Protezione delle persone

Indice
6 - Protezione delle persone
n Introduzione
pag. 348
n Dispositivi differenziali
pag. 352
n Lunghezza massima protetta per la protezione delle persone
pag. 382
347
Protezione
delle persone
Introduzione
Definizioni
Effetti della corrente elettrica
sul corpo umano
Definizioni
Conduttore di protezione (PE)
Conduttore prescritto per alcune misure di protezione contro i contatti indiretti
per il collegamento di alcune delle seguenti parti: masse, masse estranee,
collettore (o nodo) principale di terra.
Conduttore PEN
Conduttore che svolge insieme le funzioni sia di conduttore di protezione
sia di conduttore di neutro.
Conduttore di terra (CT)
Conduttore di protezione che collega il collettore principale di terra (o nodo)
al dispersore o i dispersori tra di loro.
Conduttore equipotenziale principale (EQP) e supplementare (EQS)
Conduttore di protezione destinato ad assicurare il collegamento equipotenziale.
Contatto diretto
Contatto di persona con parti attive.
Contatto indiretto
Contatto di persona con una massa in tensione per un guasto.
Corrente di guasto
Corrente che si stabilisce a seguito di un cedimento dell’isolante
o quando l’isolamento è cortocircuitato.
Corrente di guasto a terra
Corrente di guasto che si chiude attraverso l’impianto di terra.
Corrente differenziale
Somma dei valori istantanei delle correnti che percorrono tutti i conduttori attivi
di un circuito in un punto dell’impianto.
Massa
Parte conduttrice di un componente elettrico che può essere toccata e che non è
in tensione in condizioni ordinarie, ma che può andare in tensione in condizioni
di guasto.
Massa estranea
Parte conduttrice non facente parte dell’impianto elettrico in grado di introdurre
un potenziale, generalmente il potenziale di terra.
Parte attiva
Conduttore o parte conduttrice in tensione nel servizio ordinario, compreso
il conduttore di neutro, ma escluso per convenzione il conduttore PEN.
Resistenza di terra
Resistenza tra il collettore (o nodo) principale di terra e la terra.
Tensione di contatto
Tensione che si stabilisce fra parti simultaneamente accessibili,
in caso di guasto dell’isolamento.
Tensione di contatto limite convenzionale (UL)
Massimo valore della tensione di contatto che è possibile mantenere per un tempo
indefinito in condizioni ambientali specificate.
Circuito di distribuzione
Circuito che alimenta un quadro di distribuzione.
Circuito terminale
Circuito direttamente collegato agli apparecchi utilizzatori o alle prese a spina.
Interruttore differenziale di tipo AC
Interruttore differenziale il cui sgancio è assicurato
cc per correnti alternate sinusoidali differenziali applicate improvvisamente o
lentamente crescenti
Interruttore differenziale di tipo A
Interruttore differenziale il cui sgancio è assicurato
cc come per il tipo AC; e
cc per correnti pulsanti unidirezionali, e
cc per correnti pulsanti unidirezionali sovrapposte ad una corrente continua senza
ondulazioni di 0,006 A con o senza controllo dell’angolo di fase, indipendenti dalla
polarità, applicate improvvisamente o lentamente crescenti.
348
Interruttore differenziale di tipo B
Interruttore differenziale il cui sgancio è assicurato come per il tipo A ed inoltre:
cc per correnti alternate sinusoidali differenziali fino a 1000 Hz,
cc per correnti differenziali continue senza ondulazioni di 0,4 volte la corrente
differenziale nominale (IDn) o 10 mA scegliendo il valore più elevato sovrapposto
ad una corrente alternata,
cc per correnti differenziali continue senza ondulazioni di 0,4 volte la corrente
differenziale nominale (IDn) o 10 mA scegliendo il valore più elevato sovrapposto
ad una corrente continua senza ondulazioni,
cc per correnti differenziali pulsanti unidirezionali raddrizzate risultanti da due o più
fasi,
cc per correnti differenziali continue senza ondulazioni provenienti da circuiti
multifase.
Le correnti differenziali sopra specificate possono essere applicate improvvisamente
o lentamente crescenti.
Isolamento principale
Isolamento delle parti attive utilizzato per
la protezione base contro i contatti diretti e indiretti.
Isolamento supplementare
Isolamento indipendente previsto in aggiunta all’isolamento principale
per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dell’isolamento
principale.
Doppio isolamento
Isolamento comprendente sia l’isolamento principale che l’isolamento
supplementare.
Isolamento rinforzato
Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive, in grado di assicurare
un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isolamento,
nelle condizioni specificate nelle relative Norme.
Sintesi delle conseguenze del passaggio della corrente
nell’organismo
1A
Arresto cardiaco
75 mA
Soglia di fibrillazione
cardiaca
30 mA
Soglia di arresto
respiratorio
10 mA
Contrazione muscolare
(tetanizzazione)
0,5 mA
Sensazione molto
debole e scossa
Effetti della corrente elettrica sul corpo umano
Il rischio maggiore dell’elettricità risiede nell’azione delle correnti elettriche sulle due
più importanti funzioni dell’organismo: la respirazione e la circolazione.
Non sono comunque da sottovalutare i rischi di ustioni dovute al passaggio della
corrente elettrica attraverso l’organismo.
Limiti di percezione
Il limite di percezione è molto variabile da un soggetto all’altro. Alcune persone
percepiscono la corrente di intensità nettamente inferiori a 1 mA, mentre altre
cominciano a percepire il passaggio della corrente ad intensità più elevate,
dell’ordine di 2 mA.
Contrazione muscolare
Approssimativamente la corrente di rilascio in CA 50÷100 Hz ha il valore di 10 mA
per le donne e di 15 mA per gli uomini.
Alcuni soggetti però sono in grado di liberarsi a correnti superiori (differenze sensibili
secondo il sesso degli individui, l’età, le condizioni di salute, il livello di attenzione,
ecc.).
Arresto respiratorio
Per le correnti da 20 a 30 mA, le contrazioni possono raggiungere l’apparato
muscolare respiratorio fino a procurare un arresto respiratorio.
Fibrillazione ventricolare
Esiste una proporzionalità approssimativa tra il peso corporale e la corrente
necessaria alla fibrillazione, che permette di identificare una soglia compresa
tra 70 e 100 mA.
In realtà questa soglia non può essere definita in modo preciso poiché essa varia
con le condizioni fisiologiche del soggetto, ma anche con i parametri ambientali e
casuali dell’incidente: percorso della corrente all’interno del corpo, resistenza
dell’organismo, tensione, tipo di contatto e tempo di passaggio della corrente
nell’organismo.
Rischi di ustioni
Un altro rischio importante collegato all’impiego dell’elettricità è legato alle ustioni.
Queste sono molto frequenti in caso di incidenti domestici e soprattutto industriali.
Esistono due tipi di ustioni:
cc dovuta all'arco: è causata dal calore irradiato dall’arco elettrico;
cc elettrotermica: è un’ustione elettrica dovuta al passaggio della corrente elettrica
attraverso l’organismo.
349
Introduzione
Protezione
delle persone
Classificazione dei componenti elettrici
Protezione da contatti elettrici diretti
ed indiretti
classificazione dei componenti elettrici
classe 0
Isolamento principale
Involucro
metallico
componente dotato di isolamento principale
e non provvisto di alcun dispositivo per il collegamento
delle masse a un PE
c masse isolate da terra
c protezione contro i guasti di isolamento affidate
alle caratteristiche dell'ambiente circostante
(es: pedana isolante)
componente dotato di isolamento principale e provvisto
di un dispositivo di collegamento delle masse a un PE
c masse collegate a terra
c protezione contro i guasti di isolamento affidata
ai dispositivi di protezione dei circuiti
componente dotato di doppio isolamento o di isolamento
rinforzato e non provvisto di alcun dispositivo
per il collegamento delle masse ad un PE
l’isolamento supplementare può essere un involucro isolante
con grado di protezione almeno IPXXB
c masse isolate da terra
c possibilità di realizzare un isolamento equivalente durante
l'installazione mediante isolamento supplementare
componente ad isolamento ridotto perché destinato
ad essere alimentato esclusivamente da un sistema
a bassissima tensione di sicurezza
esempio: circuito SELV (V - 50 V CA)
Massa
classe I
Isolamento principale
Involucro
metallico
Massa
classe II
Ulteriore isolamento
Isolamento
principale
classe III
50 V
Nota: le condutture elettriche realizzate con i seguenti componenti hanno isolamento di classe II:
cc cavi con guaina non metallica con tensione nominale maggiore di un gradino rispetto a quella necessaria per il sistema elettrico;
cc cavi unipolari senza guaina installati in tubo o canale isolante conformi alle rispettive norme;
cc cavi con guaina metallica aventi isolamento idoneo.
Sistema
di sbarre
1 2 3 N
Contatto diretto
Protezione da contatti diretti
Qualunque sia il sistema di neutro, nel caso di un contatto diretto, la corrente
che ritorna alla fonte di energia è quella che attraversa il corpo umano.
I mezzi per proteggere le persone dai contatti diretti sono di diverso tipo
(norma CEI 64.8).
Protezione totale
cc Isolamento delle parti attive (scatola isolante degli interruttori,
isolamento del cavo, ecc);
cc impiego di involucri o barriere con un grado di protezione almeno IPXXB.
In caso di superfici orizzontali di barriere o involucri a portata di mano il grado
di protezione non deve essere inferiore a IPXXD.
Protezione parziale
Protezione mediante allontanamento delle parti attive o con un interposizione
di un ostacolo, tra le parti in tensione e l’utente, rimovibile senza attrezzi particolari.
Per altro, alcune installazioni possono presentare rischi particolari, malgrado
l’attuazione delle disposizioni precedenti, come l’isolamento che rischia di essere
danneggiato, conduttori di protezione assenti o con rischi di rottura
(cantiere, miniere, ecc.).
Protezione addizionale
Dispositivi differenziali a corrente residua (DDR) ad alta sensibilità (I∆n ­30 mA).
Tali dispositivi sono riconosciuti come protezione addizionale e quindi in aggiunta
alle misure di protezione sopra indicate e non come unico mezzo di protezione
contro i contatti diretti.
Circuiti a bassissima tensione
Tali circuiti permettono di realizzare una protezione combinata contro i contatti diretti
e indiretti tramite l’alimentazione dei circuiti a bassissima tensione, l’utilizzo
di componenti speciali e particolari condizioni di installazione.
350
Guasto di
isolamento
Contatto indiretto
Protezione da contatti indiretti
Le misure di protezione contro i contatti indiretti sono di due tipi:
cc protezione senza interruzione automatica del circuito tramite:
vv componenti con isolamento doppio o rinforzato (materiali in classe II),
vv quadri prefabbricati aventi un isolamento completo e cioè realizzato con
apparecchi in classe II, involucro in materiale isolante, ecc. (Norma CEI EN 60439-1),
vv isolamento supplementare in aggiunta a quello principale,
vv separazione elettrica realizzata con un trasformatore di isolamento,
vv locali in cui pavimenti e pareti sono in materiale isolante,
vv locali in cui le masse siano collegate tra loro da un conduttore equipotenziale
e non siano connesse con la terra;
cc protezione tramite interruzione automatica del circuito.
È il metodo maggiormente usato per la maggior semplicità delle regole da osservare
(rispetto a quelle previste dai casi precedentemente elencati) e per la minore
dipendenza dalla conservazione nel tempo delle misure adottate per ottenere
la protezione.
Perché si possa realizzare una protezione attiva contro i contatti indiretti è
necessario che:
cc tutte le masse estranee e tutti gli elementi conduttori accessibili siano collegati
all'impianto di terra tramite un conduttore di protezione.
Due masse accessibili simultaneamente devono essere collegate al medesimo
dispersore;
cc i tempi di intervento della protezione siano tali da garantire l'incolumità della
persona che venga a contatto con una massa accidentalmente sotto tensione.
Il massimo tempo di intervento delle protezioni dipende:
cc dal sistema di neutro;
cc dalla tensione nominale tra fase e terra;
cc dalle caratteristiche dell'ambiente.
351
Protezione
delle persone
Dispositivi differenziali
Funzionamento
Selettività differenziale
Funzionamento
Il principio della protezione differenziale di Schneider Electric si basa su un sistema
in grado di assicurare quasi istantaneamente tre funzioni successive:
rilevazione della corrente di dispersione, misura della stessa ed interruzione
del circuito affetto da guasto.
cc La rilevazione è ottenuta mediante un trasformatore di corrente (toroide)
in cui il primario è rappresentato dai conduttori attivi del circuito da proteggere.
In condizioni normali, la somma vettoriale delle correnti che attraversano
i conduttori attivi è nulla, pertanto i flussi generati all’interno del toroide si annullano
reciprocamente. La comparsa di una corrente di dispersione rompe quest’equilibrio
ed induce una corrente residua al secondario.
cc La misura é effettuata da un relè elettromagnetico che compara il segnale elettrico
ricevuto dal toroide con la soglia d’intervento prestabilita (sensibilità).
Il principio di funzionamento del relè è il seguente: un elettromagnete alimentato
dalla corrente residua trasmessa dal toroide, esercita sul meccanismo di sgancio
una forza che si contrappone a quella esercitata da un magnete permanente per
trattenere i contatti in posizione di chiuso. Finché la forza del magnete permanente
è superiore a quella dell’elettromagnete, il circuito rimane chiuso.
cc L’intervento avviene quando la corrente residua è sufficientemente elevata
per annullare l’effetto del magnete permanente: il meccanismo di sgancio comanda
l’apertura dei contatti, interrompendo così, il circuito in cui si è verificato il guasto.
I dispositivi differenziali Multi 9 sono di tipo elettromeccanico con funzionamento
a corrente propria.
La tecnologia a corrente propria è la più sicura, perché è indipendente dalla tensione
di rete e soprattutto non richiede alcuna sorgente d’alimentazione esterna.
Selettività orizzontale
Permette il risparmio di un interruttore differenziale a monte dell’impianto
quando gli interruttori sono installati nello stesso quadro.
La parte di quadro e l’impianto a monte dei dispositivi differenziali devono essere
realizzati in modo da ridurre al minimo il rischio di messa in tensione accidentale
delle masse. In caso di perdita di isolamento solo la partenza interessata al guasto
viene messa fuori servizio in quanto gli altri dispositivi differenziali non rilevano
alcuna corrente verso terra.
Ig
Selettività verticale
DDR
DDR
Selettività orizzontale
ritardo tA>tBTOT
I∆nA ≥ 2 I∆nB
tempo totale
di interruzione tBTOT
I∆nB
Selettività verticale
352
Per ragioni legate alla continuità di esercizio ed ai pericoli indotti da un eventuale
mancanza di energia elettrica può essere richiesto un coordinamento selettivo tra
due o più dispositivi differenziali disposti in serie.
