Relazione Tecnica Fano 01_08_10

Studio tecnico di progettazione elettrica
DOTT. ING. ALESSANDRO PIERGIOVANNI
VIA DELLA BATTAGLIA, 45 61100 PESARO
C.F.: PRGLSN69P29G479I
P.I. 02165480415
Tel. 0721/65063 mob. 328 3341855
PROVINCIA DI PESARO E
URBINO
RELAZIONE TECNICA
IMPIANTO
ILLUMINAZIONE
PUBBLICA
Pesaro, 28 luglio 2010
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Studio tecnico di progettazione elettrica
DOTT. ING. ALESSANDRO PIERGIOVANNI
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Premessa
La presente relazione ha per oggetto la progettazione, in conformità alle normative
vigenti, dell’impianto di illuminazione relativo al tratto di strada interquartieri compreso
tra via Roma e via Trave in Comune di Fano.
Descrizione dell’area
L’impianto in oggetto comprende:
• l’illuminazione della sede stradale dei due marciapiedi a bordo strada e della pista
ciclabile adiacente
• l’illuminazione di n°3 rotatorie poste in corrispondenza degli incroci con via
Fanella, via della Fornace e via Trave
• il ripristino e la messa a norma di alcune armature stradali in corrispondenza degli
incroci con via Italia, via della fornace e via Trave
Riferimenti normativi
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CEI 11-20 2000 IVa Ed. Impianti di produzione di energia elettrica e gruppi di
continuità collegati a reti I e II categoria.
CEI 11-25 2001 IIa Ed. (EC 909): Correnti di cortocircuito nei sistemi trifasi in
corrente alternata. Parte 0: Calcolo delle correnti.
CEI 17-5 VIIa Ed. 2004: Apparecchiature a bassa tensione. Parte 2: Interruttori
automatici.
CEI 23-3/1 Ia Ed. 2004: Interruttori automatici per la protezione dalle
sovracorrenti per impianti domestici e similari.
CEI 64-8 VIa Ed. 2007: Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non
superiore a 1000V in corrente alternata e a 1500V in corrente continua.
CEI UNEL 35023 1970: Cavi per energia isolati con gomma o con materiale
termoplastico avente grado di isolamento non superiore a 4- Cadute di
tensione.
CEI 64-7
(1986):Impianti elettrici di illuminazione pubblica e similari.
UNI-EN 40
Pali per illuminazione. Parte 2 - Dimensioni e tolleranze;
UNI 11248 Illuminazione stradale
Legge della Regione Marche n°10 del 24/07/2002 “Misure urgenti in materia
di risparmio energetico e di contenimento dell’inquinamento luminoso”
- Decreti e circolari ministeriali di aggiornamento delle sopra-esposte leggi e disposizioni;
- Prescrizioni ed indicazioni dell'ente per l’energia elettrica;
Ad impianto eseguito dovrà essere rilasciata da parte dell' Impresa Installatrice, la
dichiarazione di conformità dell'impianto elettrico secondo quanto stabilito dalla dalla L.
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R. 10/02 (allegato F/G) e la certificazione degli apparecchi di illuminazione da esterni con
relativi tabulati fotometrici (C ; γ).
Definizione della categoria illuminotecnica d’appartenenza
Con l’entrata in vigore della legge Regionale 10/02 sulle misure in materia di risparmio
energetico e di contenimento dell’inquinamento luminoso, tutti i nuovi impianti
d’illuminazione pubblici e privati devono rispettare precise indicazioni; queste riguardano
il tipo di corpo illuminante, la sua geometria costruttiva e quella di installazione al fine di
contenere alcuni parametri fotometrici entro i limiti sanciti dal decreto attuativo.
In accordo con L.R. la Norma UNI 11248 fornisce le linee guida per determinare le
condizioni di illuminazione in una data zona della strada, identificando una categoria
illuminotecnica.
In assenza di un P.U.T. (piano urbano del traffico) che definisca in maniera univoca
l’indice illuminotecnico della strada in oggetto, è stato deciso di considerare i parametri
principali (geometria della strada, limite di velocità, esistenza di zone di conflitto, flusso di
traffico presunto) per la sua definizione.
Sulla base di queste verifiche e con l’ausilio della UNI-EN 13201-2 , si ritiene plausibile
indicare come categoria illuminotecnica di esercizio per la strada la ME2, la CE2 per le
rotatorie e la S1 per marciapiedi e pista ciclabile.
