così perdere i benefici effetti del
raffreddamento per convezione.
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
Riportiamo in figura 17, ad ulteriore titolo di esempio, altre
due tavole che mostrano una ipotetica soluzione per il
collegamento dei terminali verticali alle barre di congiunzione verticali relativamente ad interruttori Emax E3.
Fig.18
Sbarre
Barre di congiunzione
Terminale
Sbarre
Barre di congiunzione
Connessione inferiore con terminali posteriori orizzontali. La circolazione
dell’aria, in prossimità dei terminali superiori (verticali) è limitata.
Terminale
Sbarre
Barre di congiunzione
Connessione inferiore con terminali anteriori. La circolazione dell’aria, in
prossimità dei terminali superiori (verticali) è solo parzialmente ridotta.
Terminale
Quando invece si è in presenza di terminali superiori di
tipo verticale ed inferiori di altro tipo, o comunque di
terminali superiori e inferiori diversi, si devono adottare
soluzioni che non limitano la circolazione dell’aria nei
terminali superiori.
A livello generale, per migliorare la condizione del riscaldamento delle sbarre e dei terminali dell’interruttore,
il posizionamento delle sbarre assume una notevole
importanza; di seguito forniamo un esempio di alcune
soluzioni che possono essere adottate.
Si deve tenere in considerazione che, più le sbarre sono
distanti tra loro, più smaltiscono calore e che il terminale
centrale superiore è solitamente quello con maggiori
problemi dal punto di vista termico.
Pertanto è buona norma cercare di separare e allontanare
il più possibile le sbarre di congiunzione per non aggravare la situazione legata al riscaldamento.
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
19
��
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
Ad esempio, come mostrato nella figura 19, nel caso
d’interruttori tripolari, è possibile disallineare le connessioni esterne rispetto ai terminali in modo da aumentarne
la distanza.
Fig.19
Ulteriori incrementi della portata dei circuiti possono
essere realizzati installando sui conduttori di connessione, tra interruttore e sistema sbarre, degli elementi
dissipatori (vedere figura 22) che permettono un migliore
smaltimento del calore, oppure verniciando le sbarre e gli
eventuali dissipatori con speciali vernici che permettano
un aumento del calore irraggiato senza creare per contro
un isolamento termico superficiale.
Fig.22
Nel caso di connessione dell’interruttore con sistemi
di sbarre con le tre fasi disposte verticalmente, è consigliabile iniziare il più vicino possibile all’interruttore il
distanziamento delle 3 fasi, con una soluzione come
quella rappresentata in figura 20.
Fig.20
Sbarre principali
Barre di congiunzione
Come già detto, sono solamente i terminali superiori e
particolarmente il centrale che, per la propria posizione,
raggiungono le temperature più elevate. Si possono quindi prendere particolari accorgimenti al fine di migliorare
lo scambio di calore di questi terminali, per esempio
allungando maggiormente la parte orizzontale delle sbarre di congiunzione superiori rispetto alle inferiori come
mostrato in figura 21.
Fig.21
Sbarre principali
Vista dall’alto
Barre di
congiunzione
20 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
2.3.2 Problematiche legate alla conduzione
Con riferimento invece allo scambio termico attraverso il
fenomeno della conduzione, i terminali di un interruttore
scambiano calore anche verso le sbarre o i cavi ad essi
collegati. In particolar modo le sbarre di congiunzione,
oltre a portare la corrente elettrica, trasportano il calore
lontano dai terminali degli interruttori. Il loro dimensionamento e la loro disposizione deve quindi tener conto di
questa duplice funzione.
Il calore scambiato attraverso la conduzione aumenta
sia al crescere della sezione attraverso la quale viene
scambiato il calore (sezione di contatto tra i cavi o le
barre di connessione e i terminali dell’interruttore) che
all’aumentare della differenza di temperatura tra i corpi a
contatto interessati dallo scambio. Da quest’ultimo punto
risulta evidente che i conduttori di congiunzione devono, a
loro volta, smaltire efficacemente il calore per mantenere
bassa la propria temperatura. Al fine di ottenere una connessione che permetta uno scambio di calore adeguato
tra i terminali e il sistema di distribuzione del quadro, ABB
SACE fornisce l’indicazione della sezione minima dei cavi
e delle sbarre che devono essere utilizzate.
La sezione dei cavi e delle sbarre riportate in queste
tabelle 16 e 17 sono quelle impiegate per determinare la
portata nominale in aria degli interruttori libera secondo
la CEI EN 60947-2.
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
Di seguito riportiamo in tabella 16 le indicazioni per interruttori scatolati serie Tmax e in tabella 17 le indicazioni
per interruttori aperti serie Emax.
Tabella 16
Tipo interruttore
In
Cavi
Barre
Tmax
[A]
[ n // ] x [ mm2 ]
[ n // ] x [ mm x mm ]
T2
<=8
1
T2-T4
10
1,5
T1-T2
16
2,5
T1-T2-T4
20
2,5
T1-T2-T4
25
4
T1-T2-T4
32
6
T1-T2-T4
40
10
T1-T2-T4
50
10
T1-T2-T3-T4
63
16
T1-T2-T3-T4
80
25
T1-T2-T3-T4
100
35
T1-T2-T3-T4
125
50
T1-T2-T3-T4
160
70
T3-T4
200
95
20x5
T3-T4
250
120
25x5
T4-T5
320
185
40x5
T5
400
240
50x5
T5
500
2x150
2x30x5
T5-T6
630
2x185
2x40x5
T6
800
2x240
2x50x5
T6-T7
1000
3x240
2x60x5
T7
1250
4x240
2x80x5
T7
1600
5x240
2x100x5
Tabella 17
Interruttore
Terminali verticali
Terminali orizzontali e anteriori
[ n // ] x [ mm x mm ]
[ n // ]x[ mm x mm ]
E1B/N 08
1x(60x10)
1x(60x10)
E1B/N 12
1x(80x10)
2x(60x8)
E2B/N 12
1x(60x10)
1x(60x10)
E2B/N 16
2x(60x10)
2x(60x10)
E2B/N 20
3x(60x10)
3x(60x10)
E2L 12
1x(60x10)
1x(60x10)
E2L 16
2x(60x10)
2x(60x10)
E3S/H 12
1x(60x10)
1x(60x10)
E3S/H 16
1x(100x10)
1x(100x10)
E3S/H 20
2x(100x10)
2x(100x10)
E3N/S/H 25
2x(100x10)
2x(100x10)
E3N/S/H 32
3x(100x10)
3x(100x10)
E3L20
2x(100x10)
2x(100x10)
E3L 25
2x(100x10)
2x(100x10)
E4H 32
3x(100x10)
3x(100x10)
E4S/H 40
4x(100x10)
6x(60x10)
E6V 32
3x(100x10)
3x(100x10)
E6V 40
4x(100x10)
4x(100x10)
E6H/V 50
6x(100x10)
6x(100x10)
E6H/V 63
7x(100x10)
----------------------
Emax
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
21
��
2.3.3 Portata interruttori e sbarre
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
A conclusione di questo capitolo riportiamo nella figura
23 le curve relative alla portata degli interruttori scatolati
Tmax equipaggiabili con relè elettronico, riferite alle diverse temperature, alle diverse tipologie di terminali e di
esecuzioni disponibili; mentre nelle tabelle 18 riportiamo
i valori della portata in corrente degli interruttori scatolati
Tmax equipaggiabili con relè termomagnetico. Per gli
interruttori aperti serie Emax nella tabella 19 riportiamo
i valori della portata in corrente alle varie temperature
per il singolo apparecchio (si intende in aria libera) con
terminali posteriori verticali.