Per assicurare la selettività tra due dispositivi in serie è necessario soddisfare
contemporaneamente le seguenti condizioni:
cc la corrente differenziale nominale del dispositivo a monte deve essere almeno
il doppio di quella del dispositivo a valle:
I∆nA ≥ 2I∆nB.
Questo per tener conto della tolleranza ammessa dalle norme le quali prevedono
che l’intervento sia garantito per correnti uguali o superiori a I∆n e che il differenziale
non intervenga per correnti inferiori uguali a 0,5 I∆n.
Le correnti comprese tra 0,5 I∆n e I∆n appartengono al campo di tolleranza di
intervento della protezione differenziale ammesso dalle norme di prodotto.
Un dispositivo differenziale con soglia di intervento pari a 30 mA non interviene
per correnti inferiori a 15 mA, potrebbe intervenire per correnti comprese tra 15
e 30 mA e deve intervenire per correnti superiori a 30 mA.
cc Il ritardo intenzionale tA imposto al dispositivo a monte deve essere superiore
al tempo totale di interruzione tB TOT del dispositivo a valle
tA ≥ tB TOT
Così facendo la selettività differenziale è garantita per tutti i valori di corrente
superiori alla soglia di intervento del dispositivo differenziale disposto a valle.
Nel campo degli interruttori differenziali per uso domestico e similare la selettività
si può ottenere utilizzando dispositivi di protezione a corrente differenziale del tipo s
in serie con dispositivi di protezione a corrente differenziale di tipo generale.
In questo caso occorre rispettare un rapporto minimo tra le soglie di intervento pari a 3.
Per ottenere selettività con i dispositivi a corrente differenziale nei circuiti
di distribuzione è ammesso un tempo
di interruzione non superiore a 1 s.
Quando si utilizza un relé differenziale esterno all’apparecchio di interruzione
il tempo tB TOT include il tempo di risposta del relé differenziale e del dispositivo
di apertura dell’interruttore automatico e il tempo di interruzione di quest’ultimo
(generalmente inferiore a 50 ms).
Il coordinamento tra le protezioni differenziali Schneider Electric permette di garantire
la continuità di servizio fra 2 o 3 livelli.
Comportamento in presenza
di correnti non sinusoidali
Comportamento degli interruttori differenziali
in presenza di correnti con componenti pulsanti
unidirezionali e/o continue
a
Bb
Ba
B
b
H
a
b
tipo AC
tipo A
L’utilizzo ormai sempre più diffuso, anche in ambienti non necessariamente di tipo
industriale, di apparecchi con dispositivi elettronici di controllo o regolazione può
comportare, in caso di guasto a terra, correnti di dispersione con componenti
continue oppure pulsanti di tipo unidirezionale.
Le Norme IEC e EN prevedono la classificazione dei dispositivi differenziali in tre tipi
secondo la loro attitudine a funzionare in presenza di una corrente di guasto aventi
componenti continue o pulsanti unidirezionali.
Tipo AC
Dispositivi differenziali sensibili alla sola corrente di dispersione alternata.
Tipo A
Dispositivi differenziali che garantiscono le caratteristiche di funzionamento
anche per correnti di dispersione con componenti pulsanti ben specificate.
Tipo B
Dispositivi differenziali che garantiscono le caratteristiche di funzionamento
anche per le correnti di dispersione di tipo continuo.
Le Norme per gli apparecchi di tipo domestico (CEI EN 61008 e CEI EN 61009)
e industriale (CEI EN 60947-2/App.B) hanno ben distinto e definito le prove
e le prescrizioni per i dispositivi di tipo AC (di gran lunga ad oggi i più utilizzati)
e di tipo A. È relativamente recente, all’interno delle norme di prodotto, la definizione
delle prescrizioni e delle prove per i dispositivi differenziali classificati di tipo B.
Ciò è stato fatto sia nel campo di applicazione domestico (CEI EN 62423),
che in quello industriale (CEI EN 60947-2/App.M). Quest’ultima in particolare
per i dispositivi differenziali a toroide separato (vedere pag. 363 dispositivi
differenziali).
Il circuito magnetico dei dispositivi di tipo AC è realizzato in materiale magnetico
con ciclo di isteresi molto ripido (curva a).
In presenza di una corrente di guasto verso terra con componente continua,
il ciclo di isteresi e il segnale di guasto, proporzionale alla variazione di induzione
∆B, si riducono e di conseguenza il dispositivo differenziale non è in grado
di intervenire.
Il circuito magnetico dei dispositivi di tipo A è realizzato in materiale magnetico
con ciclo di isteresi molto più inclinato e ristretto del precedente (curva b).
In presenza di correnti di guasto verso terra con componenti pulsanti il ciclo
non subisce variazioni sostanziali e di conseguenza il segnale di guasto è sufficiente
a far intervenire il dispositivo differenziale.
353
Dispositivi differenziali
Protezione
delle persone
Esempi di circuiti
Forme d’onda delle correnti di guasto a terra
in circuiti che presentano componenti elettronici
In questo paragrafo si tratterà della protezione mediante interruttore differenziale
di apparecchi in classe di isolamento I. Nella figura sottostante sono mostrati degli
esempi di circuiti elettronici con a fianco l’andamento della corrente di guasto a terra.
La forma d’onda della corrente di guasto a terra è legata alla tensione esistente
tra il punto di guasto e il punto a terra dell’impianto. Solo nel caso in cui si abbiano
componenti elettronici bidirezionali (schema A) la corrente di guasto è alternata
e quindi tale da consentire l’intervento dei dispositivi differenziali di tipo AC.
Nell’ambito domestico e similare la distribuzione e i sistemi di raddrizzamento sono
monofase e questo corrisponde agli schemi da B a G. L’andamento delle correnti
di guasto è di tipo pulsante e di conseguenza i DDR di tipo A garantiscono
generalmente la protezione delle persone. Fa eccezione il caso dello schema D,
in cui la presenza di un condensatore con la sua corrente di scarica introduce
nella forma d’onda della corrente di guasto una componente continua; in questo
caso il DDR di tipo A è in grado di rilevare la corrente di guasto soltanto nel caso
in cui si stabilisca in maniera molto rapida, per cui risulta più indicato l’impiego
di un differenziale di tipo B. Nell’ambiente industriale la maggior parte
dei raddrizzatori sono trifasi (schemi da H a J della figura). Alcuni di questi schemi
possono generare una corrente di guasto continua con un basso tasso
di ondulazione:
cc lo schema H fornisce una tensione raddrizzata con un basso tasso di ondulazione
a regime, quindi delle correnti di guasto difficili da rilevare con il DDR di tipo A;
cc lo schema K invece genera delle correnti di guasto molto parzializzate e quindi
rilevabili dagli stessi DDR di tipo A, ma è equivalente allo schema H nel caso
di conduzione di onda non parzializzata;
cc lo schema J è il più frequente e si trova normalmente nei variatori di velocità
per motori a corrente continua. Con questo schema, per la presenza della forza
controelettromotrice e dell’induttanza del motore, si generano delle correnti di
guasto meno ondulate che nel caso degli schemi precedenti H e J, specialmente
alle alte velocità; occorre quindi utilizzare necessariamente un differenziale di tipo B.
circuito con componente elettronico
bidirezionale: si può utilizzare
un differenziale di tipo AC.
schema A
Id
ii
ph
ωt
N
circuiti per saldatrici o regolatori
di luminosità: è preferibile utilizzare
un differenziale di tipo A.
schema B
Id
ph
R
N
ωt
Schema C
Id
ph
R
N
circuito per carica batterie monofase:
è più indicato l’impiego di un differenziale
di tipo B.
schema D
ph
N
354
ωt
Id
ωt
circuito per l’alimentazione di apparecchi
domestici a motore: è preferibile utilizzare
un differenziale di tipo A
schema E
ph
Id
M
N
raddrizzatore a ponte monofase non
controllato (schema F) e controllato
(schema G) utilizzato in ingresso
all’alimentazione di vari apparecchi
elettrici (TV, forno micro-onde, calcolatori,
fotocopiatrici): è preferibile utilizzare
un differenziale di tipo A
ωt
schema F
Id
ph
N
R
ωt
schema G
Id
ph
R
N
ωt
ponte trifase utilizzato in raddrizzatori
per saldatrici, elettrocalamite ed elettrolisi:
utilizzare un differenziale di tipo B
schema H
(+)
Id
guasto su (+)
1
2
ωt
3
guasto su (-)
(-)
ponte trifase controllato per rete in c.c.
di tipo industriale: in caso di onda
parzializzata può essere sufficiente
utilizzare un differenziale di tipo A
schema K
(+)
Id
guasto su (+)
1
2
ωt
3
guasto su (-)
(-)
ponte trifase controllato utilizzato
nei variatori di velocità per motori in c.c.:
utilizzare un differenziale di tipo B
schema J
Id
(+)
1
2
guasto su (+) alle basse velocità
wt
3
Id
guasto su (+) alle alte velocità
(-)
wt
355
Dispositivi differenziali
Protezione
delle persone
Perturbazioni
Dispositivi differenziali super immunizzati
A
200
90%
Le perturbazioni dei dispositivi differenziali
I dispositivi di protezione differenziali (interruttori automatici differenziali, interruttori
non automatici differenziali a toroide separato) sono utilizzati in campo civile,
terziario e industriale.
La protezione differenziale viene installata per assicurare tre funzioni fondamentali:
cc proteggere le persone contro il rischio di un contatto indiretto;
cc proteggere contro le correnti di guasto verso terra che possono essere causa
di rischi d’incendio;
cc assicurare una protezione addizionale contro il rischio di un contatto diretto.
10µs (f=100 kHz)
10%
t [µs]
ca 0,5 µs
60%
Fig. 1: Andamento dell’onda di prova “ring wave”
Cosa vuol dire intervento intempestivo di un differenziale
Un dispositivo differenziale deve essere in grado, in qualunque momento,
di assicurare la protezione differenziale senza intervenire sotto l’azione di una
corrente di dispersione transitoria, cioè in assenza di un vero guasto d’isolamento.
Questi interventi intempestivi nuociono al comfort dell’ambiente e alla continuità
di servizio e possono spingere l’utente ad eliminare l’inconveniente disattivando
il dispositivo di protezione.
Si definisce intervento intempestivo di una protezione differenziale il suo intervento
causato da correnti di dispersione non pericolose per le persone e per i beni.
Quali sono le cause?
I differenziali sono sensibili a numerose perturbazioni.
In realtà, sono le conseguenze di queste perturbazioni, cioè la creazione di correnti
di dispersione verso terra, che, rilevate dai dispositivi differenziali,
possono provocare dei malfunzionamenti.
Negli impianti di bassa tensione le perturbazioni possono avere origine all’interno
dell’impianto stesso oppure possono provenire dall’esterno (es. fenomeni atmosferici,
reti di media tensione).
Tipi di perturbazioni
Le perturbazioni sono essenzialmente dovute a sovratensioni e ad armoniche:
cc sovratensioni dovute a scariche atmosferiche: sono quelle più elevate
in ampiezza. Esse producono nella rete un’onda di sovratensione transitoria,
che provoca correnti di dispersione attraverso le capacità costituite dalla rete
e dalla terra;
cc sovratensioni di manovra: si verificano in corrispondenza dell’apertura
e della chiusura di circuiti capacitivi (batterie di condensatori), induttivi (motori)
e all’interruzione di correnti di cortocircuito.
Le sovratensioni di manovra provocano correnti di dispersione di forma paragonabile
a quella originata da fenomeni atmosferici, sono generalmente più frequenti,
ma di ampiezza minore;
cc sovratensioni a frequenza industriale: sono quelle dovute ad esempio a:
cc guasto d’isolamento in rete IT;
cc rottura del neutro con conseguente squilibrio delle tensioni di fase;
cc intervento di scaricatori su linee MT con conseguente innalzamento
del potenziale di terra dell’installazione (e quindi delle masse collegate);
cc guasto MT/BT in cabina;
cc tensioni con forte contenuto armonico prodotte da apparecchi connessi alla rete
di media tensione (es. forni ad arco);
cc correnti di dispersione verso terra permanenti dovute alla presenza nell’impianto
di apparecchi elettronici che possiedono in ingresso un filtro capacitivo collegato tra
le fasi e la massa.
Queste correnti permanenti sono sia a frequenza industriale che ad alta frequenza;
cc correnti e tensioni con forti componenti armoniche generate dalla presenza
sempre più massiccia di componenti elettronici negli impianti.
Se si eccettua il caso delle scariche atmosferiche, le perturbazioni interne alle reti BT
hanno un’influenza molto più forte sul funzionamento dei differenziali rispettto alle
perturbazioni esterne per ragioni di maggiore prossimità e intensità dei fenomeni.
Gli effetti delle perturbazioni che hanno origine sulla rete di media tensione sono
ammortizzati dalla presenza del trasformatore MT/BT e dei cavi dell’impianto.
Immunità dei dispositivi differenziali
Per verificare il comportamento degli interruttori differenziali nei confronti di
questi fenomeni, le Norme CEI EN 61008 e CEI EN 61009 hanno introdotto una
prova da effettuare in laboratorio utilizzando generatori di impulso ben specificati con
i quali si può ottenere una tensione transitoria di tipo oscillatorio, la cui forma d’onda,
nota come “ring-wave” (vedi fig.1), è definita dalle seguenti caratteristiche:
cc 0,5 µs: durata del fronte di risalita;
cc 100 kHz: frequenza di oscillazione del fenomeno transitorio;
cc 200 A: valore di picco iniziale della corrente.
356
In aggiunta, i dispositivi differenziali della gamma modulare Schneider Electric
di tipo standard sono sottoposti ad un ulteriore verifica; si tratta di una prova,
prevista dalla Norma Internazionale IEC60 (e ripresa dalla norma francese relativa
agli interruttori di utenza NFC 62-411), nella quale il dispositivo è sottoposto
ad un’onda di corrente di tipo impulsivo che simula la corrente di fuga che circola
attraverso le capacità in aria esistenti tra impianto e terra in conseguenza di una
sovratensione atmosferica. Questa corrente è definita dalle seguenti caratteristiche:
cc 8 µs: durata del fronte di risalita;
cc 20 µs: tempo fino all’emivalore;
cc 250 A: valore di picco della corrente di prova per i differenziali istantanei;
cc 3000 A: valore di picco della corrente di prova per i differenziali selettivi.
A
250
125
8
20
Fig. 2: Andamento dell’onda di prova IEC60
t [µs]
I dispositivi differenziali super immunizzati (tipo "si")
I dispositivi differenziali dalla gamma "si" super immunizzati sono dei relé
differenziali di tipo A concepiti appositamente per sopportare le perturbazioni
presenti negli impianti, senza che si abbiano interventi intempestivi o
desensibilizzazione del relé per saturazione del toroide.
