Impianti elettrici.
a. Generalità.
i. Insegnante: Prof. Francesco Perrone.
ii. Ore di lezione previste 128.
iii. Libri di testo adottati: Gaetano Conte, impianti elettrici vol.1 e 2, Hoepli.
b. Argomenti qualificanti del programma.
1) Apparecchi di manovra: principali caratteristiche funzionali di interruttori ( V nominale, I
nominale, potere di interruzione, potere di chiusura ) e sezionatori ( V e I nominali, I simmetrica di
breve durata, I di cresta di breve durata )
2) Sovracorrenti: effetti termici (curva ideale di riscaldamento) nei sovraccarichi, effetti termici e
meccanici nei corti circuiti (descrizione qualitativa). Determinazione dei valori massimi e minimi
della I di c.c. presunta in linee monofasi o trifasi. Protezioni contro le sovracorrenti.
3) Classificazione dei relè: voltmetrici e amperometrici, di minima e di massima, a tempo
dipendente e indipendente, a scatto istantaneo e ritardato. Struttura di relè termici e magnetici e loro
caratteristiche d’intervento. Caratteristica d’intervento di un interruttore automatico
magnetotermico. Fusibili e loro caratteristica d’intervento. Requisiti da imporre alla I nominale di
un fusibile o alle I di regolazione di un relè termico o magnetico in funzione della I d’impiego
prevista, della portata della conduttura da proteggere, della I di c.c. presunta.
4) Cabine elettriche MT/BT : apparecchi di manovra e protezioni da collocare sui lati MT e BT e
criteri di scelta delle loro caratteristiche, sia nel caso di un trasformatore unico che nel caso di più
trasformatori in parallelo.
5) Illuminotecnica: definizione e unità di misura delle principali grandezze fotometriche ( flusso
luminoso, intensità luminosa, illuminamento )
c. Finalità, obiettivi, programma svolto.
1.3.1 . Finalità.
L’insegnamento di impianti elettrici è finalizzato a far acquisire organiche
conoscenze di base per il dimensionamento, la gestione e il collaudo di impianti
elettrici. Deve altresì fornire allo studente adeguate conoscenze delle
problematiche connesse all’impiego dell’energia elettrica, ivi comprese quelle
relative alla sicurezza.
1.3.2. Obiettivi di apprendimento.
Al termine del corso l’allievo dovrà dimostrare di :
1) conoscere gli aspetti fondamentali delle apparecchiature e dei macchinari e le problematiche
relative alla generazione, alla conversione e al trasporto dell’energia elettrica;
2) saper progettare, realizzare e collaudare impianti di media e bassa tensione;
3) saper operare la scelta dei componenti sulla base di criteri tecnici ed economici, in relazione alla
tipologia degli impianti;
4) conoscere sistemi automatici di regolazione e controllo di impianti civili ed industriali;
5) saper scegliere e progettare i dispositivi di sicurezza in relazione alle particolarità dell’impianto;
6) aver conoscenza delle problematiche relative all’utilizzo dell’energia elettrica con riferimento al
risparmio energetico, al rifasamento ed alla tariffazione;
7) possedere adeguate conoscenze sugli azionamenti elettrici e sui problemi relativi alla
regolazione, al controllo e alla diagnostica degli impianti.
Contenuti.
12) Sovracorrenti, sovratensioni e sistemi di protezione.
Sovracorrenti . Sollecitazione termica per sovraccarico , corrente di corto circuito, fattore di cresta,
sollecitazione termica per corto circuito, sollecitazione elettrodinamica.(2 ore).
Apparecchiature di manovra. Classificazione degli apparecchi di manovra, arco elettrico e sua
modalità di estinzione, tipi di interruttori, caratteristiche funzionali degli interruttori, sezionatori,
contattori, caratteristiche e scelta dei contattori. (4 ore).
Protezione dalle sovracorrenti. Classificazione dei relè, relè termico, relè di massima corrente,
protezione magnetotermica, interruttori automatici per bassa tensione, fusibili e loro caratteristica
d’intervento, caratteristiche funzionali dei fusibili, protezione delle condutture contro i
sovraccarichi e i corto circuiti, determinazione delle correnti di corto circuito, selettività delle
protezioni, protezione in serie ( back-up ), protezione dei motori asincroni. ( 10 ore).
Sovratensioni e relative protezioni. Classificazione delle protezioni, sovratensioni di origine interne
ed esterne, scaricatori per le sovratensioni. (4 ore)
3) Trasmissione, distribuzione, trasformazione e utilizzazione dell’energia elettrica.