Fig.23
T2 160
Fisso
F = Anteriori piatto
FC Cu = Anteriori per cavi in rame
EF = Anteriori prolungati
FC CuAl = Anteriori per cavi in rame o alluminio
r prolungati divaricati
ES = Anteriori
R = Posteriori orientabili
F = Anteriori piatto
FC Cu = Anteriori per cavi in rame
EF = Anteriori prolungati
FC CuAl = Anteriori per cavi in rame o alluminio
ES = Anteriori prolungati divaricati
R = Posteriori orientabili
Nota: nell’esecuzione rimovibile la
massima taratura è declassata
del 10%.
T2 160
Rimovibile
Nota: nell’esecuzione rimovibile la
massima taratura è declassata
del 10%.
22 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
Fisso
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
T4 250
Iu [A]
255
250
245
VR
240
HR-F-FC
235
230
225
220
215
40
45
FC = Anteriori in cavo
VR = Posteriori verticali
T4 250
Rimovibile /
Estraibile
50
55
F = Anteriori in piatto
60
65
70
T [°C]
HR = Posteriori orizzontali
Iu [A]
255
250
245
VR
240
235
230
225
220
HR-F-FC
215
210
205
40
45
FC = Anteriori in cavo
VR = Posteriori verticali
50
55
F = Anteriori in piatto
60
65
70
T [°C]
HR = Posteriori orizzontali
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
23
��
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
T4 320
Fisso
Iu [A]
330
320
310
VR
300
290
280
270
HR-F-FC
260
250
240
40
45
50
FC = Anteriori in cavo
VR = Posteriori verticali
55
60
F = Anteriori in piatto
65
70
T [°C]
HR = Posteriori orizzontali
T4 320
Rimovibile /
Estraibile
Iu [A]
330
320
310
VR
300
290
FC-HR-F
280
270
260
250
240
30
35
FC = Anteriori in cavo
VR = Posteriori verticali
24 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
40
45
50
F = Anteriori in piatto
55
60
HR = Posteriori orizzontali
65
70
T [°C]
Fisso
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
T5 400
Iu [A]
405
400
395
390
385
VR
380
HR-FC-F
375
370
365
360
355
350
40
45
50
FC = Anteriori in cavo
VR = Posteriori verticali
55
60
F = Anteriori in piatto
65
70
T [°C]
HR = Posteriori orizzontali
T5 400
Rimovibile /
Estraibile
Iu [A]
405
400
395
390
VR
385
380
375
370
HR-FC-F
365
360
355
350
345
340
335
330
35
40
FC = Anteriori in cavo
VR = Posteriori verticali
45
50
F = Anteriori in piatto
55
60
65
70
T [°C]
HR = Posteriori orizzontali
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
25
��
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
T5 630
Fisso
Iu [A]
640
630
620
610
600
590
VR
580
HR-FC-F
570
560
550
540
530
520
510
500
490
480
470
30
35
40
45
FC = Anteriori in cavo
VR = Posteriori verticali
50
55
F = Anteriori in piatto
60
65
70
T [°C]
HR = Posteriori orizzontali
T5 630
Rimovibile /
Estraibile
Iu [A]
600
550
VR
500
EF-HR
450
400
35
40
EF = Anteriori prolungati
26 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
45
50
55
HR = Posteriori in piatto orizzontali
60
65
VR = Anteriori in piatto verticali
70
T [°C]
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
T6 630
Fisso
R(VR)
F-FC
R(HR)
F = Anteriori in piatto
FC = Anteriori in cavo
R(VR) = Posteriori (verticali)
R(HR) = Posteriori (orizzontali)
4
T6 630
Rimovibile
VR
EF-HR
EF = Anteriori prolungati
HR = Posteriori in piatto orizzontali
VR = Posteriori in piatto verticali
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
27
��
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
T6 800
Fisso
R(VR)
F-FC
R(HR)
F = Anteriori in piatto
T6 800
Estraibile
FC = Anteriori in cavo
R(VR) = Posteriori (verticali)
R(HR) = Posteriori (orizzontali)
4
VR
EF-HR
EF = Anteriori prolungati
28 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
HR = Posteriori in piatto orizzontali
VR = Posteriori in piatto verticali
Fisso
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
T6 1000
1100
1000
R(VR)
FC
900
ES
R (HR)
35
FC = Anteriori in cavo
40
45
50
55
R(HR) = Posteriori (orizzontali) R(VR) = Posteriori (verticali)
60
65
70
ES = Anteriori prolungati divaricati
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
29
��
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
T7 V 1000
Fisso
1050
1000
VR
950
900
EF-HR
35
40
EF = Anteriori prolungati
45
50
55
VR = Posteriori in piatto verticali
60
65
70
HR = Posteriori in piatto orizzontali
Nota: Per valori al di sotto di 1000 A, Tmax T7 non subisce nessun declassamento termico.
T7 V 1000
Estraibile
1050
1000
950
VR
900
EF-HR
35
40
EF = Anteriorir prolungati
30 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
45
50
55
VR = Posteriori in piatto verticali
60
65
HR = Posteriori in piatto orizzontali
70
Fisso
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
T7 S,H,L, 1250
1300
1250
1200
VR
1150
1100
EF-HR
1050
1000
950
900
850
800
35
40
EF = Anteriori prolungati
45
50
55
VR = Posteriori in piatto verticali
60
65
70
HR = Posteriori in piatto orizzontali
T7 V 1250
Fisso
1300
1250
1200
1150
1100
VR
1050
EF-HR
1000
950
900
850
800
35
40
EF = Anteriori prolungati
45
50
55
VR = Posteriori in piatto verticali
60
65
70
HR = Posteriori in piatto orizzontali
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
31
��
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
T7 S,H,L, 1250
Estraibile
1300
1250
1200
1150
VR
1100
EF-HR
1050
1000
950
900
850
800
35
40
EF = Anteriori prolungati
45
50
55
VR = Posteriori in piatto verticali
60
65
70
HR = Posteriori in piatto orizzontali
T7 V 1250
Estraibile
1300
1250
1200
1150
VR
1100
1050
1000
950
EF-HR
900
850
800
35
40
EF = Anteriori prolungati
32 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
45
50
55
VR = Posteriori in piatto verticali
60
65
HR = Posteriori in piatto orizzontali
70
Fisso
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
T7 S,H,L, 1600
1700
1600
1500
1400
VR
EF-HR
1300
1200
1100
1000
35
40
45
EF = Anteriori prolungati
50
55
VR = Posteriori in piatto verticali
60
65
70
HR = Posteriori in piatto orizzontali
T7 S,H,L, 1600
Estraibile
1700
1600
1500
1400
VR
1300
1200
EF-HR
1100
1000
35
40
EF = Anteriori prolungati
45
50
55
VR = Posteriori in piatto verticali
60
65
70
HR = Posteriori in piatto orizzontali
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
33
��
Tabella 18
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
Tmax T1 e T1 1P (*)
10 °C
20 °C
30 °C
40 °C
50 °C
60 °C
70 °C
In [A]
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
16
13
18
12
18
12
17
11
16
11
15
10
14
9
13
20
16
23
15
22
15
21
14
20
13
19
12
18
11
16
25
20
29
19
28
18
26
18
25
16
23
15
22
14
20
32
26
37
25
35
24
34
22
32
21
30
20
28
18
26
40
32
46
31
44
29
42
28
40
26
38
25
35
23
33
50
40
58
39
55
37
53
35
50
33
47
31
44
28
41
63
51
72
49
69
46
66
44
63
41
59
39
55
36
51
80
64
92
62
88
59
84
56
80
53
75
49
70
46
65
100
81
115
77
110
74
105
70
100
66
94
61
88
57
81
125
101
144
96
138
92
131
88
125
82
117
77
109
71
102
160
129
184
123
176
118
168
112
160
105
150
98
140
91
130
(*) Per l’interruttore T1 1P (provvisto di sganciatore termomagnetico fisso TM) considerare la sola colonna corrispondente alla regolazione massima degli
sganciatori TMD.