La soluzione proposta da Schneider Electric si basa sull’inserimento tra il toroide
e il relé di sgancio di un filtro elettronico che introduce un leggero ritardo allo sgancio
del relé; questo ritardo consente al differenziale di tipo "si" di sopportare tutti
i fenomeni transitori, restando nei limiti di sicurezza per quanto riguarda i tempi
d’intervento (tempo di sgancio a 2I∆n < 30 ms).
Influenza delle sovratensioni
I nuovi differenziali istantanei tipo "si" resistono a dei livelli ben superiori
di sovratensioni rispetto a quelli previsti dalle norme CEI EN 61008 e CEI EN 61009
e sopportano, senza interventi, la maggior parte delle sovracorrenti transitorie verso
terra provocate dalle scariche atmosferiche o dalle manovre sulla rete attraverso
le capacità della linea e dei filtri degli utilizzatori.
Infatti i differenziali "si" sono concepiti per non sganciare istantaneamente,
ma con una leggera temporizzazione dell’ordine di 10 ms, consentendo così
una miglior tenuta ai transitori.
Influenza delle correnti ad alta frequenza
Correnti ad alta frequenza sono generate e inviate a terra dai filtri di alcuni carichi
come ad esempio i reattori elettronici delle lampade fluorescenti, i variatori
di velocità dei motori, i variatori elettronici di luminosità, ecc.. Inoltre questi carichi
possono dare luogo a correnti di dispersione verso terra con componenti continue.
In funzione del numero di utilizzatori installati, si possono presentare due tipi
di problemi con i differenziali standard:
cc intervento intempestivo dovuto alle correnti ad alta frequenza di modo comune;
cc non intervento per saturazione dovuto alle componenti continue della corrente
di dispersione verso terra.
I filtri della nuova gamma "si" sono di tipo passo basso e quindi attenuano gli effetti
delle componenti ad alta frequenza della corrente di dispersione verso terra.
Il differenziale di tipo "si" è quindi in grado di realizzare un declassamento in
frequenza, adattando la soglia di sgancio alla frequenza della corrente; ad esempio
con una corrente di dispersione a 1000 Hz la soglia di sgancio I∆n di un interruttore
differenziale da 30 mA diventa pari a 14 I∆n, ma gli effetti di una corrente a 1000 Hz
che attraversa il corpo umano sono molto inferiori a quelli provocati dallo stesso
valore di corrente a 50 Hz.
Nei differenziali di tipo standard il relé di sgancio riceve continuamente un segnale
elettrico del trasformatore, creando un rischio permanente di intervento intempestivo
o di saturazione. Nella gamma "si" il segnale non arriva al relé fino a che tutti i filtri
non autorizzano l’intervento.
Stabilità della soglia d’intervento
La stabilità della soglia d’intervento alle basse temperature è garantita dalla scelta
di un opportuno materiale magnetico del toroide così come da una configurazione
dell’insieme elettronica/relè favorevole.
I dispositivi differenziali della gamma "si" funzionano fino ad una temperatura
di ≤25°C.
357
Dispositivi differenziali
Protezione
delle persone
Perturbazioni
Dispositivi differenziali super immunizzati
Esempi d’impiego del differenziale "si"
"si"
"si"
Le sovratensioni di origine atmosferica e gli utilizzatori prioritari.
Quando un fulmine cade nei pressi di un immobile o di un fabbricato, la rete
è sottoposta ad un onda di tensione che genera delle correnti di dispersione
transitorie che si richiudono verso terra attraverso i cavi o i filtri. In funzione
dell’intensità, della prossimità dell’impatto e delle caratteristiche dell’installazione
elettrica, queste correnti di dispersione possono provocare un intervento
intempestivo.
Per garantire la continuità di servizio dei circuiti prioritari, assicurando
contemporaneamente la sicurezza, in caso di perturbazioni atmosferiche occorre
associare:
cc uno scaricatore di sovratensioni, che permette di proteggere gli utilizzatori
sensibili dalle sovratensioni atmosferiche;
cc un dispositivo differenziale 300/500 mA tipo "si" selettivo a monte, per assicurare
una selettività differenziale totale;
cc un dispositivo differenziale 30 mA tipo "si", installato a protezione degli utilizzatori
prioritari.
La micro-informatica e gli interventi intempestivi
Per garantire la conformità alle direttive europee riguardanti la compatibilità
elettromagnetica, numerosi costruttori hanno installato all’interno dei loro prodotti
informatici dei filtri antidisturbo.
Questi filtri generano delle correnti di dispersione permanenti a 50 Hz, dell’ordine
di 0,5 ÷ 1,5 mA per apparecchio, a seconda del modello e della marca.
Quando più utilizzatori di questo tipo sono collegati alla stessa fase, le correnti di
dispersione si sommano vettorialmente; nelle reti trifasi, le dispersioni di due fasi
possono annullarsi reciprocamente in funzione del loro sfasamento e delle
dispersioni prodotte su ciascuna fase.
Quando la somma delle correnti di dispersione permanenti raggiunge
approssimativamente il 30% della soglia nominale della sensibilità del dispositivo
differenziale (I∆n), è sufficiente una piccola sovratensione o picco di corrente
(provocato, per esempio, dall’avviamento di uno o di più personal computers)
per provocare un intervento intempestivo. Le possibili soluzioni sono:
cc suddividere i circuiti: la divisione dei circuiti evita il sovrannumero di utilizzatori
dipendenti dallo stesso differenziale convenzionale monofase. Si arriva ad un
massimo di 6 utilizzatori partendo dalla seguente considerazione: nel peggiore
dei casi, ipotizzando una dispersione di 1,5 mA per ognuno, la dispersione totale
è pari a 9 mA, cioè il 30% della soglia di sensibilità del differenziale da 30 mA;
cc utilizzare dei dispositivi "si": grazie al suo comportamento in presenza di correnti
transitorie, la gamma "si" è particolarmente indicata in presenza di apparecchiature
informatiche. Permette l’installazione di un maggior numero di apparecchi
(fino ad un massimo di 12 utilizzatori informatici) a valle dello stesso dispositivo
differenziale, senza che si verifichino interventi intempestivi.
Lampade fluorescenti con reattore elettronico
Le lampade fluorescenti possono dare origine a tre tipi di problemi:
cc correnti di dispersione continue pulsanti;
cc correnti di dispersione ad alta frequenza per la presenza di filtri capacitivi collegati
verso terra o correnti ad alta frequenza introdotte nella rete che provocano anomalie
di funzionamento del relé;
cc correnti di spunto all’accensione o allo spegnimento a causa dei transitori
d’inserzione dovuti alla carica dei condensatori alla messa in tensione.
Se le correnti di dispersione ad alta frequenza sono deboli non provocano
l’intervento del differenziale, ma inducono comunque una presensibilizzazione
del relé di sgancio. In caso d’inserzione di altri circuiti dello stesso tipo, le correnti
di spunto dovute alla capacità dei reattori delle lampade verso terra, sensibilizzano
ulteriormente il relé dando origine a interventi intempestivi dei differenziali.
Le possibili conseguenze in caso di impiego di differenziali toroidali sono:
cc non intervento per saturazione dei differenziali di tipo AC;
cc interventi intempestivi per correnti di spunto o ad alta frequenza di valore
superiore alla soglia di sgancio.
La soluzione a questi problemi può essere quella di limitare il numero di reattori
elettronici a valle di ogni differenziale standard a meno di 20 per fase.
In alternativa si possono utilizzare dei dispositivi differenziali di tipo "si",
con i quali si ha la possibilità di collegare fino a 50 reattori elettronici per fase.
358
Perturbazioni
Dispositivi con richiusura automatica
I RED, REDs e REDtest, Riarmo E Differenziale, offrono le seguenti funzioni:
cc protezione delle persone contro i contatti diretti e indiretti
cc protezione delle installazioni elettriche contro i guasti di isolamento
cc interruzione dei circuiti di carico già protetti contro sovraccarichi e cortocircuiti
cc riarmo automatico in seguito a controllo isolamento del circuito a valle
cc verifica automatica e periodica del dispositivo, senza interruzione
dell’alimentazione del circuito a valle (REDtest).
Funzionamento
Dispositivo di riarmo
Il dispositivo di riarmo automatico integrato provoca la chiusura automatica
del dispositivo differenziale dopo aver verificato l’isolamento del circuito a valle.
In caso di guasto la richiusura del RED non è consentita.
Test
cc La funzione Test è possibile solo in modalità manuale, con coperchio aperto in
posizione Auto Off. L’operatore può verificare manualmente il funzionamento del
dispositivo premendo il tasto Test. Il circuito a valle viene temporaneamente
interrotto. A questo punto occorre richiudere manualmente il RED agendo sulla leva
O-l per alimentare nuovamente il circuito a valle.
Istogramma di funzionamento e segnalazione
di un ciclo di riarmo
Impianto guasto
Impianto funzionante
Contatto
Fase di controllo
Test impianto
Attivazione disp. molla
Lampeggiamento
LED (modo funzionamento)
Apertura
sportello scorrevole
Rilevamento
guasto e blocco
Guasto
Riarmo
Avvio ciclo
di riarmo
Guasto transitorio
Tensione a valle
Nota: per il funzionamento e i cicli di verifica dei differenti modelli, si rinvia alla guida tecnica del catalogo Multi9 LEES CAB 200 FI.
359
Protezione
delle persone
Dispositivi differenziali
Agenti inquinanti
Dispositivi differenziali super immunizzati
per ambienti estremi
Dispositivi differenziali super immunizzati
per ambienti estremi (tipo )
L’azione di sostanze corrosive o di agenti inquinanti, tipica in ambienti estremi quali
piscine, porti, campeggi, industrie, può provocare conseguenze disastrose sui
dispositivi differenziali. Questo stato di pericolo si ripercuote immediatamente sulla
sicurezza delle persone (rischio di scossa elettrica) e delle cose (rischio di incendio).
In atmosfere corrosive, inquinate o con un elevato grado di umidità i dispositivi
differenziali tradizionali, infatti, possono subire un rapido deterioramento interno che
ne pregiudica il corretto funzionamento. La nuova gamma
è la soluzione idonea
per tutti gli impianti in ambienti con presenza di cloro ed altri gas corrosivi,
in ambienti umidi o salini.
Grazie alla particolare conformazione interna, i differenziali tipo
di Schneider
Electric aggiungono alla capacità del differenziale tipo "si" di eliminare i problemi
di sgancio intempestivo o mancato intervento, la garanzia di una resistenza agli
ambienti corrosivi unica nel mercato, rispondendo così alle esigenze di continuità
di servizio e di sicurezza più stringenti.
Caratteristiche costruttive
Gli organi interni del differenziale sono ricoperti con un deposito di carbonio amorfo
(DLC Diamant Like Carbone), conosciuto per il suo carattere di inalterabilità nel
tempo (utilizzato ad esempio per la fabbricazione di attrezzi di precisione, protesi
mediche, ecc.). Questo rivestimento conferisce un’alta resistenza alla corrosione di
tutte le parti metalliche del differenziale.
Principali applicazioni per l’utilizzo di differenziali
A seconda delle caratteristiche dell’ambiente di installazione, e quindi della quantità
o natura delle sostanze inquinanti presenti, è necessario stabilire se adottare o meno
i differenziali della nuova offerta Schneider Electric tipo
.
Di seguito sono riportati alcuni ambienti estremi nei quali è consigliabile utilizzare
i differenziali
.
cc Impianti nelle vicinanze del mare o di zone industriali con elevato inquinamento
atmosferico: locali tecnici delle piscine, edifici vicini ad industrie chimiche
o a cementifici; porti commerciali; campeggi.
cc Luoghi in cui le sostanze corrosive o eventuali prodotti chimici possono entrare
accidentalmente in contatto con le apparecchiature elettriche: laboratori; ospedali;
stazioni di servizio; autofficine.
cc Luoghi in cui la presenza di sostanze corrosive o prodotti chimici inquinanti è
costante: impianti di depurazione delle acque; industrie chimiche; industrie agricole
o agroalimentari.
360
Dispositivi differenziali a toroide separato
Tabelle di selettività differenziale
Dispositivi differenziali a toroide separato Vigirex
I relè differenziali Vigirex nascono per rispondere ad esigenze installative ed
impiantistiche più complesse ma non prive di tutte le perturbazioni sopra descritte
e che in parte il differenziale "si" va a risolvere. Infatti questo relè include non solo
tutti i plus dei "si" ma, visto le sue maggiori possibilità applicative, anche altre che
andremo di seguito a descrivere.
Il funzionamento della gamma dei relè differenziali Vigirex si fonda
sui 4 principi (tolleranza ridotta della soglia di protezione, sgancio a tempo inverso,
filtraggio in frequenza e misura RMS della corrente di dispersione verso terra)
che hanno l’obiettivo di:
cc gestire la misura delle correnti residua senza sganci intempestivi
cc garantire la protezione delle persone con uno sgancio istantaneo in caso
di guasto pericoloso
Tolleranza ridotta della soglia di protezione I∆n
Per tenere conto delle tolleranze (temperature, dispersione dei componenti,
ecc…..), le norme di prodotto prevedono che un relè differenziale regolato
ad un valore Idn debba avere:
cc una soglia di non funzionamento per qualsiasi corrente di guasto ≤I∆n/2,
cc una soglia di funzionamento per qualsiasi corrente di guasto ≥ I∆n.
Le tecnologie applicate ai relè differenziali Vigirex permettono di garantire una soglia
di non intervento sicura per 0,8 I∆n.
Grazie alla tolleranza ridotta della soglia di protezione si riducono
notevolmente gli sganci intempestivi dovuti alle correnti naturali ed
intenzionali.
La norma prodotto CEI EN 60947-2 lascia al costruttore la libertà di indicare il livello
di non funzionamento, se questo è diverso dalla regola generale.
Differenziale
standard
Non funzionamento
I guasto
Funzionamento
tabella di selettività differenziale
I∆n a monte
I∆n a valle
mA
10
30
300
500
mA
300
500
sec. S
taratura da 0,06 a 4,5 sec. S
0,06 0,15 0,25 0,31 0,5
IST
IST
IST
S
0,06
0,15
0,25
0,31
0,5
0,8
1
4,5
IST
S
0,06
0,15
0,25
0,31
0,5
0,8
1
4,5
0,8
1
4,5
A
1
S
0,06 0,15 0,25 0,31 0,5
0,8
1
4,5
Selettività garantita con solo differenziali Schneider Electric sia a monte che a valle.
Selettività differenziale garantita solo con la gamma Vigirex a pag. xxx installati a monte.
361
Protezione
delle persone
Dispositivi differenziali
Selettività differenziale
tabella di selettività differenziale
I∆n a monte
I∆n a valle
mA
10
30
300
500
A
1
3
10
sec.