Trasmissione e distribuzione. Trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica, confronto tra i pesi
del materiale conduttore in linee c.c. , c.a. monofase, c.a. trifase. (3 ore)
Cabine elettriche. Definizioni e classificazioni, lato media tensione e bassa tensione, criteri per la
scelta del trasformatore e delle apparecchiature di manovra e protezione, impianto di terra,
dimensionamento di massima di una cabina. (20 ore)
Sistemi di distribuzione a media e bassa tensione. Baricentro elettrico di un impianto, criteri di
scelta di un sistema di distribuzione in media tensione, tipi di distribuzione: distribuzione
centralizzata e a centri di carico. (10 ore)
Sezionamento. Necessità di sezionare il neutro nei sistemi TT e TN-S.
Conversione statica dell’energia elettrica. Caratteristiche dei diodi raddrizzatori, raddrizzatori statici
a diodi: monofase a una semionda, monofase a doppia semionda, trifase a ponte. (2 ore)
Impianti d’illuminazione. Radiazioni luminose, caratteristiche e tipi di lampade, tipi
d’illuminazione, calcolo dell’impianto d’illuminazione per interni con il metodo del flusso totale,
metodo della curva fotometrica. (5 ore)
Rifasamento degli impianti elettrici. Aspetti teorici, conseguenze di un basso fattore di potenza,
situazione tariffaria , modalità di rifasamento, scelta delle apparecchiature di protezione e manovra.
(5 ore)
Cenni sulla produzione di energia . centrali idroeletrriche e termoelettriche.
1.3.4 Metodi di insegnamento.
Si è utilizzata generalmente la lezione frontale, seguita da esercizi e applicazioni, eseguite
dall’insegnante e dagli allievi a turno; si è affrontato il progetto dell’impianto di alimentazione di
uno stabilimento industriale con lavoro individuale.
1.3.5 Mezzi e strumenti di lavoro.
Nella progettazione degli impianti si sono utilizzate le tabelle del manuale Cremonese di
elettrotecnica , parte specialistica, integrate con delle tabelle del libro di testo. Si è visitato una
centrale idroelettrica (Cairo M.).
1.3.6 Strumenti di verifica.
Si sono effettuate delle verifiche periodiche scritte: esercizi applicativi sulla teoria svolta, progetti
mirati , quesiti a risposta aperta e chiusa. Inoltre si sono fatte delle interrogazioni orali , in media ,
due per quadrimestre.
1.3.7 . Valutazione.
Livello A: avere una conoscenza approfondita delle apparecchiature e dei macchinari, saper
progettare, realizzare e collaudare , con apporto critico personale, gli impianti in bassa e media
tensione. L’esposizione orale e scritta deve essere scorrevole e corretta Voto 8/10.
Livello B: saper analizzare e progettare gli impianti a bassa e media tensione, usando tecnologie
conosciute. Saper esporre in modo chiaro e conciso i concetti studiati e saperli applicare per
risolvere i quesiti proposti con qualche spunto personale. Voto 7/8.
Livello C: Dimostrare di aver acquisito le conoscenze essenziali di tipo impiantistico per poter
progettare gli impianti. L’esposizione orale e scritta deve essere corretta. Voto 6/7.
Livello D: Esposizione imprecisa. Conoscenze superficiali degli argomenti svolti con lievi lacune,
difficoltà iniziale nell’affrontare i problemi proposti. Voto 4/5.
Livello E: Gravi lacune nella preparazione di base, incapacità di orientarsi e di saper affrontare,
anche se aiutato, dei semplici quesiti. Esposizione limitata e imprecisa. Voto 3/2.
1.3.8 Esempio di verifica da effettuarsi durante l’anno scolastico.
Compito in classe 5B , anno scolastico 2007/2008, impianti elettrici.
1) Dire,sulla protezione di un motore asincrono trifase e della linea che lo alimenta: qual è il suo
requisito principale, come può essere realizzata e quali condizioni deve rispettare la caratteristica
d’intervento
2) Che cosa si intende per protezione di back-up?
3) Date due protezioni, una su una linea principale e una su una linea secondaria, dire:
quando si dicono coordinate in modo selettivo, quando la selettività si dice parziale o totale, che si
intende per selettività cronometrica e amperometrica.
4) Quando si può tralasciare la protezione contro un sovraccarico.
5) Dove va installata la protezione contro un corto circuito.
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Prof. Francesco Perrone
Savona 7/11/08