Tmax T2
10 °C
20 °C
30 °C
40 °C
50 °C
60 °C
70 °C
In [A]
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
1,6
1,3
1,8
1,2
1,8
1,2
1,7
1,1
1,6
1
1,5
1
1,4
0,9
MAX
1,3
2
1,6
2,3
1,5
2,2
1,5
2,1
1,4
2
1,3
1,9
1,2
1,7
1,1
1,6
2,5
2
2,9
1,9
2,8
1,8
2,6
1,8
2,5
1,6
2,3
1,5
2,2
1,4
2
3,2
2,6
3,7
2,5
3,5
2,4
3,4
2,2
3,2
2,1
3
1,9
2,8
1,8
2,6
3,2
4
3,2
4,6
3,1
4,4
2,9
4,2
2,8
4
2,6
3,7
2,4
3,5
2,3
5
4
5,7
3,9
5,5
3,7
5,3
3,5
5
3,3
4,7
3
4,3
2,8
4
6,3
5,1
7,2
4,9
6,9
4,6
6,6
4,4
6,3
4,1
5,9
3,8
5,5
3,6
5,1
6,5
8
6,4
9,2
6,2
8,8
5,9
8,4
5,6
8
5,2
7,5
4,9
7
4,5
10
8
11,5
7,7
11
7,4
10,5
7
10
6,5
9,3
6,1
8,7
5,6
8,1
12,5
10,1
14,4
9,6
13,8
9,2
13,2
8,8
12,5
8,2
11,7
7,6
10,9
7,1
10,1
16
13
18
12
18
12
17
11
16
10
15
10
14
9
13
20
16
23
15
22
15
21
14
20
13
19
12
17
11
16
25
20
29
19
28
18
26
18
25
16
23
15
22
14
20
32
26
37
25
35
24
34
22
32
21
30
19
28
18
26
40
32
46
31
44
29
42
28
40
26
37
24
35
23
32
50
40
57
39
55
37
53
35
50
33
47
30
43
28
40
63
51
72
49
69
46
66
44
63
41
59
38
55
36
51
80
64
92
62
88
59
84
56
80
52
75
49
70
45
65
100
80
115
77
110
74
105
70
100
65
93
61
87
56
81
125
101
144
96
138
92
132
88
125
82
117
76
109
71
101
160*
129
184
123
178
118
168
112
160
105
150
97
139
90
129
* Per interruttori in versione rimovibile considerare un declassamento del 10%.
Tmax T3
10 °C
20 °C
30 °C
40 °C
50 °C
60 °C
70 °C
In [A]
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
63
51
72
49
69
46
66
44
63
41
59
38
55
35
51
80
64
92
62
88
59
84
56
80
52
75
48
69
45
64
100
80
115
77
110
74
105
70
100
65
93
61
87
56
80
125
101
144
96
138
92
132
88
125
82
116
76
108
70
100
160
129
184
123
176
118
168
112
160
104
149
97
139
90
129
200
161
230
154
220
147
211
140
200
130
186
121
173
112
161
250*
201
287
193
278
184
263
175
250
163
233
152
216
141
201
* Per interruttori in versione rimovibile considerare un declassamento del 10%.
34 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
10 °C
20 °C
30 °C
40 °C
50 °C
60 °C
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
Tmax T4
70 °C
In [A]
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
20
19
27
18
24
16
23
14
20
12
17
10
15
8
13
32
26
43
24
39
22
36
19
32
16
27
14
24
11
21
50
37
62
35
58
33
54
30
50
27
46
25
42
22
39
80
59
98
55
92
52
86
48
80
44
74
40
66
32
58
100
83
118
80
113
74
106
70
100
66
95
59
85
49
75
125
103
145
100
140
94
134
88
125
80
115
73
105
63
95
160
130
185
124
176
118
168
112
160
106
150
100
104
90
130
200
162
230
155
220
147
210
140
200
133
190
122
175
107
160
250
200
285
193
275
183
262
175
250
168
240
160
230
150
220
Tmax T5
10 °C
20 °C
30 °C
40 °C
50 °C
60 °C
70 °C
In [A]
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
320
260
368
245
350
234
335
224
320
212
305
200
285
182
263
400
325
465
310
442
295
420
280
400
265
380
250
355
230
325
500
435
620
405
580
380
540
350
500
315
450
280
400
240
345
Tmax T6
10 °C
20 °C
30 °C
40 °C
50 °C
60 °C
70 °C
In [A]
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
630
520
740
493
705
462
660
441
630
405
580
380
540
350
500
800
685
965
640
905
605
855
560
800
520
740
470
670
420
610
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
35
��
Tabella 19
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
Estraibile X1 - posteriori orizzontali
X1 630
X1 1800
X1 1000
X1 1250
X1 1600
Temperatura
[°C]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
10
100
630
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
20
100
630
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
30
100
630
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
40
100
630
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
45
100
630
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
50
100
630
100
800
100
1000
100
1250
97
1550
55
100
630
100
800
100
1000
100
1250
94
1500
60
100
630
100
800
100
1000
100
1250
93
1480
Estraibile X1 - posteriori verticali
X1 630
X1 1800
X1 1000
X1 1250
X1 1600
Temperatura
[°C]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
10
100
630
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
20
100
630
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
30
100
630
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
40
100
630
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
45
100
630
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
50
100
630
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
55
100
630
100
800
100
1000
100
1250
98
1570
60
100
630
100
800
100
1000
100
1250
95
1520
SACE Emax E1
E1 800
E1 1000
E1 1250
E1 1600
Temperatura
[°C]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
10
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
20
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
30
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
40
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
45
100
800
100
1000
100
1250
98
1570
50
100
800
100
1000
100
1250
96
1530
55
100
800
100
1000
100
1250
94
1500
60
100
800
100
1000
100
1250
92
1470
65
100
800
100
1000
99
1240
89
1430
70
100
800
100
1000
98
1230
87
1400
36 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
SACE Emax E2
E2 800
E2 1000
E2 1250
E2 1600
E2 2000
Temperatura
[°C]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
10
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
100
2000
20
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
100
2000
30
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
100
2000
40
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
100
2000
45
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
100
2000
50
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
97
1945
55
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
94
1885
60
100
800
100
1000
100
1250
98
1570
91
1825
65
100
800
100
1000
100
1250
96
1538
88
1765
70
100
800
100
1000
100
1250
94
1510
85
1705
SACE Emax E3
E3 800
E3 1000
E3 1250
E3 1600
E3 2000
E3 2500
E3 3200
Temperatura
[°C]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
10
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
100
2000
100
2500
100
3200
20
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
100
2000
100
2500
100
3200
30
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
100
2000
100
2500
100
3200
40
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
100
2000
100
2500
100
3200
45
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
100
2000
100
2500
100
3200
50
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
100
2000
100
2500
97
3090
55
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
100
2000
100
2500
93
2975
60
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
100
2000
100
2500
89
2860
65
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
100
2000
97
2425
86
2745
70
100
800
100
1000
100
1250
100
1600
100
2000
94
2350
82
2630
SACE Emax E4
SACE Emax E6
E4 3200
E4 4000
E6 3200
E6 4000
E6 5000
E6 6300
Temperatura
[°C]
[A]
Temperatura
[°C]
%
[A]
%
10
100
3200
100
%
[A]
%
[A]
%
[A]
%
[A]
4000
10
100
3200
100
4000
100
5000
100
6300
20
100
3200
100
4000
20
100
3200
100
4000
100
5000
100
6300
30
100
3200
100
4000
30
100
3200
100
4000
100
5000
100
6300
40
100
3200
100
4000
40
100
3200
100
4000
100
5000
100
6300
45
100
3200
100
4000
45
100
3200
100
4000
100
5000
100
6300
50
100
3200
98
3900
50
100
3200
100
4000
100
5000
100
6300
55
100
3200
95
3790
55
100
3200
100
4000
100
5000
98
6190
60
100
3200
92
3680
60
100
3200
100
4000
98
4910
96
6070
65
98
3120
89
3570
65
100
3200
100
4000
96
4815
94
5850
70
95
3040
87
3460
70
100
3200
100
4000
94
4720
92
5600
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
37
��
2 Consigli per migliorare la portata degli interruttori in quadro
è simile. Maggiore è sicuramente la capacità di smaltimento del calore dei terminali posteriori verticali.