IST
IST
IST
S
0,06
0,15
0,25
0,31
0,5
0,8
1
4,5
IST
S
0,06
0,15
0,25
0,31
0,5
0,8
1
4,5
IST
S
0,06
0,15
0,25
0,31
0,5
0,8
1
4,5
IST
S
0,06
0,15
0,25
0,31
0,5
0,8
1
4,5
IST
0,06
0,15
0,25
0,31
0,5
0,8
1
4,5
A
3
S
10
0,06 0,15 0,25 0,31 0,5
0,8
1
4,5
0,06 0,15 0,25 0,31 0,5
30
0,8
1
4,5
0,06 0,15 0,25 0,31 0,5
0,8
1
4,5
Selettività garantita con solo differenziali Schneider Electric sia a monte che a valle.
Selettività differenziale garantita solo con la gamma Vigirex a pag. xxx installati a monte.
362
Caratteristiche dei dispositivi differenziali
a toroide separato
Filtraggio delle frequenze armoniche
I relè Vigirex si avvalgono della tecnologia di misura del valore efficace RMS
delle correnti omopolari consentendo:
cc la misura precisa delle correnti armoniche, evitando gli sganci intempestivi dovuti
a correnti (non pericolose) con fattore di cresta importante,
cc di calibrare correntemente le energie di queste correnti di guasto che occorre
tenere in considerazione in caso di rischio d’incendio o per garantire la protezione
dei beni.
Circolazione delle correnti residue in un convertitore
di frequenza.
Curva
1
2
Fattore di frequenza della soglia di fibrillazione
(IEC 60479-2).
Correnti residue naturali a valle di un
raddrizzatore.
Corrente verso terra non pericolosa
I convertitori di frequenza provocano le correnti residue più specifiche da analizzare.
La forma della tensione generata dal convertitore di frequenza e in particolare
la presenza di fronti di tensione creati dalla commutazione degli IGBT è all’origine
di correnti residue alta frequenza che circolano attraverso i cavi di alimentazione.
Il valore efficace di queste correnti può raggiungere diverse decine o centinaia
di milliampere.
Corrente verso terra pericolosa
La norma IEC 60479-2 traduce la sensibilità del corpo umano in funzione
della frequenza.
n conseguenza l’interpretazione della tabella dimostra che:
cc la protezione delle persone alle frequenze industriali 50/60 Hz è il caso più critico,
cc l’utilizzo di filtri che rispondano a questa curva di “densibilizzazione” garantisce
una protezione sicura.
La figura, riportata a fianco, risulta essere molto esplicativa di come il relè
differenziale Vigirex, grazie alla sua tecnologia, riesce a garantire la protezione
alle persone e non subisce il disturbo delle armoniche delle correnti naturali
ed intenzionali garantendo una alta continuità di esercizio.
Curva I∆n/ tempo dei relè temporizzati
La protezione delle persone richiede l’utilizzo di relé non temporizzati.
Questi devono essere conformi alle norme vigenti per garantire la sicurezza.
La norma CEI EN 60947-2 e il Rapporto Tecnico IEC 60755 indicano i valori
consigliati della corrente di regolazione.
Stabiliscono inoltre i tempi massimi di intervento da rispettare in funzione
del livello della corrente differenziale di guasto ovvero:
tabella B sezione B.4.2.4.1 della norma CEI EN 60947-2
If
Tps
I∆n
2 I∆n
5 I∆n
10 I∆n
0,3 s
0,15 s
0,04 s
0,04 s
Legenda:
Tps: tempo totale d’interruzione della corrente (compreso il tempo di apertura del dispositivo
associato)
If: corrente residua
I∆n: regolazione della soglia del relé differenziali.
Per 30 mA 5 I∆n può essere sostituito da 0,25 A: in questo caso 10 I∆n viene
sostituito da 0,5 A. Vigirex utilizza questo tipo di curva di risposta per gestire le false
correnti di guasto legate alla chiusura dei carichi (messa sotto tensione del
trasformatore, avviamento motore). Questi tempi di intervento vengono garantiti
da Schneider per l'associazione dei relé Vigirex con le proprie gamme di interruttori
automatici calibro ≤ 630 A. Soprattutto in caso di regolazione alla soglia 30 mA.
Caratteristiche dei tori
I tori delle gamme Vigirex permettono al relé elettronico di misurare le diverse
correnti omopolari che circolano sulla partenza da controllare. Sono adatti:
cc alla misura delle correnti
cc alla tenuta alle sovratensioni
cc alla tenuta alle correnti di cortocircuito.
Nota: è indispensabile rispettare rigorosamente le regole
d’installazione dei cavi attraverso il toro.
L’aggiunta di un manicotto “regolatore” del campo magnetico
permette di aumentare sensibilmente la corrente nominale
d’impiego.
Misura delle correnti omopolari
cc La dinamica di misura: la realizzazione di questa dinamica di misura richiede un
circuito magnetico particolare per la misura delle correnti molto deboli ed un corretto
adattamento d’impedenza per la misura delle correnti più forti (onde evitare
la saturazione).Per fare questo occorre trovare il giusto compromesso tra:
vv un materiale di permeabilità magnetica mr elevata ed i fenomeni di saturazione
vv un toro di sezione rilevante ed un ingombro accettabile
vv un numero di avvolgimenti (spire) n elevato e:
- una resistenza sufficientemente bassa
- un’ampiezza dei segnali sufficiente (guadagno 1/n).
363
Protezione
delle persone
Dispositivi differenziali
Caratteristiche dei dispositivi differenziali
a toroide separato
Tenuta alle sovratensioni
I relé differenziali Vigirex sono provati per la tenuta alle sovratensioni secondo
quanto previsto dalla norma CEI EN 60947-1 allegato H (che riprende i requisiti
normativi del “coordinamento dell’isolamento”).
cc Livello di tenuta agli impulsi di tensione.
La tensione della rete e la posizione dell’apparecchio sulla rete elettrica determinano
i livelli di sovratensione ai quali rischia di essere sottoposto il dispositivo elettrico
(tabella H1 della norma CEI EN 60947-1).
Un dispositivo differenziale a tensione residua Vigirex (relé + toro) puo essere
installato in testa all’installazione. Per questo Schneider Electric garantisce la tenuta
alle sovratensioni dei tori per i limiti massimi di una rete BT alla tensione nominale
massima ammessa (1000 V).
tensione nominale
dell’installazione
utilizzi
M
all’origine
dell’installazione BT
230/240 V
6 kV
400/690 V
8 kV
.../1000 V
12 kV
categoria
IV
cc messa in opera su Vigirex
Le caratteristiche seguenti sono specificate.
tori
tensione di riferimento
categoria
Uimp
364
sui circuiti di
distribuzione
4 kV
6 kV
8 kV
III
a livello
dei ricevitori
2,5 kV
4 kV
6 kV
II
alimentazione
per Us>48 V)
contatti di uscita relé
1000 V
525 V
400 V
IV
12 kV
IV
8 kV
IV
6 kV
Misura delle correnti perturbate
L’acquisizione dell’onda di corrente composta da armoniche a bassa frequenza
non pone problemi per i tori.
Il limite principale consiste nel garantire la misura della corrente con componenti
continue: queste possono provocare la saturazione del circuito magnetico
e in tal modo desensibilizzare la misura; in questo caso una corrente di guasto
pericolosa rischia di non essere rilevata. A questo scopo affinché il toro emetta
un segnale di uscita corretto è necessario utilizzare un materiale magnetico che non
presenti una curva di saturazione orizzontale, ovvero un materiale con una debole
induzione residua Br. Questo permette di assicurare una misura tipo A.
Tenuta ai cortocircuiti
Il dispositivo differenziale deve essere scelto per livelli di corrente di cortocircuito
adatti alla protezione comandata, nel punto dell’impianto in cui è installato.
La norma CEI EN 60947-2 appendice M, richiede di indicare le diverse correnti
di cortocircuito che il DDR dovrà sopportare per poter garantire un funzionamento
corretto.
cc Icc: corrente di cortocircuito nominale
cc Icw: corrente di cortocircuito nominale di breve durata
cc I∆w: corrente di cortocircuito di guasto a terra.
Icw
Icc
I∆w
relé Vigirex con tori TA 30,
PA 50, IA 80, MA120
associato ad un interruttore
Schneider Electric
100 kA/0,5 s
150 kA
85 kA/0,5 s
relé Vigirex con tori SA 200 e GA 300
associato ad un interruttore Compact NS630b
a 3200 A, Masterpact NT o NW fino a 6300 A
100 kA/0,5 s
100 kA
85 kA/0,5 s
Nota: le caratteristiche indicate sono richieste per un’associazione DDR-interruttore.
In caso di associazione interruttore-DDR, è necessario uno studio più approfondito se le correnti
di guasto da controllare sono superiori a 6 In (ove In è la corrente nominale o calibro dell’interruttore).
Per la gamma Vigirex Schneider garantisce valori pratici omogenei alle caratteristiche dei circuiti
controllati e agli interruttori automatici che realizzano la funzione di protezione.
365
Protezione
delle persone
Dispositivi differenziali
Il sistema Multi 9
interruttori differenziali puri (1)
norma di riferimento
tipo
corrente nominale [A]
tensione nominale d'impiego [V]
In
Ue
tensione d'isolamento [V]
Ui
tensione nominale di tenuta ad
Uimp
impulso [kV]
frequenza di impiego nominale [Hz]
potere di chiusura e di interruzione I∆m
differenziale nominale [A]
corrente condizionale nominale
di cortocircuito differenziale [kA]
2P
4P
2P
4P
I∆c
C40a
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
istantanei
selettivi s
C40N
C60a
C60N
C60H
C60L
C120N
NG125a
NG125N
NG125L
NSX160
tenuta alle correnti impulsive [kÂ]
onda di corrente 8/20 µs
numero di poli
sensibilità (I∆n) a 50Hz [mA]
ID
istantanei
selettivi s
10
30
300
500
300
500
1000
CEI EN 61008
AC
25
40
230
230
400
400
500
500
6
6
63
230
400
500
6
80
230
400
500
6
100
230
400
500
6
A
25
230
400
500
6
40
230
400
500
6
63
230
400
500
6
50/60
2500
50/60
2500
50/60
2500
50/60
2500
50/60
2500
50/60
2500
50/60
2500
50/60
2500
20
fusibile gG
80A
6
2
7,5
3
10
5
20
10
30
15
50
20
10
7
5
7
15
15
15
15
6
4
0,25
20
fusibile gG
80A
6
2
7,5
3
10
5
20
10
30
15
40
20
10
7
5
7
15
15
15
15
6
4
20
10
10
20
fusibile gG fusibile gG fusibile gG fusibile gG
80A
100A
100A
80A
6
2
7,5
3
10
5
20
20
10
10
30
30
15
15
30
50
15
20
10
10
7
5
5
7
10
5
7
5
5
7
15
15
15
15
7
15
15
15
15
15
7
15
6
6
4
4
4
4
0,25
20
fusibile gG
80A
6
2
7,5
3
10
5
20
10
30
15
40
20
10
7
5
7
15
15
15
15
6
4
20
fusibile gG
80A
20
10
30
15
30
15
10
7
10
7
15
15
15
15
6
4
2
4
2
4
2
4
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
tensione minima di funzionamento
176
del tasto di prova a 50Hz [V]
tempo totale di sgancio a 2 I∆n [ms] istantanei
≤150
selettivi s
temperatura di riferimento [°C]
40
(1) Interruttori automatici differenziali puri: sono i tipi modulari per montaggio su guida DIN.
366
4
4
n
n
n
n
n
2
4
2
4
2
4
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
176
≤150
40
A tipo "si "
25
230
400
500
6
40
230
400
500
6
63
230
400
500
6
80
100
400
500
6
50
2500
50
2500
50
2500
50
2500
20
fusibile gG
80A
6
2
7,5
3
10
5
20
10
30
15
50
20
10
7
5
7
15
15
15
15
6
4
3
5
2 4
20
fusibile gG
80A
6
2
7,5
3
10
5
20
10
30
15
40
20
10
7
5
7
15
15
15
15
6
4
2
n
n
n
400
500
6
A tipo
25
230
400
500
6
40
230
400
500
6
63
230
400
500
6
50
2500
50
2500
50
2500
50
2500
20
fusibile gG
80A
6
2
7,5
3
10
5
20
10
30
15
40
20
10
7
5
7
15
15
15
15
6
4
20
fusibile gG
80A
4
20
10
10
20
fusibile gG fusibile gG fusibile gG fusibile gG
80A
100A
100A
80A
6
2
7,5
3
10
5
20
20
10
10
30
30
15
15
30
50
15
20
10
10
7
5
5
7
10
5
7
5
5
7
15
15
15
15
7
15
15
15
15
15
7
15
6
6
4
4
4
4
0,25
3
2 4
4
4
2 4
2
4
2
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
20
10
30
15
30
15
10
7
10
7
15
15
15
15
6
4
n
B
25
40
63
80
125
230/400
400
4
230/400
400
4
230/400
400
4
230/400
400
4
230/400
400
4
50
10 In
min. 500A
50
10 In
min. 500A
50
10 In
min. 500A
50
10 In
min. 500A
50
10 In
min 500A
10
10
10
15
15
15
25
20
15
7
7
7
7
5
7
7
7
5
5
15
15
15
15
10
15
15
15
15
4
4
4
4
4
3
3
4
4
4
4
4
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
176
176
185
≤150
60÷200
40
≤150
60÷200
40
40
n
n
n
n
367
Protezione
delle persone
Dispositivi differenziali
Il sistema Multi 9
interruttori differenziali puri (1)
norma di riferimento
tipo
corrente nominale [A]
tensione nominale d'impiego [V]
In
Ue
tensione d'isolamento [V]
tensione nominale di tenuta ad
impulso [kV]
frequenza di impiego nominale [Hz]
potere di chiusura e di interruzione
differenziale nominale [A]
Ui
Uimp
corrente condizionale nominale
di cortocircuito differenziale [kA]
I∆c
I∆m
C40a
C60a
C60N
C60H
C60L
C120N
NG125a
NG125N
NG125L
NSX160
istantanei
selettivi s
tensione minima di funzionamento
del tasto di prova a 50Hz [V]
tempo totale di sgancio a 2 I∆n [ms]
2P
4P
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
2P (230/240V)
4P (400/415V)
istantanei
selettivi s
C40N
tenuta alle correnti impulsive [kÂ]
onda di corrente 8/20 µs
numero di poli
sensibilità (I∆n) a 50Hz [mA]
2P
4P
10
30
300
500
300
500
1000
RED-REDtest
REDs
CEI 23-101
A
25
40
230
230
63 (2)
230
500
4
500
4
500
4
CEI 23-101
A
25
230
400
500
4
40
230
400
500
4
50
630
50
630
50
630
50
630
50
630
6
fusibile gL
63A
6
6
fusibile gL
63A
6
6
fusibile gL
63A
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
fusibile gL
63A
6
6
6
10
6
6
6
10
6
10
6
10
6
10
6
10
6
10
6
10
0,25
6
fusibile gL
63A
6
6
6
10
6
6
6
10
6
10
6
10
6
10
6
10
6
10
6
10
10
fusibile gL
80A
0,25
2
2
2
2
4
2
4
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
100
100
istantanei
selettivi s
temperatura di riferimento [°C]
20
(1) Interruttori automatici differenziali puri: sono i tipi modulari per montaggio su guida DIN.