I parametri previsti per le suddette categorie sono:
Categoria
Luminanza in condizioni d’asciutto
Abbagliamento
debilitante
Illuminazione
di contiguità
Luminanza
L (minima)
Uo
(minima)
Ul
(minima)
TI in %
(massimo)
SR (minima)
1.5
0.4
0.7
10
0.5
ME2
Categoria
Illuminamento orizzontale
Illuminamento E (minimo)
Uo (minimo)
CE2
20
0.4
S1
15
0.4
La L.R. stabilisce, inoltre, l’utilizzo di lampade ad alta efficienza, cioè con rapporto lm/W
> 90 con un’intensità che diventa pari a 0 cd/klm a 90°; ciò diventa possibile con l’utilizzo
di armature cut-off (totalmente schermate) dotate di vetro piano, le quali forniscono quasi
sempre curve fotometriche in linea con quanto prescritto.
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Geometria d’intallazione: “ Strada”
La strada presenta una larghezza di 8,5 m, con marciapiedi da 1,5 m su entrambi i lati ed
una pista ciclabile adiacente ad un marciapiede larga 2,5 m.
Tenendo conto che l’ambiente è di tipo residenziale e commerciale, si scelgono lampade a
ioduri metallici con alta resa cromatica e temperatura di colore di 2800°K.
Si utilizzano apparecchi testapalo (tranne i punti in cui si allarga la strada) su pali diritti,
posati tra la pista ciclabile ed il marciapiede, di altezza fuori terra pari a 10 m, disposizione
unilaterale.
Il palo è a sezione cilindrica rastremato, diametro alla base 139 mm, diametro alla sommità
114 mm, predisposto per l’innesto del cimapalo. Il palo, a circa 0,6 m da terra, è
predisposto anche di asola per morsettiera in doppio isolamento modello T39. A il palo
presenta una finestrella per l’installazione della morsettiera.
L’armatura è in classe II, di tipo cut-off con vetro piano, grado di protezione IP66 tipo Q5
quadro della ditta AEC o similare con ottica stradale, cablati con lampada CDO-TT 250W
(2800°K).
Si dispongono i centri luminosi ad una interdistanza media pari a 30 m
I corpi illuminanti sono compresi di reattore biregime tipo Syra della ditta Umpi per la
riduzione del flusso luminoso previsto nelle ore notturne.
Geometria d’intallazione: “ Rotatoria n° 1- Incrocio via Fanella”
La rotatoria presente all’incrocio con via Fanella presenta vicoli dovuti della presenza
dell’elettrodotto aereo di pertinenza delle F.F.S.S..
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In questo caso si conviene di illuminare la rotatoria con pali perimetrali, facendo
comunque riferimento alle prescrizioni dell’Ente ed al D.M. 449 del 21/03/88 che prevede
una distanza minima di sicurezza dei lampioni dalla catenaria.
La distanza di rispetto tra i centri luminosi ed i conduttori nudi della linea aerea con
tensioni superiori a 1000V deve essere almeno pari ad almeno (3+0,015V) m dove V è la
tensione di esercizio della linea espressa in kV.
Nel nostro caso:
3+0,015x160= 5,4 mt.
La distanza deve permanere anche con catenaria della linea, inclinata di 30° sulla verticale.
Tutto ciò in ottemperanza alla CEI 64-7 art. 44.6.03.
Si utilizzano n° 7 apparecchi testapalo con armatura tipo Q5 quadro della ditta AEC con
ottica stradale, cablati con lampada tipo SON-T 250W (2200°K) ad un’altezza di 10 m fuori
terra.
I corpi illuminanti sono compresi di reattore biregime tipo Syra della ditta Umpi per
l'accensione da remoto e la diagnostica dei componenti elettrici dell’armatura.
Geometria d’intallazione: “ Rotatoria n° 2- Incrocio via della Fornace”
Per l’illuminazione di questa rotatoria è stato concordato l’utilizzo di una torre faro a
corona mobile con fusto tronco-conico, a sezione poligonale, realizzato in sito mediante
sovrapposizione ad incastro.
La testa di trascinamento, realizzata in acciaio zincato a caldo, è montata in sommità del
fusto, incorpora le carrucole di rinvio del cavo di alimentazione dei proiettori e delle funi
di sospensione della corona mobile.
La corona è realizzata in profilati di acciaio, dimensionata per sostenere i sei proiettori,
unitamente alla cassetta di derivazione. La configurazione all’interno della portella,
prevede un gruppo riduttore con movimentazione a catena, con tiro diretto, mentre un
sistema a manovella provvede a trasmettere, il moto necessario per le operazioni di
discesa e sollevamento della corona mobile. Il fissaggio alla fondazione è dato da una
piastra di base e tirafondi di ancoraggio. Come previsto dal D.M. del 14/01/2008 la zona
divento è pari a 3 con categoria di esposizione due ed altezza s.l.m. inferiore a 500 m.