Per gli interruttori scatolati di piccole dimensioni non
vi è apprezzabile differenza fra le diverse tipologie di
terminali, mentre per interruttori scatolati di dimensioni
maggiori (a partire dal T4) sono generalmente da preferire
i terminali posteriori verticali rispetto alle altre tipologie
di terminali, considerando l’interruttore installato in posizione verticale.
In generale comunque si vede come sia da preferire la
versione fissa rispetto alla versione estraibile e a quella
rimovibile. Se l’interruttore fosse installato in posizione
orizzontale per determinare la portata in corrente, si
deve fare riferimento alla curva più bassa riportata nei
grafici.
Per gli interruttori aperti serie Emax, il comportamento
dei terminali posteriori orizzontali e dei terminali anteriori
Analogamente, a titolo esemplificativo, riportiamo nella
tabella 20 le diverse portate fornite dalla norma DIN 43671
per sbarre di rame a sezione rettangolare istallate in
ambiente interno, dove si ipotizza che il coefficiente di
irraggiamento sia pari a 0.4 per le sbarre non verniciate
e 0.9 per le sbarre verniciate.
Come si può osservare dalla tabella, a pari condizioni di
sistema di sbarre utilizzato, passando da barre nude a
barre verniciate si ha un incremento di portata che può
raggiungere il 15%.
Tabella 20
Portata in A
corrente alternata fino a 60Hz
per sbarre di rame
nude
Larghezza
x
Spessore
Portata in A
fino a 60Hz
per sbarre di rame
verniciate
[mm] x [mm]
I
II
III
II II*
I
II
III
II II*
50 x 5
583
994
1240
1920
679
1140
1330
2010
50 x 10
852
1510
2040
2600
1020
1720
2320
2950
60 x 5
688
1150
1440
2210
826
1330
1510
2310
60 x 10
985
1720
2300
2900
1180
1960
2610
3290
80 x 5
885
1450
1750
2720
1070
1680
1830
2830
80 x 10
1240
2110
2790
3450
1500
2410
3170
3930
100 x 5
1080
1730
2050
3190
1300
2010
2150
3300
100 x 10
1490
2480
3260
3980
1810
2850
3720
4530
Condizione di validità della tabella : temperatura ambiente 35°C, temperatura delle barre 65°C,conduttori con dimensione maggiore in verticale, distanza
tra i conduttori in parallelo pari allo spessore.
*La distanza minima tra le sbarre centrali è 50mm
38 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
3 Problematiche relative al cortocircuito
3.1Principali definizioni dei parametri che
caratterizzano il quadro in condizioni di
cortocircuito
Per quanto riguarda la tenuta al cortocircuito di un quadro, i principali parametri che caratterizzano un quadro
sono costituiti dalla:
- corrente nominale di breve durata;
- corrente nominale di picco;
- corrente nominale di cortocircuito condizionata.
La norma CEI EN 60439-1 relativa ai quadri elettrici di
bassa tensione ne fornisce la definizione nel seguente
modo:
Corrente nominale di breve durata “Icw”
La corrente nominale ammissibile di breve durata di un
circuito di un quadro è un valore di corrente espresso
come valore efficace simmetrico della corrente di cortocircuito ed è assegnato dal costruttore a un determinato circuito, che deve essere in grado di sopportarlo
per un certo tempo senza danneggiarsi nelle condizioni
di prova specificate dalla norma stessa. Salvo diversa
indicazione del costruttore, la durata alla quale si fa riferimento è di 1s. A questa corrente di breve durata viene
associato anche un determinato valore di picco “Ipk” e si
suppone che il massimo valore di corrente che si possa
verificare e che il quadro possa sopportare non superi
il picco legato al valore di Icw attraverso un coefficiente
di relazione “n”.
Corrente nominale di picco “Ipk”
La corrente nominale di picco di un circuito di un quadro
è il valore del picco di corrente, assegnata dal costruttore
a tale circuito, che esso deve essere in grado di sopportare in modo soddisfacente secondo le modalità di prova
indicate nella norma. Il valore di picco della corrente,
che serve per definire gli sforzi elettrodinamici, si ottiene
moltiplicando la corrente di breve durata per il fattore “n”.
I valori normalizzati per il fattore di moltiplicazione “n”
sono riportati nella tabella 21
3 Problematiche relative al cortocircuito
In questo capitolo si analizzano le problematiche relative
al cortocircuito riferite all’interazione tra l’interruttore
di protezione presente nel quadro e il quadro stesso.
Dopo una breve introduzione che definisce i principali
parametri elettrici relativi al cortocircuito, si passerà ad
analizzare le prescrizioni relative ai circuiti elettrici del
quadro e alle modalità per ridurre le possibilità che si
verifichi un cortocircuito nei circuiti interni del quadro e
per ridurne gli effetti.
Tabella 21
Valori normalizzati per fattore n
Valore efficace della corrente
di cortocircuito
kA
Coj
n
I ≤ 5
0.7
1.5
0.5
1.7
5 < I ≤ 10
10 < I ≤ 20
0.3
2
20 < I ≤ 50
0.25
2.1
50 < I
0.2
2.2
Corrente nominale di cortocircuito condizionata
“Icc”
La corrente nominale di cortocircuito condizionata che
caratterizza un circuito di un quadro è il valore della
corrente presunta di cortocircuito, fissata dal costruttore
e riferita alla presenza di un apparecchio di protezione,
anch’esso indicato dal costruttore, che il circuito può
sopportare in modo soddisfacente durante il tempo di
funzionamento dell’apparecchio nelle condizioni di prova
specificate.
Con riferimento a queste definizioni possiamo dire che il
circuito di un quadro dichiarato per un determinato valore
di Icw è in grado di sopportare gli sforzi elettrodinamici
dovuti al picco iniziale che può avere un valore massimo
pari a “Icw x n” e un’energia termica specifica dovuta alla
corrente che si può ritenere pari a Icw2 x t (con t = 1s).
Il circuito di un quadro protetto da un dispositivo di
protezione, invece, ha un valore di corrente nominale di
cortocircuito condizionata se è in grado di sopportare gli
sforzi elettrodinamici dovuti al picco limitato dal dispositivo di protezione e un’energia termica specifica lasciata
passare dal dispositivo di protezione in corrispondenza
del valore di corrente di cortocircuito presunta Ik.
3.1.1 Prescrizioni generali ed informazioni sulla
tenuta al cortocircuito
Per quanto riguarda la tenuta del quadro al cortocircuito,
la norma CEI EN 60439-1 fornisce indicazioni secondo le
quali l’utilizzatore del quadro deve fornire al costruttore i
dati relativi alle correnti di cortocircuito nel punto d’installazione in modo che il quadro sia protetto dal cortocircuito
mediante apparecchi di protezione - per esempio tramite
interruttori automatici all’interno del quadro stesso oppure all’esterno - e che sia costruito quindi per resistere
alle sollecitazioni termiche e dinamiche che si possono
verificare durante un cortocircuito. Le indicazioni circa
la tenuta al cortocircuito del quadro sono fornite dal
quadrista in modo differente in relazione alla presenza o
meno del dispositivo di protezione.