(2) Per versione RED.
368
10
fusibile gL
80A
20
63
230
400
500
4
100
230
400
500
4
50
630
50
1000
6
fusibile gL
63A
10
fusibile gL
80A
10
fusibile gL
80A
DomB
ID C40
CEI EN 61008-1
AC
25
40
230
AC
25
230
440
4
4
440
6
6
440
6
6
440
6
6
50
50
50
1000
50
1000
50
1000
50
1000
50
1000
50
1000
3
fusibile gG
50A
3
fusibile gG
50A
50
fusibile gG
25A
4,5
30
fusibile gG
40A
4,5
50
fusibile gG
25A
4,5
30
fusibile gG
40A
4,5
50
fusibile gG
25A
4,5
30
fusibile gG
40A
4,5
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
10
10
10
10
10
10
15
15
15
15
15
15
6
6
6
6
6
6
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
6
6
6
10
6
10
6
10
6
10
6
10
6
10
6
10
0,25
40
0,25
A
25
230
40
0,25
A tipo si
25
230
40
3
2
4
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
170
189
189
< 150
< 150
30
40
< 150
< 150
60÷200
369
Protezione
delle persone
Dispositivi differenziali
Il sistema Multi 9
blocchi differenziali Vigi (1)
Vigi C40
norma di riferimento
tipo
Vigi C60
CEI EN 61009-1 App.G
AC
A
A tipo si
AC
corrente nominale [A]
tensione nominale d'impiego [V]
In
Ue
25
40
230/400
25
40
230/400
25
40
230/400
25
40
230/400
tensione d'isolamento [V]
tensione nominale di tenuta
ad impulso [kV]
frequenza di impiego nominale [Hz]
potere di chiusura e di interruzione
differenziale nominale [A]
tenuta alle correnti impulsive [kÂ]
onda di corrente 8/20 µs
Ui
Uimp
440
6
440
6
440
6
500
6
50
50
50
50/60
I∆m
(2)
(2)
(2)
(2)
istantanei
selettivi s , regolabili I/S, I/S/R
0,25
0,25
3
0,25
1P+N; 3P+N
1P+N; 3P+N
5
1P+N; 3P+N
2,3,4
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
numero di poli
sensibilità (I∆n) a 50Hz [mA]
63
istantanei
selettivi s
regolabili
10
30
300
500
300
(2P)
n
(3P+N)
500
1000
I/S
300÷1000
I/S/R
300÷3000
tensione minima di funzionamento
del tasto di prova a 50Hz [V]
tempo totale di sgancio a 2 I∆n [ms] istantanei
selettivi s
regolabili I
regolabili S
regolabili R
regolazioni possibili
versioni
sensibilità [mA]
ritardo [ms]
n
n
189
189
189
176
≤150
≤150
≤150
60÷200
≤150
(I)
(S)
(R)
preallarme
(1) Blocchi differenziali Vigi per interruttori modulari C60,C120,NG125: questi blocchi devono essere necessariamente assemblati
con il relativo interruttore magnetotermico
(2) Icn/Icu dell'interruttore associato.
370
Vigi C120
Vigi NG 125
CEI EN 60947-2
AC
A tipo si
A
A tipo si
A tipo
AC
A
25
63
230/400
25
63
230/400
25
63
230/400
500
6
500
6
500
6
125
230/
415
500
6
50
50
50
(2)
(2)
(2)
0,25
3
5
2,3,4
3
5
2,3,4
2,3,4
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
125
230/
415
500
6
A
tipo si
125
230/
415
500
6
A
tipo
125
230/
415
500
6
63
230/
415
690
8
63
230/415
63
125
440/500 230/415
690
8
690
8
690
8
125
440/
500
690
8
50/60
50/60
50
50
50/60
50/60
50/60
50/60
50/60
(2)
(2)
(2)
(2)
(2)
(2)
(2)
(2)
(2)
0,25
0,25
2,3,4
3
5
2
3,4
3
5
3,4
3
5
3,4
3
2,3,4
3
5
2,3,4
0,25
2,3,4
3
5
2,3,4
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
(4P)
n
n
n
n
(4P)
n
n
(2P e 4P)
n
n
(4P)
3,4
(4P)
(4P)
n
n
176
176
176
176
176
176
176
178
178
≤150
≤150
60÷200
≤150
60÷200
≤150
≤150
≤150 ≤150 ≤150 ≤150
60÷200 60÷200 60÷200 60÷200
n
n
n
224
178
224
60÷200 60÷200
≤150
≤150
≤150
60÷200 60÷200 60÷200
≤500
≤500
≤500
I/S/R
I/S/R
I/S
300
300
300
500
500
500
1000
1000
1000
3000
3000
0
0
0
60
60
60
150
150
10÷50%
I∆n
I/S/R
300
500
1000
3000
0
60
150
10÷50%
I∆n
60÷200
≤150
60÷200
≤500
I/S/R
300
500
1000
3000
0
60
150
371
Protezione
delle persone
Dispositivi differenziali
Il sistema Multi 9
interruttori automatici magnetotermici
differenziali (1)
norma di riferimento
tipo
corrente nominale [A]
tensione nominale d'impiego [V]
tensione d'isolamento [V]
tensione nominale di tenuta
ad impulso [kV]
frequenza di impiego nominale [Hz]
potere di chiusura e di interruzione
differenziale nominale [A]
numero di poli
sensibilità (I∆n) a 50Hz [mA]
tensione minima di funzionamento
del tasto di prova a 50Hz [V]
tempo totale di sgancio a 2 I∆n [ms]
classe di limitazione
sganciatore magnetotermico (2)
corrente nominale [A]
temperatura di riferimento [°C]
In
Ue
Ui
Uimp
1P+N
I∆m
istantanei
istantanei
caratteristiche
In [A]
30
DomC45
DomC47/42
C40a Vigi
C40N Vigi
CEI EN 61009
AC
6÷32
230
440
4
AC
6÷32
230
440
4
AC
6÷40
230
440
6
AC
6÷40
230
440
6
50
4500
50
4500
50
4500
50
6000
1P+N
1P+N, 2P
1P+N
1P+N
n
n
n
n
189
189
189
189
≤150
3
C
6
10
16
20
25
32
≤150
3
C
6
10
16
20
25
32
30
30
≤150
3
C
6
10
16
20
25
32
40
30
≤150
3
C
6
10
16
20
25
32
40
30
(1) Interruttori magnetotermici differenziali disponibilità in un blocco unico che assolve ad entrambe le funzioni di protezione magnetotermica e differenziale.
(2) Caratteristica tipo C
Im=In x (CEI EN 60898) 5÷10
372
Compact NSX100/630 e NSA160
blocchi differenziali Vigi (1)
norma di riferimento
tipo
tensione nominale
d'impiego [V]
tensione d'isolamento [V]
frequenza di impiego
nominale [Hz]
potere di chiusura e di
interruzione differenziale
nominale [A]
numero di poli
corrente nominale [A]
sensibilità (lAn)
a 50 Hz [A]
tempo massimo
d'interruzione [ms]
Vigi
NSA160
Vigi ME
Vigi MH
Vigi MB
CEI EN 60947-2 App. B
A
200/440
200/440
200/440
Ui
500
50/60
690
50/60
690
50/60
690
50/60
lAm
(2)
(2)
(2)
(2)
3, 4
160
3, 4
100/160
3, 4
100/160/250
3, 4
400/630
Ue
In
istantanei
regolabili
0,3
0,03
0,3
1
3
10
30
istantanei
0,06s (3)
0,15s (3)
0,31s (3)
440/550
200/440
440/500
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
<40
<140
<300
<40
<40
<140
<300
<800
<40
<140
<300
<800
(1) Blocchi differenziali Vigi per interruttori scatolati: questi blocchi devono essere necessariamente assemblati con l'interruttore automatico a cui la sigla si riferisce.
(2) 25% Icu dell'interruttore associato.
(3) Se la sensibilità è regolata a 30 mA, l'intervento è istantaneo (senza alcun ritardo) qualunque sia la temporizzazione impostata.
373
Protezione
delle persone
Dispositivi differenziali
Dispositivi differenziali a toroide separato
La protezione differenziale è realizzata con l’associazione di un relé differenziale a
toroide separato ad un interruttore automatico provvisto di sganciatore voltmetrico.
I Relé differenziali sono tutti di tipo A e protetti contro scatti intempestivi.Per il loro
funzionamento richiedono una tensione di alimentazione ausiliaria in CA o CC.
relè standard ad una soglia
norma di riferimento
tipo di rete da proteggere
BT corrente alternata
frequenza
funzioni
protezione
segnalazione guasto differenziale senza intervento protezione
preallarme
visualizzazione percentuale I∆n (barra di LED)
misura corrente differenziale I∆n (display)
comunicazione (Digipact)
installazione
su guida DIN
incasso
sensibilità I∆n
regolazione soglie
soglia di guasto
RH21
RH21M
RH21P
CEI EN 60947-2 / Appendice M
RH99
RH99M
≤ 1000 V
da 50/60 a 400 Hz
≤ 1000 V
da 50/60 a 400 Hz
n
n
n
-
-
-
-
n
-
n
-
-
n
-
n
commutatore
2 soglie commutabili
30 mA o 300 mA
commutatore
9 soglie commutabili
30 mA o 300 mA
soglia di segnalazione
-
-
soglia di preallarme
-
-
commutatore
1 temporizzazione
istantanea per I∆n= 30 mA
istantanea o 0,06 s per I∆n= 300 mA
commutatore
9 temporizzazioni
da istantanea a 4,5 s
soglia di segnalazione
-
-
soglia di preallarme
-
-
temporizzazione
regolazione temporizzazioni
soglia di guasto
contatti di uscita
numero contatti
soglia di guasto: contatto a riarmo manuale
soglia di guasto: contatto a riarmo automatico
soglia di guasto: contatto a riarmo man/aut selezionabile
soglia di segnalazione: contatto a riarmo automatico
soglia di preallarme: contatto a riarmo automatico
tensioni di alimentazione
12/24 V CA
48 V CA
110/130 V CA
220/240 V CA
380/415 V CA
440/525 V CA
12/48 V CC
24/130 V CC
test di funzionamento
locale (pulsante di test)
a distanza
a distanza di più relè (massimo 10)
a distanza mediante comunicazione
toroidi associabili
toroidi chiusi tipo A
toroidi aperti tipo OA
todoridi sommatori
compatibilità con toroidi chiusi tipo E
374
RH99P
1
1
n
n (2)
-
n (3)
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
-
-
n
n
n
n
n
n
-
-
n
n
n
n
n
n
n
n
-
relè a doppia soglia
centrale di misure differenziali
RH197
RH197P
RHUs
RHUs
RHU
RHU
RMH
centrale RMH
≤1000 V
da 50/60 a 400 Hz
≤1000 V
da 50/60 a 400 Hz
≤ 1000 V
da 50/60 a 400 Hz
≤1000 V
da 50/60 a 400 Hz
n
n
-
-
-
-
n
n
n
n
n
-
-
-
-
n
n
n
-
-
n
n
concentratore RM12T
n
fino a 12 partenze misurate (1)
-
-
-
-
n
n
n
n
n
-
commutatore
19 soglie commutabili
30 mA o 300 mA
tastiera
1 soglia regolabile
da 30 mA a 30 A
tastiera
1 soglia regolabile
da 30 mA a 30 A
tastiera
-
da 30 mA a 30 A
-
-
1 soglia regolabile
fissa
50% I∆n
1 soglia regolabile
da 15 mA a 30 A
1 soglia regolabile
da 15 mA a 30 A
1 soglia regolabile
da 15 mA a 30 A
commutatore
7 temporizzazioni
da istantanea a 4,5 s
tastiera
1 temporizzazione
regolabile
da istantanea a 4,5 s
tastiera
1 temporizzazione
regolabile
da istantanea a 4,5 s
tastiera
-
-
-
-
1 temporizzazione regolabile
per ogni partenza
da istantanea a 4,5 s
istantanea
1 temporizzazione
regolabile
da istantanea a 4,5 s
1 temporizzazione
regolabile
da istantanea a 4,5 s
1 temporizzazione regolabile
per ogni partenza
da istantanea a 4,5 s
2
-
2
-
2
2
n
n
-
-
-
n
n
n
n
-
-
-
n
n
n
n
n
n
-
n
n
n
n
n
n
n
-
-
-
-
n
n
n
n
n
n
n
-
n
n
n
n
n
n
-
-
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
375
Dispositivi differenziali
Protezione
delle persone
Dispositivi differenziali a toroide separato
rilevatori
toro di tipo chiuso A
relé associati
relé a riarmo automatico
relé differenziali
impiego
per lavori ex nono ed estensioni
per ristrutturazioni ed estensioni
caratteristiche generali
tipo di rete da controllare
tensione d’isolamento Ui
rilevatore di tipo chiuso
rilevatore di tipo aperto
temperatura di funzionamento
temperatura di stoccaggio
indice di protezione
caratteristiche elettriche del prodotto
rapporto di trasformazione
tenuta alla corrente di cortocircuito trifase
tenuta alla corrente di cortocircuito differenziale
(secondo IEC 60947-2 in kA efficace)
categoria di sovratensione
tensione nominale di tenuta ad impulso Uimp [kV)
caratteristiche dei rilevatori
RH99, RMH
RH10, RH21, RH99, RHUs e RHU
n
BT 50/60/400 Hz
1000 V
n
-35 °C / +70 °C
-55 °C / +85 °C
IP30 (collegamenti IP20)
1/1000
Icw 100 kA/0,5 s
I∆w 85 kA/0,5 s
n
n
IV
12
TA30
65
25
corrente nominale d’impiego Ie [A]
sezione massima ammissibile per fase [mm² rame]
caratteristiche meccaniche del prodotto
tipo di rilevatore
PA50
85
50
IA80
160
95
toro TA30
toro PA50
toro IA80
toro MA120
toro SA200
toro GA300
toro POA
toro GOA
toroide sommatore
toroide sommatore
dimensioni ∅ [mm]
30
50
80
120
200
300
-
0,22
0,75
1
1,5
lunghezza max di collegamento [m]
18
60
80
100
MA120
250
240
SA200
400
2 x 185
GA300
630
2 x 240
3,89
7,05
-
peso [kg]
0,12
0,2
0,42
0,59
1,32
2,23
-
cablaggio
sezione dei cavi [mm2]
per una resistenza R = 3 W
tipo di montaggio
aggancio su relé Vigirex (montaggio posteriore)
TA30, PA50
su guida DIN (montaggio orizzontale o verticale)
su piastra piena o forata o su profilato
su cavo
su sistema sbarre
caratteristiche ambientali
calore umido non in funzionamento (IEC 60068-2-30)
calore umido in funzionamento (IEC 60068-2-56)
nebbia salina (IEC 60068-2-52)
grado di inquinamento (IEC 60664-1)
potere calorifico [MJ]
TA30, PA50, IA80, MA120
TA30, PA50, IA80, MA120, SA200
IA80, MA120, SA200, GA300
28 cicli +25 °c / +55 °c / HR 95 %
48 h 00 categoria C2
prova KB severità 2
3
0,98
1,42
3,19
(1) Per I∆n u 500 mA.