La torre è alta altezza 18 m fuori terra, con diametro alla base di 382mm, ed alla sommità
di 180mm per spessore 4 mm. I proiettori previsti sono del tipo Q5 quadro della ditta AEC
con ottica AS 65°, cablati con lampade SON-T 400W (2200°k).
I proiettori sono compresi di reattore biregime tipo Syra della ditta Umpi per l'accensione
da remoto e la diagnostica dei componenti elettrici dell’armatura.
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Geometria d’intallazione: “ Rotatoria n° 3- Incrocio via della Trave”
Per questa rotatoria, il Comune e l’amministrazione provinciale hanno optato per l’utilizzo
di armature a LED. Gli 11 punti luce previsti sono posizionati a 10m di altezza fuori terra e
presentano uno sbraccio di circa 0,5m. L’ottica è di tipo stradale con una temperatura di
colore di 4000°K per creare un contrasto cromatico tra strada e rotatoria in corrispondenza
del punto di conflitto.
Geometria d’intallazione: “ Attraversamenti pedonali”
In corrispondenza degli attraversamenti pedonali sono stati posizionati dei punti luce con
ottica specifica al fine di garantire la massima sicurezza ai pedoni. Per ogni
attraversamento verranno installati due punti luce ad altezza 6m fuori terra con lampada a
ioduri metallici tipo CDM-TT da 150W con temperatura di colore di 4200°K.
Geometria d’intallazione: “ Zone di ripristino e messa a norma”
A fronte dei lavori lungo in cantiere dovranno essere rimosse e spostate alcune armature
stradali. Tali punti luce dovranno essere ripristinati e, dove necessario sostituiti con nuove
armature che siano conformi alle nuove normative in vigore. Particolare attenzione dovrà
essere prestata alla continuità della messa a terra.
Tubazioni e cavi
Dovranno inoltre essere predisposte tubazioni, basamenti, pozzetti con chiusini in ghisa, e
cavi per il nuovo impianto di illuminazione
Le tubazioni utilizzate del tipo corrugato, serie pesante, avranno sezioni pari a φ= 110mm
per la predisposizione delle dorsali e φ= 63mm per le derivazioni ai punti luce.
I cavi predisposti per l’impianto di illuminazione dovranno essere del tipo FG7OR con
sezioni variabili a seconda della portata e della caduta di tensione.
Calcolo delle correnti di impiego
Il calcolo delle correnti d'impiego viene eseguito in base alla classica espressione:
Ib =
Pd
k ca ⋅ Vn ⋅ cosϕ
nella quale:
•
•
kca = 1
kca = 1.73
sistema monofase o bifase, due conduttori attivi;
sistema trifase, tre conduttori attivi.
La potenza di dimensionamento Pd è data dal prodotto:
Pd = Pn ⋅ψ
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dove ψ è il fattore di utilizzo per utenze terminali oppure al fattore di contemporaneità
per utenze di distribuzione.
Dimensionamento dei cavi
Il criterio seguito per il dimensionamento dei cavi è tale da garantire la protezione dei
conduttori alle correnti di sovraccarico.
In base alla norma CEI 64-8/4 (par. 433.2), infatti, il dispositivo di protezione deve essere
coordinato con la conduttura in modo da verificare le condizioni:
a) I b ≤ I n ≤ I z
b) I f ≤ 1.45 ⋅ I z
Per la condizione a) è necessario dimensionare il cavo in base alla corrente nominale della
protezione a monte.
Dalla corrente Ib, pertanto, viene determinata la corrente nominale della protezione
(seguendo i valori normalizzati) e con questa si procede alla determinazione della sezione.
L'individuazione della sezione si effettua utilizzando le tabelle di posa assegnate ai cavi.
Le cinque tabelle utilizzate sono:
IEC 448;
IEC 365-5-523;
CEI-UNEL 35024/1;
CEI-UNEL 35024/2;
CEI-UNEL 35026.
Esse oltre a riportare la corrente ammissibile Iz in funzione del tipo di isolamento del cavo,
del tipo di posa e del numero di conduttori attivi, riportano anche la metodologia di
valutazione dei coefficienti di declassamento.
La portata minima del cavo viene calcolata come:
I z min =
In
k
dove il coefficiente k ha lo scopo di declassare il cavo e tiene conto dei seguenti fattori:
tipo di materiale conduttore;
tipo di isolamento del cavo;
numero di conduttori in prossimità compresi eventuali paralleli;
eventuale declassamento deciso dall'utente.