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
39
��
3 Problematiche relative al cortocircuito
Se è presente un interruttore automatico all’ingresso del
quadro viene indicato il massimo valore ammissibile della
corrente di cortocircuito espresso come:
- corrente di cortocircuito condizionata Icc quando il
dispositivo di protezione è un interruttore con spiccate
caratteristiche di limitazione;
- corrente ammissibile di breve durata Icw quando il dispositivo di protezione è un interruttore con un elevato
valore di Icw.
Se non è presente un interruttore automatico all’ingresso
del quadro il quadrista può indicare:
- una corrente di cortocircuito condizionata del quadro
(Icc) specificando le caratteristiche del dispositivo
esterno che protegge il quadro (corrente nominale,
potere di interruzione, corrente limitata, energia specifica lasciata passare);
- una corrente ammissibile di breve durata (Icw).
Se non è specificata la durata della corrente è sottointeso che questa sia pari a 1sec; se non è specificato il
valore di picco iniziale è sottointeso che questo è legato,
attraverso il fattore “n”, alla corrente di cortocircuito
condizionata dichiarata.
3.2Prescrizioni relative ai circuiti elettrici
del quadro
Oltre alle precedenti indicazioni di carattere generale
relative alle modalità d’indicazione del valore limite di
cortocircuito sopportabile da un quadro, la norma fornisce una serie di prescrizioni su come devono essere
dimensionati i circuiti elettrici interni al quadro al fine di
ridurre la possibilità di un guasto.
Le principali prescrizioni sono fornite con riferimento al
sistema di sbarre interno che deve essere appunto realizzato con modalità tali da rendere remota la possibilità
che si possa generare su di esse un cortocircuito. Per il
dimensionamento delle sbarre in relazione alla tenuta al
cortocircuito diverse prescrizioni devono essere rispettate in relazione al fatto che ci si riferisca ad un sistema
di sbarre principali, oppure a circuiti da esse derivati.
3.2.1 Sistema di sbarre principali
Le sbarre principali (nude o isolate) devono essere disposte in modo che risulti improbabile che si produca un
cortocircuito interno in condizioni ordinarie di servizio.
Salvo indicazione contraria, le sbarre devono essere
dimensionate in accordo con i dati relativi alla tenuta al
cortocircuito e realizzate in modo da resistere almeno
alle sollecitazioni di cortocircuito limitate dai dispositivi
40 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
di protezione installati a monte delle sbarre sul lato alimentazione.
In pratica, se il dispositivo di protezione a monte del
sistema di sbarre non ha caratteristiche di limitazione
apprezzabili (oppure non è noto a priori) occorre dimensionare il sistema di sbarre principali in modo che abbia
una Icw maggiore della corrente di cortocircuito presente
nel punto di installazione.
Di seguito cerchiamo di approfondire il concetto con un
esempio pratico:
Fig.24
Icw=100kA
SACE
Ik=100kA
Nel quadro di figura 24 l’interruttore posto a protezione
del sistema di sbarre principale è un Emax E4H con
valore di Icw = 100kA.
Se anche il sistema di sbarre ha una Icw pari a 100kA o
superiore si dirà che il circuito, costituito dall’interruttore
e dal sistema di sbarre, ha una Icw = 100kA
Se invece il dispositivo posto a protezione del sistema
di sbarre principali è un interruttore automatico con
caratteristiche di limitazione, il sistema di sbarre può
essere dimensionato per resistere alle sollecitazioni
dovute al picco limitato ed all’energia specifica limitata
dall’interruttore.
Prendiamo in considerazione ad esempio il quadro di
figura 25 che dovrà essere installato in un impianto avente
una corrente di cortocircuito presunta Ik pari a 100kA a
400V. Come interruttore di ingresso quadro si prevede
l’utilizzo di un Tmax T6L1000.
Fig.25
Icw=50kA
3.2.2 Sbarre e conduttori di distribuzione derivati
dalle sbarre principali
3 Problematiche relative al cortocircuito
In corrispondenza della Ik, a valle del dispositivo in ingresso, si rilevano i seguenti parametri:
- energia specifica passante inferiore a 20MA2s
- corrente di picco limitata inferiore a
80kA
La presenza di un apparecchio limitatore interno al
quadro, permette quindi di installare a valle di questo
dispositivo un sistema di sbarre con una Icw < 100kA
(corrente di cortocircuito nell’impianto) a cui però dovranno corrispondere un valore di picco e di energia
specifica sopportabile superiori a quelli rilevati a valle
dell’interruttore.
Nella sezione di un quadro i conduttori e le sbarre di distribuzione posti tra le sbarre principali e il lato alimentazione
delle singole unità funzionali, come pure i componenti
costitutivi di queste unità, possono essere dimensionati
in base alle sollecitazioni di cortocircuito ridotte che si
producono a valle del dispositivo di protezione dal cortocircuito delle singole unità, purché i conduttori siano
disposti in modo tale che, in condizioni normali di servizio,
il cortocircuito interno tra le fasi e/o tra le fasi e la terra sia
da considerarsi una possibilità remota. È preferibile che
tali conduttori siano di costruzione massiccia e rigida.
Da questa prescrizione normativa, sono ovvi i vantaggi
economici e dimensionali che si ottengono, soprattutto
quando si hanno molti circuiti derivati da un unico sistema
di sbarre generale.
Fig.26
Dimensionata in base alla
limitazione dell’interruttore generale
Dimensionata in base alla
limitazione dell’interruttore T2
Dimensionata in base alla
limitazione dell’interruttore
più grande delle partenze
delle singole unità, oppure in
base alle prestazioni
dell’interruttore generale di
quadro.
Dimensionata in base alla
limitazione dell’interruttore T3
Considerando per esempio un sistema di sbarre caratterizzato da una Icw pari a 50kA, esso può sopportare i
seguenti parametri:
- energia specifica
50kA x 50kA x 1s = 2500MA2s
- una corrente di picco 50kA x 2.1 = 105kA
Risulta facile verificare che il sistema di sbarre (Icw=50kA
Ipk = 105kA I2t = 2500MA2s) è in grado di sopportare
delle sollecitazioni maggiori di quelle che si producono
a valle dell’interruttore T6L. In conclusione è quindi
possibile installare a valle del T6L un sistema di sbarre
con una Icw pari a 50kA. In questo caso si dirà che il
circuito, costituito dalle barre e dall’interruttore, ha una
Icc = 100kA, quindi idoneo alla corrente di cortocircuito
presunta dell’impianto.
d i
Ic=100kA
S b a r r a
T7
d i s t r i b u z i o n e
S b a r r a
p r i n c i p a l e
T2 160
T2 160
T3 250
T3 250
T3 250
Conduttori
Consideriamo il quadro in figura 26: dalla sbarra principale è derivata la distribuzione verticale costituita da
sbarra nuda di costruzione massiccia e con distanziatori,
così da poter essere considerata remota la possibilità di
un cortocircuito.
Da questa sbarra si staccano diversi conduttori orizzontali (in cavo) che costituiscono l’alimentazione degli
interruttori generali delle varie partenze.
Per un corretto dimensionamento della sbarra di distribuzione verticale è possibile considerare il dispositivo
in partenza che ha caratteristiche di limitazione meno
spiccate rispetto agli altri. In questo modo, anche per
un guasto a valle dell’interruttore con minori capacità di
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
41
��
Un dimensionamento della sbarra di distribuzione effettuato sulla base di quanto descritto trova riscontro
nelle prescrizioni normative; nonostante questo è prassi
comune di molti quadristi dimensionare le sbarre di distribuzione con riferimento alle prestazioni dell’interruttore
presente all’ingresso del quadro, in termini di energia
lasciata passare e di picco limitato.