scelta dei rilevatori in funzione del circuito di potenza
(2) Da 0,5 a 2,5 mm².
cavi rame 3P + N
corrente nominale d’impiego [Ie]
sezione max per fase
rilevatori
TA30
65 A
25 mm2
PA50 o POA
85 A
50 mm2
IA80
160 A
95 mm2
MA120 o GOA
250 A
240 mm2
SA200
400 A
2 x 185 mm2
GA300
630 A
2 x 240 mm2
280 x 115 mm
1600 A
4 x 240 mm2
376
toro di tipo aperto OA
toroide sommatore
RH99, RMH
RH10, RH21, RH99, RHUs e RHU
RH99 (1)
RH10, RH21, RH99 (1)
-
n
n
-
BT 50/60/400 Hz
1000 V
-
BT 50/60/400 Hz
1000 V
n
-35 °C / +70 °C
-55 °C / +85 °C
-
-35 °C / +80 °C
-55 °C / +100 °C
IP30 (collegamenti IP20)
1/1000
1/1000
n
n
n
n
IV
12
IV
12
POA
85
50
GOA
250
240
280 x 115
1600
2 x 100 x 5
470 x 160
4000
2 x 125 x 10
dimensioni ∅ [mm]
46
110
-
peso [kg]
1,3
3,2
-
dimensioni interne [mm]
280 x 115
470 x 160
peso [kg]
13,26
21,16
lunghezza max di collegamento [mm]
18
60
80
100
lunghezza max di collegamento [mm]
10 (2)
10 (2)
10 (2)
-
-
-
-
POA, GOA
n
-
n
28 cicli +25 °c / +55 °c / HR 95 %
48 h 00 categoria C2
prova KB severità 2
3
8,02
28 cicli +25 °c / +55 °c / HR 95 %
48 h 00 categoria C2
prova KB severità 2
4
-
16,35
scelta dei toroidi sommatori in funzione del circuito di potenza
sbarre rame 3P + N
corrente nominale d’impiego (Ie)
1600 A
4000 A
sezione max per fase
2 sbarre 100 x 5 mm2
2 sbarre 125 x 10 mm2
toroidi sommatori
280 x 115 mm
470 x 160 mm
377
Dispositivi differenziali
Protezione
delle persone
Indicazioni installative
Protezione mediante trasformatore toroidale
Protezione differenziale di tipo toroidale.
Il trasformatore toroidale è utilizzato per i seguenti dispositivi differenziali: interruttori
magnetotermici con blocchi differenziali Vigi, interruttori magnetotermici differenziali,
interruttori differenziali puri.
Il toroide deve abbracciare tutti i conduttori attivi affinchè sia interessato dal campo
magnetico residuo corrispondente alla somma vettoriale delle correnti che
percorrono le fasi ed il neutro.
L’induzione magnetica nel toroide e il segnale elettrico disponibile al secondario sono
dunque, da un punto di vista teorico, l’immagine della corrente differenziale residua.
Il segnale elettrico al secondario del toroide viene inviato al relé per lo sgancio.
Lo stesso principio può essere applicato utilizzando un relé differenziale a toroide
separato esterno al dispositivo di interruzione (Vigirex).
In questo caso, per la corretta installazione del toroide occorre attenersi ad alcune
regole di seguito indicate.
Il sensore toroidale permette di determinare correnti differenziali nel campo che
va da qualche milliampere a qualche decina di ampere. In particolare si realizzano
dispositivi differenziali ad alta sensibilità per circuiti di distribuzione e terminali
(protezione delle persone e protezione contro gli incendi).
Relé differenziale a toroide separato
1
A
3
2
Esempio di cattivo serraggio dei conduttori nel toroide.
L’insieme necessario per il funzionamento è costituito dal toroide o trasformatore
di corrente e dal relé differenziale, associati al dispositivo di interruzione provvisto
della relativa bobina di apertura (MX o MN).
Il collegamento toroide-relé differenziale deve essere realizzato con cavo schermato
in caso di:
cc soglia differenziale <100 mA;
cc toroide installato a distanza superiore a 10 m;
cc cavo di segnale installato a meno di 30 cm dal cavo di potenza.
Nota 1: se si utilizzano differenziali ad alta sensibilità, è consigliabile formare una treccia
con i cavi di collegamento toroide-relé.
Nota 2: i relé differenziali Vigirex presentano il controllo permanente del collegamento
toroide-relé: in caso di interruzione si ha l’apertura dell’interruttore associato.
Nota 3: alcuni tipi di relé differenziali Vigirex sono provvisti di dispositivo a sicurezza positiva
per la segnalazione in caso di mancanza dell’alimentazione ausiliaria o di rottura del cavo
di alimentazione.
Posizionamento del toroide lontano dai tratti di curvatura
dei cavi.
Ø
L > 2Ø
Il manicotto di materiale ferromagnetico disposto attorno
ai conduttori all’interno del toroide riduce il rischio di sganci
causati da correnti di spunto.
378
Affinchè la “risposta” del toroide sia fedele e lineare, è necessario collocare
i conduttori il più vicino possibile al centro del toroide, affinchè la loro azione
magnetica in assenza di corrente differenziale residua sia perfettamente
compensata.
Il campo magnetico generato da un conduttore diminuisce proporzionalmente
alla distanza ed è quindi molto forte nel punto A della figura a fianco; ne deriva
una saturazione magnetica locale che si traduce in un contributo al flusso magnetico
nel toroide, dovuto alla fase 3, non proporzionale alla corrente che la percorre.
Lo stesso fenomeno può verificarsi se il toroide è posizionato in prossimità di una
zona di curvatura dei cavi da cui esso è attraversato. Ciò può causare la comparsa
di una induzione residua parassita, in grado, nel caso di correnti di elevata intensità,
di far apparire al secondario del toroide un segnale che può dare luogo ad un
intervento intempestivo.
Questo rischio è tanto più elevato quanto più la soglia d’intervento del differenziale
è bassa rispetto alla corrente nelle fasi, in modo particolare in caso di cortocircuito.
Nei casi critici (Ifasemax / I∆n elevato), due soluzioni consentono di far fronte
al problema degli scatti intempestivi:
cc utilizzare un toroide avente diametro interno almeno doppio del diametro del cavo
o del fascio di cavi;
cc disporre un manicotto di materiale ferromagnetico (ferro dolce - lamiera
ferromagnetica) all’interno del toro per rendere il campo omogeneo.
Una volta che sono state considerate
tutte queste precauzioni, cioè centraggio dei conduttori, uso di un toroide di grandi
dimensioni e applicazione di un manicotto magnetico, il valore del rapporto
Ifasemax / I∆n può arrivare fino a 50000.
Occorre sottolineare che l’utilizzo di differenziali a toroide incorporato consente
all’installatore di risolvere i problemi sopra evidenziati, perchè in questo caso
è il costruttore che studia e mette a punto le soluzioni per risolvere il problema
del centraggio dei conduttori attivi e ottimizzare il dimensionamento del toroide.
d
{
Conduttore di protezione
Il conduttore di protezione deve essere installato esternamente al toroide (Fig. a).
In caso contrario il dispositivo differenziale non interviene.
Se la guaina metallica del cavo è collegata a terra e passa all’interno del toroide
(Fig. b), il conduttore che collega la guaina al collettore di terra deve passare
all’interno del toroide per annullare gli effetti di una eventuale corrente di guasto
che potrebbe circolare all’interno della guaina stessa.
b
c
a
Protezione mediante trasformatori di corrente
In presenza
di guaina
metallica
e
Fig. a
d
{
e
f
a
a:toroide
b:neutro eventuale
c:conduttore di protezione
d:conduttori di fase
e:guaina metallica
f:collegamento guaina - PE.
Fig. b
I1
I2
I3
Ih
Protezione differenziale realizzata con TA in un circuito trifase
senza neutro.
Per misurare la corrente differenziale di un circuito trifase sono installati tre o quattro
trasformatori di corrente a seconda che il circuito sia senza neutro o con neutro.
I tre (o quattro) TA si comportano come dei generatori di corrente collegati in
parallelo che fanno circolare sul circuito d’uscita una corrente che è la somma
vettoriale delle tre correnti di fase piu quella dell’eventuale conduttore di neutro,
cioè la corrente differenziale residua. Questa corrente è rilevata dal relé
differenziale.
Questa soluzione è adottata per realizzare la protezione detta “residual” (opzione T),
integrata negli sganciatori elettronici.
Per rilevare la corrente di guasto verso terra vengono utilizzati i trasformatori
di corrente impiegati per il rilevamento delle sovracorrenti.
Per ragioni costruttive legate alla classe di precisione dei trasformatori di corrente
si possono realizzare con questa soluzione solo dispositivi differenziali a bassa
sensibilità utilizzabili ai primi livelli di distribuzione per la protezione contro gli incendi
e più in generale per la protezione dell’impianto. Infatti potrebbe succedere che,
in seguito all’errore di lettura operato dai TA, la sommatoria delle correnti nei
conduttori attivi potrebbe dare un risultato diverso da zero anche in assenza
di corrente di dispersione verso terra.
Ad esempio, con dei TA di classe 5, utilizzati alla loro corrente nominale,
è consigliabile non effettuare regolazioni del relé differenziale al di sotto del 10%
della corrente nominale stessa dei TA.
In alternativa alla protezione di terra integrata negli sganciatori un’altra soluzione
che sfrutta lo stesso principio è quella che utilizza il toroide del relè differenziale
a toroide separato per la rilevazione della somma delle correnti dei TA.
In aggiunta alle considerazioni fatte in precedenza riguardanti la precisione dei TA,
bisogna considerare che per determinare la reale soglia di intervento di questa
protezione occorre moltiplicare la soglia regolata sul fronte del relé differenziale
per il rapporto di trasformazione dei TA. Ad esempio regolando un Vigirex a
I∆n = 500 mA e avendo dei TA 100/5 A la reale soglia di intervento impostata
è pari a 500 mA x 100/5 = 10 A.
Protezione “Source Ground Return”
Una soluzione alternativa a quella dell’uso dei trasformatori di corrente, in caso
di protezione di arrivi di forte potenza e quindi in presenza di cavi di fase aventi
elevata sezione, è la “Source Ground Return”.
In questo caso si posiziona il toroide sul collegamento a terra del centro stella
dell’avvolgimento di bassa tensione del trasformatore. Infatti, per la legge di Kirchoff
ai nodi, la corrente differenziale vista dal toroide T della figura sottostante è uguale
a quella vista dal toroide G, per un guasto d’isolamento che si verifica sulla rete BT.
Il toroide rileva ed invia al relé differenziale la corrente di guasto verso terra.
Il relé differenziale può essere integrato nello sganciatore elettronico (opzione W)
del dispositivo di interruzione o esterno allo stesso (Vigirex).
Questa soluzione si può applicare nei sistemi TN-S, qualora sia possibile installare
il toroide sul tratto del conduttore di terra tra la derivazione del neutro e quella del PE.
Inserzione sui conduttori attivi (G) e source ground return (T).
379
Dispositivi differenziali
Protezione
delle persone
Indicazioni installative
Trasformatori in parallelo
No
Ic
Ic
Ic
Si
L’impiego di dispositivi differenziali in presenza di trasformatori in parallelo può dar
luogo a due tipi di inconvenienti:
cc perdita di sensibilità del dispositivo differenziale.
La corrente di guasto verso terra Ig si ripartisce sui trasformatori e di conseguenza
i dispositivi differenziali installati sui montanti percepiscono solo una frazione di tale
corrente,
cc correnti di circolazione.
In presenza di trasformatori con caratteristiche diverse, ad esempio potenza
nominale e tensione di corto circuito, è molto probabile la circolazione
di correnti che interessano anche l'impianto di terra (correnti di circolazione Ic).
Anche in presenza di trasformatori nominalmente identici, piccole differenze
costruttive possono dare luogo a queste correnti di circolazione.
La presenza di carichi squilibrati, accentuando eventuali differenze di potenziale
tra i centri stella dei due trasformatori, acuisce il problema.
I relé differenziali installati sugli arrivi dei trasformatori possono pertanto scattare
intempestivamente.
Per ovviare a questi inconvenienti utilizzare una delle seguenti soluzioni:
cc installare le protezioni differenziali sulle partenze e non sugli interruttori di arrivo
realizzando i montanti con elementi che riducono al minimo il rischio di guasti verso
terra,
cc equipaggiare gli interruttori di arrivo con una protezione di terra ed installare
i relativi toroidi sui conduttori che uniscono il neutro al dispersore dell'impianto
di terra comune ai due trasformatori.
Nota: le soluzioni proposte non producono scatti intempestivi delle protezioni differenziali
inserite; tuttavia le correnti di circolazione sono sempre presenti sull’impianto.
è dunque consigliabile evitare il parallelo di trasformatori di diverse caratteristiche
nominali. Questa figura mostra un esempio di realizzazione della messa a terra
dei trasformatori in parallelo in un sistema TN-S ed indica il corretto posizionamento
dei toroidi.
Si ricorda che l’installazione dei differenziali non è ammessa nei sistemi TN-C.
La realizzazione pratica del collegamento a terra di trasformatori funzionanti
in parallelo e provvisti di protezione differenziale richiede un buon progetto
ed una particolare attenzione in fase di montaggio.
In particolare il collegamento delle sbarre di terra (PE) del quadro principale
deve essere tale da rispettare il corretto posizionamento dei toroidi.
PE
PE
NO
(1)
Si
(1)
1
2
3
N
PE
NO
DA (2)
(1) L’intervento della protezione differenziale deve provocare l’apertura dell’interruttore
del montante di media tensione. Infatti, in caso di guasto interno al trasformatore,
la sola apertura dell’interruttore di bassa tensione non isola il punto di guasto.
(2) DA è il dispersore intenzionale dell’impianto di terra comune ai due trasformatori.
380
Impiego a 400Hz
Protezione a corrente differenziale
Per la norma CEI 64 “Effetto della corrente attraverso il corpo umano” il rischio
dovuto al passaggio della corrente nel corpo umano è minore quanto più elevata
è la frequenza.
Per tale motivo, malgrado la desensibilizzazione del dispositivo a corrente
differenziale, è assicurata comunque la protezione delle persone.
Il criterio di scelta della soglia differenziale per la protezione delle persone rimane
lo stesso che a 50Hz ma si dovrà tenere conto dell’effettiva soglia a 400Hz per
coordinare il dispositivo a corrente differenziale con la resistenza del dispersore
di terra.