La sezione viene scelta in modo che la sua portata (moltiplicata per il coefficiente k) sia
superiore alla Iz min.
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La condizione b) non necessita di verifica in quanto gli interruttori che rispondono alla
norma CEI 23.3 hanno un rapporto tra corrente convenzionale di funzionamento If e
corrente nominale In minore di 1,45 ed è costante per tutte le tarature inferiori a 125 A.
Integrale di Joule
Dalla sezione dei conduttori del cavo deriva il calcolo dell'integrale di Joule, ossia la
massima energia specifica ammessa dagli stessi, tramite la:
I 2 ⋅t = K2 ⋅ S2
La costante K viene data dalla norma 64-8/4 (par. 434.3), per i conduttori di fase e neutro
e, dal paragrafo 64-8/5 (par. 543.1), per i conduttori di protezione in funzione al materiale
conduttore e al materiale isolante.
Cadute di tensione
Le cadute di tensione sono calcolate vettorialmente. Per ogni utenza si calcola la caduta di
tensione vettoriale lungo ogni fase e lungo il conduttore di neutro (se distribuito). Tra le
fasi si considera la caduta di tensione maggiore che viene riportata in percentuale rispetto
alla tensione nominale.
Il calcolo fornisce, quindi, il valore esatto della formula approssimata:
∆V (I b ) = k cdt ⋅ I b ⋅
Lc
100
⋅ (Rcavo ⋅ cos ϕ + X cavo ⋅ sin ϕ ) ⋅
1000
Vn
con:
•
•
kcdt=2 per sistemi monofase;
kcdt=1.73 per sistemi trifase.
I parametri Rcavo e Xcavo sono ricavati dalla tabella UNEL in funzione del tipo di cavo
(unipolare/multipolare) ed alla sezione dei conduttori; di tali parametri il primo è riferito
a 80°C, mentre il secondo è riferito a 50Hz, ferme restando le unità di misura in Ω/km. La
∆V (Ib) è la caduta di tensione alla corrente Ib e calcolata analogamente alla ∆V (Ib).
Se al termine del calcolo delle cadute di tensione alcune utenze abbiano valori superiori a
quelli definiti, si ricorre ad un procedimento di ottimizzazione per far rientrare la caduta
di tensione entro limiti prestabiliti (limiti dati da CEI 64-8 par. 525).
Le sezioni dei cavi vengono forzate a valori superiori cercando di seguire una crescita
uniforme fino a portare tutte le cadute di tensione sotto i limiti.
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Verifica della protezione a cortocircuito delle condutture
Secondo la norma 64-8 par.434.3 "Caratteristiche dei dispositivi di protezione contro i
cortocircuiti.", le caratteristiche delle apparecchiature di protezione contro i cortocircuiti
devono soddisfare a due condizioni:
•
•
il potere di interruzione non deve essere inferiore alla corrente di cortocircuito
presunta nel punto di installazione (a meno di protezioni adeguate a monte);
la caratteristica di intervento deve essere tale da impedire che la temperatura
del cavo non oltrepassi, in condizioni di guasto in un punto qualsiasi, la
massima consentita.
La prima condizione viene considerata in fase di scelta delle protezioni. La seconda invece
può essere tradotta nella relazione:
I 2 ⋅ t ≤ K 2S 2
ossia in caso di guasto l'energia specifica sopportabile dal cavo deve essere maggiore o
uguale a quella lasciata passare dalla protezione.
Quadri elettrici e cassetta di derivazione
Il sistema di alimentazione e controllo dell’impianto sarà ripartito su due quadri elettrici
posti in prossimità dell’impianto.
Ogni quadro sarà dotato di apposito pozzetto 60x60, ispezionabili e con chiusino in ghisa,
per lo smistamento delle linee in partenza.
Dal quadro N°1 partiranno 4 linee trifase, due per le rotatorie (Fanella e Fornace) e due per
le dorsali di destra e di sinistra.
Dal quadro N°2 partiranno 2 linee trifase e due saranno a disposizione per gli stralci
successivi. Le due linee saranno dedicate una alla dorsale principale e l’altra alla rotatoria
all’incrocio con via Trave.
Entrambi a quadri elettrici saranno dotati di riduttore di flusso con tecnologia punto a
punto in modo da monitorare da remoto il singolo corpo illuminante e programmare le
manutenzioni in maniera mirata.
Ing. Alessandro Piergiovanni