I diversi cavi che alimentano i singoli interruttori saranno
invece dimensionati in funzione delle caratteristiche di
limitazione del relativo dispositivo che alimentano.
3.3Riduzione delle possibilità e degli effetti
del cortocircuito
Per quanto riguarda le prescrizioni volte a rendere remota
la possibilità di cortocircuito nei conduttori attivi, la norma CEI EN 60439-1 propone una serie di accorgimenti
dipendenti dalla tipologia di condutture.
A scopo di esempio riportiamo le indicazioni relative a:
- conduttori nudi, o conduttori ad un’anima singola con
isolamento principale, come i cavi conformi alla IEC
60227-3, per i quali si deve evitare il contatto reciproco
o il contatto con parti conduttrici, per esempio attraverso l’uso di distanziatori;
- conduttori ad un’anima singola con isolamento principale ed una temperatura massima ammessa per il
funzionamento del conduttore superiore a 90° C, per
esempio i cavi conformi alla IEC 60245-3 oppure i
cavi isolati in PVC resistenti al calore conformi alla IEC
60227-3 per i quali il contatto reciproco o con parti
conduttrici è consentito là dove non viene applicata
una pressione esterna. Si deve evitare il contatto con
spigoli vivi. Non deve esserci il rischio di danni meccanici. Questi conduttori possono essere unicamente
alimentati in modo tale che non venga superata una
temperatura di funzionamento di 70° C;
- conduttori con isolamento principale, (cavi conformi
alla IEC 60227-3), aventi un isolamento secondario
supplementare, ad esempio ricoperti singolarmente
con una guaina restringente o posti individualmente in
tubi in materiale plastico, oppure conduttori isolati con
materiale ad elevata resistenza meccanica, (isolamento
FTFE), per i quali nessuna prescrizione supplementare
è richiesta per l’installazione se non c’è il rischio di
danni meccanici.
42 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
3.3.1 Distanze minime di ancoraggio dei
conduttori
Uno dei principali problemi relativi al cortocircuito che
interessa direttamente il quadrista sono le massime
distanze di ancoraggio dei conduttori connessi agli
interruttori rispetto ai terminali degli interruttori stessi.
Come noto, all’interno dei quadri è necessario che i cavi
e le sbarre siano fissati alla struttura. Infatti, durante un
cortocircuito, le sollecitazioni dinamiche prodotte nei
conduttori potrebbero ripercuotersi sui terminali degli
interruttori con conseguente danneggiamento.
Riportiamo qui di seguito in figura 27 una serie di grafici riferiti ad interruttori della serie Tmax ed Emax che
permettono, in funzione della corrente di picco massima
in cortocircuito e della tipologia di interruttori, di determinare le massime distanze ammesse tra i terminali
dell’interruttore e il primo elemento di ancoraggio dei
conduttori.
Per conduttori ci si riferisce alle sbarre quando la corrente è superiore o uguale a 400A, mentre ci si riferisce
a cavi quando la corrente è inferiore. Questa distinzione
è fatta conformemente alle tabelle 8 e 9 della norma CEI
EN 60439-1. Se le esigenze specifiche richiedono o
prevedono l’utilizzo di sbarre anche per correnti inferiori
a 400A, le distanze ricavabili dai grafici non subiscono
variazioni, mentre le distanze riferite all’utilizzo di sbarre
non sono valide se si utilizzano cavi.
Fig.27
Distanza di posizionamento consigliata per primo setto di ancoraggio delle sbarre in funzione del picco di corrente di cortocircuito
massima presunta
Tmax T1
350
300
250
200
L [mm]
3 Problematiche relative al cortocircuito
limitazione, la sbarra si troverà sottoposta a sollecitazioni
accettabili.
150
100
50
0
10
Ipk [kA]
100
Tmax T2
Tmax T5
450
400
3 Problematiche relative al cortocircuito
Valido per:
- terminali anteriori e posteriori
- connessione attraverso barre rigide.
600
350
500
250
400
200
L [mm]
L [mm]
300
150
300
100
200
50
0
10
Tmax T3
100
Ipk [kA]
100
1000
0
500
10
400
Distanza di posizionamento consigliata per primo setto di ancoraggio delle sbarre in funzione del picco di corrente di cortocircuito massima presunta. Interruttore con terminali orizzontali e
verticali.
350
300
L [mm]
1000
100
Ipk [kA]
450
Emax
250
500
200
E1 B
150
E2 B-N
E3 N-S-H
450
100
E4 S-H
E6 H-V
400
50
0
10
Tmax T4
100
350
1000
Ipk [kA]
300
L [mm]
700
600
250
500
200
E2 L
L [mm]
400
150
300
E3 L
100
200
50
100
0
0
10
100
Ipk [kA]
1000
40
60
80
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Ipk [kA]
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
43
��
posizionare il primo setto di ancoraggio, in relazione alla
massima corrente di picco possibile per l’interruttore.
Fig.28
Tmax T1
Tmax T2
Tmax T3
Tmax T5
200
200
50
50
200
50
Tmax T4
200
1÷10mm2
50
200
200
16÷70mm2
Tmax T6
Tmax T7
200
300
44 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
200
300
200
200
60
60
200
2.5÷10mm2
200
3 Problematiche relative al cortocircuito
La figura 28 fornisce per gli interruttori scatolati Tmax un
esempio della distanza massima consigliata (in mm) a cui
Fig.29
200
200
200
Emax X1
Emax E1÷E6
Attacchi verticali
P
Attacchi orizzontali
P
3.3.2 Verifica della tenuta al cortocircuito e
limitazione degli interruttori
La norma CEI EN 60439-1 permette che, in alcuni casi,
non sia necessario verificare la tenuta al cortocircuito
del quadro. In particolare, sono esenti da verifica quei
quadri che:
- hanno correnti di breve durata o correnti condizionate
inferiori a 10kA;
- sono protetti da dispositivi limitatori di corrente aventi
una corrente di picco limitata non superiore a 17kA in
corrispondenza della massima corrente di cortocircuito
presunta ai teminali del circuito di ingresso del quadro.
Come è noto le caratteristiche di limitazione dell’interruttore sono funzione della tensione di lavoro dell’interruttore stesso.
Riportiamo nella seguente tabella 22, per i diversi interruttori di protezione e per le più comuni tensioni d’impianto, i valori che approssimativamente rappresentano
la massima corrente di cortocircuito presunta in [kA]
tale per cui il picco limitato non supera i 17kA, così da
non dover effettuare la prova di verifica della tenuta al
cortocircuito per il quadro.
Tabella 22
Interruttore
Tipologia
Attacchi piani
P
P
P
P
Attacchi anteriori
Emax
E1-E2
E3-E4-E6
E1-E6
Orizzontali
P
[mm]
250
150
-
Attacchi
Verticali
Anteriori
P
P
[mm]
[mm]
250
150
250
3 Problematiche relative al cortocircuito
La figura 29 fornisce per gli interruttori aperti Emax un
esempio della massima distanza (in mm) a cui posizionare
il primo setto di ancoraggio delle barre che si connettono all’interruttore in funzione delle diverse tipologie di
terminali disponibili, e per i valori di picco più alti, come
si ricava dai grafici di figura 27.