Interruttori modulari
La protezione differenziale può presentare un rischio di non funzionamento a causa
della variazione della soglia di intervento nominale nei seguenti casi:
cc utilizzo del tasto di test,
cc se la protezione è utilizzata per il comando a distanza dell’interruttore automatico
mediante dispositivo MOD.
ID
id, id c40
tipo
ID
ID C40
selettivo s
ID
I∆n
In [A]
AC
25
40
63-80-100
25-40-63
25-40-63
40-63-80-100
A
A tipo "si"
A tipo "si"
C40 Vigi, Vigi C40
tipo
tipo
2.5
1
2
C40a Vigi
C40N Vigi
Vigi C40
2
1.5
selettivi s
1
AC
AC
AC
A
A tipo "si"
A tipo "si"
In [A]
40
40
25-40
25-40
25-40
40
numero curva
10 mA
30 mA
2
1
1
2
3
4
-
300 mA
1
1
1
2
2
500 mA
1
1
2
numero curva
10 mA
30 mA
1
1
1
1
2
-
300 mA
1
1
1
2
2
500 mA
-
ID
I∆n
2.5
0.5
tipo
10
50 60
90
150
250
1
2
350 400 Hz
2
ID
l∆n
2.5
1.5
2
1
2
Vigi C60
3
4
1
1.5
0.5
selettivi s
10
50 60
90
150
250
10
2
1.5
50 60
90
150
250
classe
In [A]
AC
25
40-63
25-63
25-63
63
A
A tipo "si"
A tipo "si"
numero curva
10 mA
30 mA
2
1
2
3
4
-
300 mA
1
1
2
4
500 mA
1
1
2
-
1A
4
350 400 Hz
ID
l∆n
2.5
1
0.5
Vigi C60
tipo
350 400 Hz
1
2
3
4
Interruttori scatolati
In applicazioni a 400Hz utilizzare i relè differenziali a toroide separato tipo Vigirex,
seguendo le indicazioni descritte nel catalogo di riferimento.
1
381
0.5
Protezione
delle persone
Lunghezza massima protetta
per la protezione delle persone
Generalità
Verifica delle condizioni di intervento
del dispositivo di protezione contro le sovracorrenti
Il metodo convenzionale utilizzato in questa guida è suggerito dalla Norma CEI 64.8
ed è nella maggior parte dei casi sufficiente a determinare con buona
approssimazione la massima lunghezza della conduttura per la quale è verificata
la protezione delle persone.
Per la determinazione della lunghezza limite della conduttura utilizzare la legge
di Ohm opportunamente adattata.
Nel fare la valutazione della corrente di guasto a terra si considerano soltanto
le impedenze della fase e del PE relative alla partenza in esame.
La precisione di questo metodo si può considerare equivalente a quella del calcolo
che tiene conto di tutte le impedenze della rete, quando l’impedenza della rete
a monte è trascurabile rispetto a quella della partenza in esame.
Questo metodo risulta efficace per fare una rapida valutazione della lunghezza
massima protetta quando non sono note le caratteristiche della rete a monte.
è un metodo applicabile a condizione che il conduttore di protezione sia posto
nelle immediate vicinanze dei conduttori attivi del circuito (in caso contrario la
verifica della protezione delle persone può essere eseguita solo con delle misure
effettuate ad impianto terminato).
Sistema di neutro TN
B
A
PE
L
SPE
SF
C
0,8 · U0 · SF
Lmax = kx · kpar · _______________
1,5·ρ·(1+m)·km·Im
Sistema di neutro IT
n senza distribuzione del neutro (1)
D
PE
B
C
A
VAB = 0,8 U
2
SPE
SF
0,8 · U · SF
Lmax = kx · kpar · _______________
2·1,5·ρ·(1+m)·km·Im
(1) Nell’impossibilità pratica di effettuare la verifica per ogni configurazione di doppio guasto,
il calcolo viene condotto supponendo una uguale ripartizione della tensione tra i due circuiti
in guasto (ciò corrisponde alla condizione più sfavorevole per uno dei due circuiti interessati
dal doppio guasto).
382
cc con distribuzione del neutro (1) (2)
R
S
T
N
PE
D
A
C
VAB =
SPE
B
0,8 Uo
SF
2
SN
caso B
caso A
vv caso A - nel caso di circuiti senza neutro inseriti in un sistema con neutro
distribuito, la formula diventa:
0,8 · U0 · SF
Lmax = kx · kpar · _______________
2·1,5·ρ·(1+m)·km·Im
vv caso B - linea con neutro
0,8 · U0 · SN
Lmax = kx · kpar · _______________
2·1,5·ρ·(1+m’)·km·Im
I simboli utilizzati significano:
Lmax [m] è la massima lunghezza della conduttura che permette l’intervento
della protezione;
kx è il fattore di riduzione che tiene conto della reattanza dei cavi
di sezione maggiore di 95 m2;
sezione fase [mm2] 120
0,90
kx
150
0,85
185
0,80
240
0,75
300
0,72
4
3
5
3,2
kpar è il fattore correttivo in caso di più cavi in parallelo;
n. cavi in parallelo
kpar
(1) Nell’impossibilità pratica di effettuare la verifica
per ogni configurazione di doppio guasto, il calcolo
viene condotto supponendo una uguale ripartizione
della tensione tra i due circuiti in guasto (ciò corrisponde alla
condizione più sfavorevole per uno dei due circuiti interessati
dal doppio guasto).
(2) Si ricorda che le norme raccomandano di non distribuire
il neutro nei sistemi IT.
1
1
2
2
3
2,65
km è il fattore che tiene conto della tolleranza della soglia di intervento magnetico;
vale:
cc 1,2 per gli sganciatori magnetotermici;
cc 1,15 per gli sganciatori elettronici.
1,5 è il fattore correttivo della resistenza del circuito. Si ritiene che, in occasione
del guasto, tale resistenza aumenti del 50% rispetto al suo valore a 20°C;
0,8 per tener conto di una riduzione all’80% della tensione di alimentazione durante
il guasto, sulla parte di impianto a monte della conduttura in esame;
U0 [V] è la tensione nominale tra fase e terra;
U [V] è la tensione nominale tra fase e fase;
SF [mm2] è la sezione del conduttore di fase;
SN [mm2] è la sezione del conduttore di neutro;
ρ [Ω mm2/m] è il valore della resistività a 20°C del materiale conduttore,
(pari a 0,018 per il rame e 0,027 per l’alluminio);
m è il rapporto tra la sezione del conduttore di fase e la sezione del conduttore
di protezione (in presenza di conduttori in parallelo considerare la sezione
complessiva);
m’ è il rapporto tra la sezione del conduttore di neutro e la sezione del conduttore
di protezione;
Im [A] è la taratura della protezione contro i cortocircuiti.
383
Protezione
delle persone
Lunghezza massima protetta
per la protezione delle persone
Sistema TN
Lunghezze massime (in metri) di cavo protetto contro i contatti indiretti tramite
interruttori automatici nel sistema TN.
fattori correttivi da applicarsi alle lunghezze date dalle tabelle
Sfase
Spe
1
2
rete 400 V
cavo Cu
1
0,67
cavo Al
0,62
0,41
tra le fasi (1)
3
0,50
0,31
4
0,40
0,25
(1) Nel caso di reti trifasi a 230 V tra le fasi, applicare il coefficiente 0,6.
Per reti monofasi a 230 V (fase neutro), non applicare il coefficiente.
tabella 1 - C60, C120, NG125 curva B
In [A]
sezione [mm2]
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
tabella 2 - C60, C120, NG125 curva C
In [A]
0,5
1
2
sezione [mm2]
1,5
1022 511
256
2,5
1704 852
426
4
681
6
10
16
25
35
50
tabella 3 - C60, C120, NG125 curva D o K
In [A]
0,5
1
2
sezione [mm2]
1,5
730
365
183
2,5
1217 608
304
4
487
6
730
10
16
25
35
50
6
170
284
454
681
10
102
170
273
409
681
16
64
106
170
256
426
681
20
51
85
136
204
341
545
852
25
41
68
109
164
273
436
681
32
32
53
85
128
213
341
532
745
1065
40
26
43
68
102
170
273
426
596
852
50
20
34
55
82
136
218
341
477
681
63
16
27
43
65
108
173
270
379
541
80
13
21
34
51
85
136
213
298
426
100
10
17
27
41
68
109
170
239
341
125
8
14
22
33
55
87
136
191
273
3
170
284
454
681
4
128
213
341
511
852
6
85
142
227
341
568
10
51
85
136
204
341
545
852
16
32
53
85
128
213
341
532
745
20
26
43
68
102
170
273
426
596
852
25
20
34
55
82
136
218
341
477
681
32
16
27
43
64
106
170
266
373
532
40
13
21
34
51
85
136
213
298
426
50
10
17
27
41
68
109
170
239
341
63
8
14
22
32
54
87
135
189
270
80
6
11
17
26
43
68
106
149
213
100
5
9
14
20
34
55
85
119
170
125
4
7
11
16
27
44
68
95
136
3
122
203
325
487
811
4
91
152
243
365
608
6
61
101
162
243
406
649
10
37
61
97
146
243
389
608
852
16
23
38
61
91
152
243
380
532
761
20
18
30
49
73
122
195
304
426
608
25
15
24
39
58
97
156
243
341
487
32
11
19
30
46
76
122
190
266
380
40
9
15
24
37
61
97
152
213
304
50
7
12
19
29
49
78
122
170
243
63
6
10
15
23
39
62
97
135
193
80
5
8
12
18
30
49
76
106
152
100
4
6
10
15
24
39
61
85
122
125
3
5
8
12
19
31
49
68
97
6,3
56
94
150
225
376
601
10
35
59
95
142
237
379
592
828
12,5
28
47
76
114
189
303
473
663
16
22
37
59
89
148
237
370
518
739
25
14
24
38
57
95
151
237
331
473
40
9
15
24
35
59
95
148
207
296
63
6
9
15
23
38
60
94
131
188
tabella 4 - C60, NG125 curva MA
In [A]
sezione
[mm2]
1,6
2,5
4
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
384
222
370
592
142
237
379
568
89
148
237
355
592
tabella 5 - Compact NSX, Masterpact (1)
Im [A]
63
80
125
tipo di sganciatori NSX (2)
TM16G
TM 25/40G TM63G
sezione [mm2]
2,5
112
88
56
4
180
141
90
6
270
212
136
10
450
354
227
16
721
567
363
25
1126
887
567
35
1577
1242
795
50
2253
1774
1135
70
3155
2484
1590
95
4281
3371
2158
120
4867
3833
2453
150
5746
4525
2896
185
6670
5253
3361
240
8112
6388
4088
300
9735
7666
4906
tabella 6 - Compact NSX, Masterpact (1)
Im [A]
sezione [mm2]
1500
2000
2,5
4
3
4
7
5
6
11
8
10
18
14
16
30
22
25
47
35
35
66
49
50
94
70
70
132
99
95
179
134
120
204
153
150
241
181
185
280
210
240
340
255
300
408
306
2500
2
4
6
11
18
28
39
56
79
107
122
144
168
204
245
190
300
400
500
650
800
1000
1250
TM16D
37
60
90
149
239
374
523
591
828
1123
1277
1508
1751
2129
2555
TM25D
23
37
56
94
151
236
331
473
662
899
1022
1206
1400
1703
2044
TM32D
18
28
43
71
114
177
248
355
497
674
767
905
1051
1278
1533
TM 40/63D
14
22
34
56
90
141
198
283
397
539
613
724
840
1022
1226
TM80D
10
17
26
43
69
109
152
218
305
415
471
556
646
786
943
TM100D
8
14
21
35
56
88
124
177
248
337
383
452
525
638
766
7
11
17
28
45
70
99
141
198
269
306
362
420
511
613
TM125/160D
5
9
13
22
36
56
79
113
159
215
245
289
336
408
490
3200
2
3
5
8
14
22
31
44
62
84
95
113
131
159
191
4000
1
2
4
7
11
17
24
35
49
67
76
90
105
127
153
5000
1
2
3
5
9
14
19
28
39
53
61
72
84
102
122
6300
1
1
2
4
7
11
15
22
31
42
48
57
66
81
97
8000
10000
12500
1
2
3
5
8
12
17
24
33
38
45
52
63
76
1
1
2
4
7
9
14
19
26
30
36
42
51
61
1
2
3
5
7
11
15
21
24
28
33
40
49
(1) Nel caso di regolazione della soglia magnetica ad una Im non contenuta in tabella, considerare la colonna con Im immediatamente superiore.
(2) In questa riga sono indicati gli sganciatori magnetotermici degli interruttori Compact NSX a cui corrispondono i valori di soglia magnetica della tabella.
385
Lunghezza massima protetta
per la protezione delle persone
Protezione
delle persone
Sistema IT
Lunghezze massime (in metri) di cavo protetto contro i contatti indiretti tramite
interruttori automatici nel sistema IT.
fattori correttivi da applicarsi alle lunghezze date dalle tabelle
Sfase
Spe
1
2
cavo Cu neutro non distributo
1
0,67
rete trifase
400 V (1)
neutro distribuito
0,60
0,40
cavo Al neutro non distribuito
0,62
0,41
neutro distribuito
0,37
0,25
3
0,50
0,30
0,31
0,19
4
0,40
0,24
0,25
0,15
(1) Nel caso di reti trifasi a 230 V tra le fasi, applicare il coefficiente 0,6.