Piani
P
[mm]
250
Tensione nominale d’impianto
Corrente
nominale In
[A]
230Vac
415Vac
500Vac
S200
≤63
20
10
-
690Vac
-
S200M
≤63
25
15
-
-
S200P
≤25
40
25
-
-
S200P
32-63
25
15
-
-
S800
≤125
50
50
S290
≤125
25
15
-
-
T1
<160
50
35
15
6
T1
160
37
33
15
6
T2
≤32
120
85
50
10
T2
≤50
120
85
39
10
T2
≤63
120
65
30
10
T2
80 -160
120
50
29
10
T3
63
37
20
18
8
T3
80
27
18
17
8
T3
100
21
16
15
8
T3
125-160
18
15
14
8
T3
200-250
16
14
13
8
T4
20
200
200
150
80
T4
32-50
200
200
150
55
T4
80
200
100
48
32
T4
100-320
200
24
21
19
T5 T6 T7
320-1600
10
10
10
10
15(In≤80A)
6(In≤80A)
10(In≥80A)
4.5(In≥80A)
Il valore di corrente di cortocircuito riportato in tabella dovrà essere confrontato con il potere d’interruzione dell’interruttore per le diverse versioni
disponibili.
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
45
��
3 Problematiche relative al cortocircuito
3.3.3 Problematiche relative alle distanze
d’installazione
La norma CEI EN 60439-1 demanda ai costruttori degli
interruttori il compito di fornire prescrizioni per l’installazione di questi all’interno del quadro.
Riportiamo qui di seguito nelle figure 30 e 31, rispettivamente per gli interruttori ABB SACE serie Tmax ed Emax,
le indicazioni relative alle distanze da rispettare nelle installazioni fino a 690V c.a.; tali distanze sono già presenti
nei cataloghi tecnici e nei manuali degli interruttori.
Fig.30
Distanza di isolamento per installazione
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
A
[mm]
25
25
50
30(*)
30(*)
35(*)
50(*)
A
C
[mm]
20
20
20
25(*)
25(*)
20
10
B
[mm]
20
20
25
25
25
25
20
C
(*) Per Un ≥ 440V e T6L tutte le versioni: distanza A 100 mm
Nota: Per le distanze di isolamento degli interruttori a 1000V, chiedere ad ABB SACE.
B
Distanze tra due interruttori affiancati o sovrapposti
Per il montaggio affiancato o sovrapposto verificare che le sbarre o i cavi di collegamento
non riducano la distanza di isolamento in aria
Interasse minimo tra due interruttori affiancati
Larghezza interruttore [mm]
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
3 poli
76
90
105
105
140
210
210
4 poli
102
120
140
140
184
280
280
Interasse I [mm]
3 poli
76.8
90
105
105
140(*)
210
210
4 poli
102
120
140
140
184(*)
280
280
(*) Per Un ≥ 500V interasse I (mm) 3 poli 180, interasse I (mm) 4 poli 224
I
Distanza minima tra due interruttori sovrapposti
H
[mm]
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
60
90
140
160
160
180
180
Note: Le dimensioni indicate valgono con tensioni di esercizio Un fino a 690
V. Le distanze di rispetto sono da aggiungere all’ingombro massimo
degli interruttori nelle varie esecuzioni, terminali compresi. Per esecuzioni
a 1000V, chiedere ad ABB SACE.
46 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
Connessione
non isolata
Capocorda
Cavo isolato
H
H
H
Fig.31
3 Problematiche relative al cortocircuito
Dimensione della cella
A
[mm]
400
400
500
700
1000
-
Emax
E1
E2
E3
E4
E4f
E6
E6f
B
[mm]
490
490
630
790
880
1130
1260
Nota: per Emax X1 considerare le stesse indicazioni fornite in
figura 30 e riferite alla distanza di isolamento dell’interruttore
Tmax T7.
Emax versione fissa
Emax versione estraibile
500
500
B
4 poli
A
3 poli
242 min.
282 max
B
4 poli
A
3 poli
380
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
47
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Appendice A
Esempio di quadri elettrici realizzati con interruttori ABB
Appendice A
In questa appendice si riportano alcune considerazioni relative a due tipologie di quadro realizzate con interruttori
ABB.
Primo esempio
Configurazione del “fronte-quadro”
Sezione A
Sezione B
S7L - 1600A
Sezione C
E3 - 2500A
E6 - 5000A
Q5
SACE
Q2
SACE
Q1
S7L - 1250A
Q6
E2 - 1250A
S6L - 630A
SACE
Q3
Q7
S5L - 400A
Q8
E2 - 1250A
Alimentazione
S4L - 250A
SACE
Q4
Q9
Caratteristiche del quadro
Dimensioni quadro
Altezza: 2300 mm
Grado di protezione IP3X
Grado di segregazione 4B
Larghezza: 2900 mm
Profondità: 1100 mm
Tabella dati
Circuito
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
Q9
Interruttore
E6H
E3H
E2L
E2L
S7L
S7L
S6L
S5L
S4L
Corrente nominale In [A]
5000
2500
1250
1250
1600
1250
630
400
250
0.9
0.8
0.9
0.9
0.85
0.85
0.85
0.85
0.85
Corrente di prova [A]
4500
2000
1125
1125
1360
1062.5
535.5
340
212.5
Corrente di breve durata Icw [kA]
100
100
-
-
-
-
-
-
-
Corrente di picco Ipk [kA]
220
220
-
-
-
-
-
-
-
-
-
100
100
100
100
100
100
100
Fattore di contemporaneità
Corrente condizionata Icc [kA]
Nella tabella sono riportati i dati degli interruttori montati nel quadro e le portate effettive, rilevate da test eseguiti secondo la norma CEI
EN 60439-1.
Dai risultati ottenuti risulta evidente che, se il quadro è costruito con un’opportuna geometria e opportuni gradi di segregazione, posizionando correttamente gli apparecchi e con conduttori e sbarre dimensionati secondo i valori di sezione e lunghezza minima specificate
dalla norma, si ottengono per gli interruttori nel quadro delle portate prossime alle portate nominali.
Dalla tabella si vede anche come il circuito di distribuzione principale (traccia arancione), che prevede un interruttore non limitatore, dovrà
essere dimensionato per poter sopportare la corrente di cortocircuito per 1 secondo e il relativo picco; i circuiti di distribuzione (traccia
marrone) che prevedono un interruttore limitatore, potranno invece essere dimensionati per la corrente di cortocircuito condizionata,
cioè per la sezione C dovranno essere dimensionati relativamente a picco ed energia lasciati passare da E2L, mentre per la sezione A
dovranno essere dimensionati relativamente a picco ed energia lasciati passare da S7L. Il dimensionamento secondo questo criterio è
valido se si è in grado di assicurare che la possibilità che si verifichi un guasto sulla sbarra di distribuzione sia nulla. In caso contrario,
anche la sbarra di distribuzione dovrà essere dimensionata come la sbarra principale.
48 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
Secondo esempio
Appendice A
Configurazione del “fronte-quadro”
Sezione A
Sezione B
Camino
Camino
S7
estraibile
1250A
Q2
Q3
T5
estraibile
630A
Q4
T5
estraibile
400A
Q5
T4
fisso
250A
Q1
SACE
E6H
estraibile
5000A
Caratteristiche del quadro
Dimensioni quadro
Altezza: 2320 mm
Grado di protezione IP30
Grado di segregazione 4
Larghezza: 1800 mm
Profondità: 1240 mm
Tabella dati
Circuito
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Interruttore
E6H
S7H
T5H
T5H
T4H
Corrente nominale In [A]
5000
1250
630
400
250
1
1
1
1
1
Corrente di prova [A]
5000
1250
630
400
250
Corrente di breve durata Icw [kA]
100
-
-
-
-
Corrente di picco Ipk [kA]
220
-
-
-
-
-
100
100
100
100
Fattore di contemporaneità
Corrente condizionata Icc [kA]
Per la realizzazione dei circuiti di questo quadro sono stati utilizzati conduttori e sbarre con sezioni maggiori di quelle consigliate dalla
norma. In queste condizioni, come si può notare dall’analisi dei dati riportati nella tabella, le effettive portate dei circuiti nel quadro sono
venute a coincidere con le portate nominali degli interruttori.
Per la verifica della protezione delle sbarre valgono le stesse considerazioni fatte nel caso precedente.
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
49
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Appendice B
Forme di segregazione
Appendice B
Suddividendo il quadro mediante barriere o diaframmi (metallici o non metallici) in celle separate o frazioni di scomparto, si possono ottenere protezione contro i contatti con parti attive appartenenti ad unità funzionali adiacenti e
protezione contro il passaggio di corpi solidi estranei da una unità del quadro ad una unità adiacente.
Le forme tipiche di segregazione mediante barriere o diaframmi sono le seguenti:
Forma 1
Nessuna segregazione interna
Forma 2
Forma 2a
dalle unità Terminali per i conduttori esterni non separati
dalle sbarre
Segregazione delle sbarre
funzionali
Forma 2b
Terminali per i conduttori esterni separati
dalle sbarre
Forma 3
Forma 3a
Segregazione delle sbarre dalle unità funzionali Terminali per i conduttori esterni non separati
dalle sbarre e segregazione di tutte le unità funzionali l’una
dall’altra. Segregazione dei terminali per i
conduttori esterni dalle unità funzionali, ma non
da quelli delle altre unità funzionali
Forma 3b
Terminali per i conduttori esterni separati
dalle sbarre
Forma 4
Segregazione delle sbarre dalle unità funzionali
e segregazione di tutte le unità funzionali
l’una dall’altra. Segregazione dei terminali
per conduttori esterni associati ad un’unità
funzionale da quelli di qualsiasi altra unità
funzionale e dalle sbarre
Forma 4a
Terminali per i conduttori esterni nella stessa
cella come le unità funzionali associate Forma 4b
Terminali per i conduttori esterni non nella
stessa cella come le unità funzionali associate
ma in singoli spazi separati e racchiusi o in
celle
Simboli
d
c
a
Legenda
a Involucro
b Segregazione interna
c Unità funzionali compresi i terminali per i conduttori esterni associati
d Sbarre, comprese le sbarre di distribuzione
b
50 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
Appendice C
Gradi di protezione IP
Appendice C
A titolo di esempio riportiamo in tabella C i gradi di protezione minimi che deve avere un quadro affinchè possa
essere installato negli ambienti indicati, conformemente a quanto prescritto dalla norme citate.
Il grado di protezione previsto per una apparecchiatura contro i contatti con le parti attive e la penetrazione di corpi
estranei liquidi e solidi è indicato dalla sigla IP... in accordo con la CEI EN 60529.
Di seguito forniamo un breve riassunto del significato dei vari termini che compongono il codice. Per maggiori dettagli rimandiamo alla norma CEI EN 60529.
Lettere caratteristiche (Protezione Internazionale)
IP
Prima cifra caratteristica (cifra da 0 a 6, o lettera X)
Contro la penetrazione di corpi solidi estranei
Seconda cifra caratteristica (cifra da 0 a 8, o lettera X)
Contro la penetrazione di acqua con effetti dannosi
Lettera addizionale (opzionale) (lettere A, B, C, D):
Contro l’accesso a parti pericolose
Lettera supplementare (opzionale) (lettere H, M, S, W)
Informazioni supplementari
La lettera “X” deve essere utilizzata quando non è richiesta una cifra caratteristica, “XX” se sono omesse entrambe le cifre.
Tipo di quadro / tipo di ambiente
Norma e paragrafo
Apparecchiatura di protezione e manovra: quadri chiusi
CEI EN 60439-1 par. 2.3.3
Quadri per esterno
CEI EN 60439-1 par. 7.2.1.3
Quadri aventi protezione con isolamento completo
CEI EN 60439-1 par. 7.4.3.2.2
Grado minimo di protezione
Non definito
IPX3
IP2XC
Impianti in ambienti ordinari
Zone non a portata di mano
CEI 64-8/4 par. 412.2.1
IPXXB (IP2X)
Zone a portata di mano orizzontali
CEI 64-8/4 par. 412.2.2
IPXXD (IP4X)
Impianti in bagni docce e bagni pubblici
Zone 1 e 2
CEI 64-8/7 par. 701.512.2
IPX4
Zona 3
CEI 64-8/7 par. 701.512.2
IPX1
Zone 1 –2 –3 bagni pubblici soggette a pulizia con getti d’acqua
CEI 64-8/7 par. 701.512.2
IPX5
Zona 0
CEI 64-8/7 par. 702.512.2
IPX8
Zona 1
CEI 64-8/7 par. 702.512.2
IPX5
Zona 2 al coperto
CEI 64-8/7 par 702.512.2
IPX2
Zona 2 all’aperto
CEI 64-8/7 par 702.512.2
IPX4
Zona 2 soggette a pulizia con getti d’acqua
CEI 64-8/7 par 702.512.2
IPX5
Impianti in saune
CEI 64-8/7 par 703.512.2
IP24
Impianti in luoghi a maggior rischio di incendio
CEI 64-8/7 par 751.04.1
IP4X
Impianti in cantieri (Quadri ASC)
CEI EN 60439-4 par.7.2.1.1
IP44
Impianti in piscine
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
51
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Glossario
Glossario
fc fattore di contemporaneità
Inc corrente nominale del circuito
I2p, I3p... corrente di prova del circuito “2”, corrente di prova del circuito “3”, ecc.
TT temperatura assoluta [°C]
TA temperatura dell’aria ambiente [°C]
∆T sovratemperatura [K]
BT bassa tensione
ANS quadro parzialmente soggetto a prove di tipo (quadro non di serie)
c.c. corrente continua
c.a. corrente alternata
Ib corrente reale di carico
PCB potenza dissipata dall’interruttore alla Ib
PnCB potenza dissipata dall’interruttore alla InCB
InCB corrente nominale dell’interruttore
PSB potenza dissipata dalla sbarra alla Ib
PnSB potenza dissipata dalla sbarra alla InSB
InSB corrente nominale della sbarra
LSB lunghezza della sbarra
PTQ potenza totale dissipata dal quadro
AE superficie effettiva di raffreddamento
b fattore di superficie
A0 somma delle superfici individuali
d coefficiente di temperatura
IP grado di protezione
Icw corrente nominale di breve durata
Ipk corrente nominale di picco
Icc corrente nominale di cortocircuito condizionata
Ik corrente di cortocircuito presunta
n fattore di picco
52 Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
Quaderni di Applicazione Tecnica
QT4
Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione
ABB circuit-breakers inside LV switchboards
QT5
Interruttori ABB per applicazioni in corrente
continua
QT1
ABB circuit-breakers for direct current
applications
La selettività in bassa tensione con
interruttori ABB
Low voltage selectivity with ABB circuit-breakers
QT6
Quadri per bassa tensione a tenuta d’arco interno
QT2
Cabine MT/BT teoria ed esempi di calcolo
MV/LV trasformer substations: theory and examples of short-circuit calculation
QT3
Sistemi di distribuzione e protezione contro i
contatti indiretti ed i guasti di terra
Distribution systems and protection against indirect contact and earth fault
Arc-proof low voltage switchgear and controlgear assemblies
Per tener conto dell’evoluzione delle Norme e dei materiali, le
caratteristiche e le dimensioni di ingombro indicate nel presente
catalogo si potranno ritenere impegnative solo dopo conferma da
parte di ABB SACE.
ABB SACE
Una divisione di ABB S.p.A.
Interruttori B.T.
Via Baioni, 35
24123 Bergamo
Tel.: 035.395.111 - Telefax: 035.395.306-433
http://bol.it.abb.com
Tutte le soluzioni
per la Bassa Tensione
e l’Automazione.
1SDC007103G0902 Maggio ’08
Printed in Italy
4.000 - CAL
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