Per reti monofasi a 230 V (fase neutro), non applicare il coefficiente.
tabella 7 - C60, C120, NG125 curva B
In [A]
sezione [mm2]
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
tabella 8 - C60, C120, NG125 curva C
In [A]
0,5
1
2
sezione [mm2]
1,5
889
444
222
2,5
370
4
6
10
16
25
35
50
tabella 9 - C60, C120, NG125 curva D o K
In [A]
0,5
1
2
sezione [mm2]
1,5
635
317
159
2,5
529
265
4
423
6
10
16
25
35
50
6
148
247
395
10
89
148
237
356
16
56
93
148
222
370
20
44
74
119
178
296
474
25
36
59
95
142
237
379
593
32
28
46
74
111
185
296
463
40
22
37
59
89
148
237
370
519
50
18
30
47
71
119
190
296
415
593
63
14
24
38
56
94
150
235
329
470
80
11
19
30
44
74
119
185
259
370
100
9
15
24
36
59
95
148
207
296
125
7
12
19
28
47
76
119
160
237
3
148
247
395
4
111
185
296
444
6
74
123
198
296
494
10
44
74
119
178
296
474
16
28
46
74
111
185
296
463
20
22
37
59
89
148
237
370
25
18
30
47
71
119
190
296
415
32
14
23
37
56
93
148
231
324
463
40
11
19
30
44
74
119
185
259
370
50
9
15
24
36
59
95
148
207
296
63
7
12
19
28
47
75
118
165
235
80
6
9
15
22
37
59
93
130
185
100
4
7
12
18
30
47
74
104
148
125
4
6
9
14
24
38
59
83
119
3
106
176
282
423
4
79
132
212
317
529
6
53
88
141
212
353
564
10
32
53
85
127
212
339
529
16
20
33
53
79
132
212
331
463
20
16
26
42
63
106
169
265
370
529
25
13
21
34
51
85
135
212
296
423
32
10
17
26
40
66
106
165
231
331
40
8
13
21
32
53
85
132
185
265
50
6
11
17
25
42
68
106
148
212
63
5
8
13
20
34
54
84
118
168
80
4
7
11
16
26
42
66
93
132
100
3
5
8
13
21
34
53
74
106
125
3
4
7
10
17
27
42
59
85
6,3
49
82
131
196
327
523
10
31
51
82
123
206
329
514
12,5
25
41
66
99
165
263
412
576
16
19
32
51
77
129
206
322
450
643
25
12
21
33
49
82
132
206
288
412
40
8
13
21
31
51
82
129
180
257
63
5
8
13
20
33
52
82
114
163
tabella 10 - C60, NG125 curva MA
In [A]
sezione
[mm2]
1,6
2,5
4
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
386
193
322
514
123
206
329
494
77
129
206
309
514
tabella 11 - Compact NSX, Masterpact (1)
Im [A]
63
80
125
tipo di sganciatori NSX (2)
TM16G
TM 25/40G TM63G
sezione [mm2]
2,5
97
77
49
4
156
123
79
6
235
185
118
10
391
308
197
16
627
493
316
25
979
771
493
35
1371
1080
691
50
1959
1543
987
70
2743
2160
1382
95
3723
2932
1876
120
4232
3333
2133
150
4997
3935
2518
185
5800
4567
2923
240
7054
5555
3555
300
8465
6666
4266
tabella 12 - Compact NSX, Masterpact (1)
Im [A]
sezione [mm2]
1500
2000
2,5
4
3
4
6
4
6
9
7
10
16
12
16
26
19
25
41
30
35
57
43
50
82
61
70
115
86
95
156
117
120
177
133
150
209
157
185
243
182
240
296
222
300
355
266
2500
2
3
5
9
15
24
34
49
69
93
106
125
146
177
213
190
300
400
500
650
800
1000
1250
TM16D
32
52
78
130
208
325
455
650
910
1235
1404
1657
1923
2339
2729
TM25D
20
32
49
82
131
205
288
411
576
781
888
1049
1218
1481
1777
TM32D
15
25
37
62
99
154
216
309
432
586
667
787
914
1111
1333
TM 40/63D
12
19
29
49
79
123
172
246
345
469
533
629
730
888
1066
TM80D
9
15
22
37
60
94
132
189
265
360
410
484
562
683
820
TM100D
7
12
18
30
49
77
108
154
216
293
333
393
456
555
666
6
9
14
24
39
61
86
123
172
234
266
314
365
444
533
TM 125/160D
4
7
11
19
31
49
69
98
138
187
213
251
292
355
426
3200
1
3
4
7
12
19
27
38
54
73
83
98
114
138
166
4000
1
2
3
6
9
15
21
30
43
58
66
78
91
111
133
5000
1
1
2
4
7
12
17
24
34
46
53
62
73
88
106
6300
8000
10000
12500
1
2
3
6
9
13
19
27
37
42
49
58
70
84
1
1
3
4
7
10
15
21
29
33
39
45
55
66
1
2
3
6
8
12
17
23
26
31
36
44
53
1
1
3
4
6
9
13
18
21
25
29
35
42
(1) Nel caso di regolazione della soglia magnetica ad una Im non contenuta in tabella, considerare la colonna con Im immediatamente superiore.
(2) In questa riga sono indicati gli sganciatori magnetotermici degli interruttori Compact NSX a cui corrispondono i valori di soglia magnetica della tabella.
387
Protezione
delle persone
Lunghezza massima protetta
per la protezione delle persone
Singolo condotto
Protezione del singolo condotto
I condotti sbarre sono da considerarsi a tutti gli effetti condutture così come definite
dalla norma CEI 64.8. È perciò necessario che il dispositivo di protezione installato
a monte del condotto sbarre assicuri la protezione delle persone come nel caso
dei cavi (vedasi capitolo Protezione delle persone).
Il dispositivo di protezione (interruttore magnetotermico o magnetotermico
differenziale) deve intervenire per un guasto verso massa che sia localizzato
alla fine del condotto.
Le tabelle della pagina seguente forniscono i valori delle lunghezze massime
protette dei condotti in funzione delle caratteristiche di intervento degli interruttori
per i sistemi TN. Per i sistemi TT è sempre indispensabile l’uso di un DDR.
Per i sistemi IT consultateci.
Per la determinazione della lunghezza limite del condotto viene utilizzata la legge di
Ohm opportunamente adattata (secondo quanto suggerito dalla norma CEI 64-8):
0,8 · U0
Lmax = _________
Zg1·Km·Im
dove:
Lmax [m] è la massima lunghezza del condotto sbarre che permette l’intervento
della protezione automatica;
Uo [V] è la tensione nominale tra fase e terra;
0,8 è un fattore che tiene conto di una riduzione all’80% della tensione
di alimentazione durante il guasto sulla parte di impianto a monte del condotto
in esame;
Zg1 [Ω/m] è l'impedenza dell'anello di guasto di un metro di lunghezza, costituito
dal conduttore di fase e dal conduttore di protezione del condotto sbarre,
ammettendo un aumento del 50% della resistenza del circuito
(rispetto al valore a 20°C) dovuto al riscaldamento dei conduttori causato
dalla corrente di cortocircuito;
km è il fattore che tiene conto della tolleranza della soglia d’intervento magnetico
(vedi anche capitolo Protezione delle persone);
Im [A] è la taratura della protezione contro i cortocircuiti.
Esempio
In un impianto, una delle partenze da un quadro di distribuzione è costituita
da un condotto sbarre prefabbricato tipo Canalis KS250, che alimenta dei carichi
terminali tramite delle derivazioni protette all’origine da interruttori automatici.
Il condotto KS250, avente una lunghezza L = 45 m, è protetto a monte contro
i sovraccarichi ed i cortocircuiti da un interruttore NSX250F dotato di sganciatore
TM250D. Il sistema di neutro adottato è il TN-S.
Avendo deciso di proteggere il condotto dai contatti indiretti con lo stesso interruttore
automatico utilizzato per la protezione contro le sovracorrenti (senza impiego di un
DDR), occorre verificare che la corrente di guasto minima, cioè quella fase-PE in
corrispondenza dell’estremità finale del condotto, sia superiore alla soglia magnetica
dell’interruttore automatico.
In altre parole, questo significa verificare che la lunghezza del tratto di condotto sia
inferiore alla lunghezza massima protetta dall’interruttore. Supponendo che la
protezione magnetica dell’interruttore a monte sia regolata al massimo, cioè 10 In
(condizione più gravosa), dalla tabella di pagina seguente in corrispondenza
di Im = 2500 A per il condotto KS250 si ha Lmax= 49 m.
Il condotto risulta protetto contro i contatti indiretti.
NSX250F TM250D
388
Sistema TN
Lunghezze massime (in metri) del condotto sbarre prefabbricato, nel sistema TN
protetto contro i contatti indiretti tramite interruttori automatici.
Nel caso di reti trifase a 230 V, tra le fasi, applicare il coefficiente 0,6.
Per reti monofase a 230 V (fase/neutro) non applicare il coefficiente.
tabella 1 - C60, C120, NG125 curva B
In [A]
condotto Canalis
6
10
KDP20
314
188
KBA25
388
233
KBB25
416
250
KBA40
334
KBB40
365
KN40
407
KN63
KN100
KS100
KN160
KS160
tabella 2 - C60, C120, NG125 curva C
In [A]
condotto Canalis
6
10
KDP20
157
94
KBA25
194
116
KBB25
208
125
KBA40
279
167
KBB40
304
182
KN40
339
203
KN63
387
KN100
KS100
KN160
KS160
16
117
145
156
209
228
254
483
20
94
116
125
167
182
203
387
602
671
25
75
93
100
133
146
163
309
482
537
570
771
32
58
72
78
104
114
127
241
376
419
445
602
40
47
58
62
83
91
101
193
301
335
356
482
50
37
46
50
66
73
81
154
241
268
285
385
63
29
36
39
53
57
64
122
191
213
226
306
80
23
29
31
41
45
50
96
150
167
178
241
100
18
23
25
33
36
40
77
120
134
142
192
125
15
18
20
26
29
32
61
96
107
114
154
16
58
72
78
104
114
127
241
376
20
47
58
62
83
91
101
193
301
335
25
37
46
50
66
73
81
154
241
268
285
385
32
29
36
39
52
57
63
120
188
209
222
301
40
23
29
31
41
45
50
96
150
167
178
241
50
18
23
25
33
36
40
77
120
134
142
192
63
14
18
19
26
28
32
61
95
106
113
153
80
11
14
15
20
22
25
48
75
83
89
120
100
9
11
12
16
18
20
38
60
67
71
96
125
7
9
10
13
14
16
30
48
53
57
77
tabella 3 - Compact NSX, Masterpact
Im [A]
63
80
125
190
300
400
500
Sganciatore NSX (1)
Condotto Canalis
TM16G
TM25/40G TM63G
TM16D
TM25D
TM32D
TM40/63D
KDP20
119
94
60
39
25
18
15
KBA25
147
116
74
49
31
23
18
KBB25
158
125
80
52
33
25
20
KBA40
212
167
107
70
44
33
26
KBB40
231
182
116
76
48
36
29
KN40
259
203
130
85
54
40
32
KN63
491
387
247
162
103
77
61
KN100
765
602
385
253
160
120
96
KS100
853
671
430
282
179
134
107
KN160
713
456
300
190
142
114
KS160
964
617
406
257
192
154
KS250
990
651
412
309
247
KS400
887
562
421
337
KS500
980
735
588
KS630
1.006
754
603
tabella 4 - Compact NSX, Masterpact
Im [A]
1000
1250
Sganciatore NSX (1)
TM125/160D
TM200D (2)
Condotto Canalis
TM250D (2)
KN63
30
24
KN100
48
38
KS100
53
43
KN160
57
45
KS160
77
61
KS250
123
99
KS400
168
134
KS500
294
235
KS630
301
241
KS800
321
257
KS1000
343
275
640
800
TM80D
11
14
15
20
22
25
48
75
83
89
120
193
263
459
471
TM100D
9
11
12
16
18
20
38
60
67
71
96
154
210
367
377
1500
2000
2500
3200
4000
5000
6300
8000
10000
12500
20
32
35
38
51
82
112
196
201
214
229
15
24
26
28
38
61
84
147
150
160
171
12
19
21
22
30
49
67
117
120
128
137
10
15
17
18
25
40
55
95
98
104
112
8
12
14
14
20
32
44
76
78
83
89
6
10
11
11
16
25
35
61
63
67
71
5
7
8
9
12
20
27
48
50
53
56
4
6
7
7
10
16
22
38
39
41
44
3
5
5
5
8
12
17
30
31
33
35
2
4
4
4
6
10
14
24
25
26
28
(1) In queste righe sono indicati gli sganciatori magnetotermici della gamma Compact NSX cui corrispondono i valori di soglia magnetica della tabella.
(2) Gli sganciatori NSX TM200D e TM250D hanno una soglia magnetica Im regolabile da 5 a 10 volte la corrente nominale In.
389
Protezione
delle persone
Lunghezza massima protetta
per la protezione delle persone
Associazione condotto/cavo
Protezione dell’associazione condotto sbarre/cavo
È molto diffusa la realizzazione di condotti sbarre collegati al quadro di
alimentazione mediante un cavo.
In qualche applicazione si realizzano derivazioni a valle del condotto sbarre protette
unicamente dall’interruttore installato a monte del condotto stesso.
In entrambi i casi, è necessario verificare la protezione delle persone alla fine
del condotto o alla fine del cavo a valle del condotto, considerando l’insieme dei tratti
di condutture interessati dal guasto a terra.
Conoscendo i valori (in metri) delle lunghezze massime protette per ogni tipo di
conduttura posto in serie nell’applicazione in esame e le lunghezze effettive di
ciascun tratto, è possibile la verifica della protezione delle persone secondo la
formula seguente:
L 2
L3
L1 +
+
L1max L2max L3max
≤1
dove:
L1, L2, L3 [m] sono le lunghezze dei vari tratti di cavo o condotto sbarre che
costituiscono la linea da proteggere;
L1max, L2max, L3max [m] sono le lunghezze massime protette per ogni tipo di conduttura
posto in serie; i valori di lunghezza massima protetta dei singoli tratti si trovano, nel
caso dei cavi, al capitolo Protezione delle persone alle pagine 384 e 385 e, nel caso
dei condotti, a pag. 389.
Esempio
Consideriamo un’installazione del tipo in figura che alimenta dei corpi illuminanti,
costituita in parte da condotto ed in parte da cavi, avente i seguenti dati:
sistema di neutro TN-S;
C1:cavo
S1 = 2,5 mm2 multipolare
L1 = 30 m,
C2:condotto sbarre prefabbricato Canalis KBA25 tetrapolare
L2 = 40 m,
C3:cavo (uguale per tutte le derivazioni)
S3 = 1,5 mm2
L3 = 2 m.
La linea è protetta a monte contro le sovracorrenti da un interruttore modulare C60H
curva C 16 A. Volendo utilizzare per la protezione contro i contatti indiretti
l’interruttore automatico a monte, occorre verificare che la corrente di guasto minima
fase-PE, in corrispondenza del corpo illuminante più distante, sia superiore
alla soglia magnetica dell’interruttore automatico. In pratica, occorre applicare
la formula sopra indicata relativa alla verifica della lunghezza massima protetta
dall’insieme cavo-condotto-cavo. In questo caso, essendo le derivazioni
per i corpi illuminanti di uguale lunghezza, la corrente di cortocircuito minima
si ha in corrispondenza dell’ultima derivazione.
Dalle tabelle di pag. 384 per i cavi e di pag. 389 per i condotti ricaviamo:
C1 : L1max = 53 m
L1 = 0,566
L1max
C2 : L2max = 72 m
L2 = 0,556
L2max
C3 : L3max = 32 m
L3 = 0,063
L3max
C3 : L3max = 32 m
L1 L 2
L3
+
+
L1max L2max L3max
390
= 1,185 > 1
Non essendo verificata la condizione imposta, una delle soluzioni possibili è
aumentare la sezione del cavo di alimentazione a 4 mm2. Si ha quindi:
C1 : L1max = 85 m
L1 = 0,353
L1max
L1 L 2
L3
+
+
L1max L2max L3max
= 0,972 < 1
Con il cavo C1 da 4 mm2, l’insieme cavo-condotto-cavo risulta protetto contro
i contatti indiretti.
391
Protezione
delle persone
392