7 - Protezione degli apparecchi utilizzatori e

Indice
7 - Protezione degli apparecchi
utilizzatori e ambienti particolari
n Protezione dei circuiti di illuminazione
pag. 408
n Protezione motori
pag. 421
n Protezione dei circuiti alimentati da un generatore
pag. 433
n Protezione dei trasformatori BT/BT
pag. 435
n Compensazione dell'energia reattiva
pag. 439
n Protezione contro le sovratensioni tramite SPD .............................................................
pag. 446
n CEI 64-8/3 - Capitolo 37 (ex Allegato A) "Ambienti Residenziali" ....................
pag. 458
n Tabella di prescrizioni dell'Allegato A . .....................................................................................
pag. 460
n Soluzioni per la distribuzione integrata per uffici ............................................................
pag. 462
407
Protezione dei circuiti
di illuminazione
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
lampada
scelta
Impatto delle lampade scelte sul circuito elettrico
caratteristiche elettriche indotte
profilo di corrente
di una lampada nelle diverse fasi,
con il passare
del tempo
inizio
vita
fine
vita
messa sotto tensione
da 0,5 a 100 ms
preriscaldamento
da 1 s a 10 mn
regime stabilito (In)
1
t
1 corrente di spunto
alla messa sotto tensione
I
I
In
In
20
debolissima
resistenza
del filamento
a freddo
100 ms
20
100 ms
saturazione iniziale
dei circuiti
ferromagnetici
20 ms
carico iniziale delle
capacità del circuito
tutte le lampade
a scarica
(fluorescenti e
alta intensità)
richiedono
una fase
di ionizzazione
del gas prima
dell'accensione
che genera un
sovraconsumo
lampade a incandescenza
normali
ccda 10 a 15 In
e alogene BT
per 5-10 ms
alogene
bassissima
tensione
+ trasformatore
ferromagnetico
alogene
bassissima
tensione
+ trasformatore
elettronico
lampade fluorescenti
con ballast
ferromagnetico
non compensato
con ballast
ferromagnetico
compensato
t
2 corrente di
3 corrente di regime stabilito
preriscaldamento
I
In
2
I
I
In
In
20
20
100 ms
non deformazione su distorsione creata
impedenze passive dal raddrizzamento/
filtraggio
di un convertitore
elettronico
cc
ccda 20 a 40 In
per 5-10 ms
fino a 2 volte
la corrente
nominale
cc
ccda 30 a 100 In
per 0.5 ms
ccda 10 a 15 In
per 5-10 ms
ccda 20 a 60 In
per 0.5-1 ms
cc
ccdurata:
da alcuni decimi
di secondo ad
alcuni secondi,
ccampiezza:
da 1,5 a 2 volte
la corrente
nominale In
cc
fino a 2 volte
la corrente
nominale
cc
con ballast
elettronico
ccda 30 a 100 In
per 0.5 ms
cc
LED
diodi elettroluminescenti
ccda 30 a 100 In
per 0.1 a 3 ms
cc
lampade a scarica alta intensità
con ballast
ferromagnetico
non compensato
con ballast
ferromagnetico
compensato
con ballast
elettronico
408
ccda 10 a 15 In
per 5-10 ms
cc20 a 60 In
per 0.5 a 1 ms
cc30 a 100 In
per 0.5 ms
100 ms
fine vita
sovraconsumo
oltre la durata
nominale
(tempo
trascorso il
quale il 50 %
delle
lampade
dello stesso
tipo sono
fuori uso)
cc
ccdurata:
da 1 a 10 mn,
ccampiezza:
da 1,1 a 1,6 volte cc
la corrente
nominale In
vedere dati
costruttore
fino a 2 volte
la corrente
nominale
cc
impatti del tipo di lampade
sui principali componenti del circuito elettrico di alimentazione
cavi elettrici
interruttore automatico
protezione differenziale
apparecchio di comando
ccil dimensionamento
di massima della sezione
dei conduttori dipende
dalla corrente a regime
stabilito.
A deve inoltre tenere
conto delle sovracorrenti
di preriscaldamento
prolungato e di fine vita
delle lampade.
B nei circuiti trifase
con lampade che
generano armoniche
di ordine 3 e multipli
di 3, dimensionare
il conduttore di neutro
di conseguenza.
C il calibro dell'interruttore
ccla sensibilità della funzione
deve essere in grado
differenziale deve essere
di proteggere i conduttori
dimensionata per proteggere:
senza sganciare:
vv le persone contro le scosse
vv alla messa sotto tensione elettriche: 30 mA,
vv nelle fasi di
vv i beni contro il rischio d'incendio:
preriscaldamento e fine vita 300 o 500 mA.
delle lampade.
ccil calibro (del blocco Vigi o
D la scelta della curva
dell'interruttore differenziale) deve
di intervento e del numero essere superiore o uguale a quello
di lampade a valle
dell'interruttore a monte
permettono di ottimizzare
(coordinamento).
la continuità di servizio.
E per un' eccellente continuità
di servizio, scegliere un prodotto:
vv temporizzato (tipo s)
per la protezione a monte contro
l'incendio,
vv "super immunizzato" (si)
per la protezione delle persone.
ccle tabelle riportate nelle prossime
pagine della guida indicano per ciascun
calibro la potenza totale delle lampade
che un teleruttore o un contattore
modulare è in grado di comandare.
ccl'applicazione di queste regole
garantisce che gli apparecchi di
comando siano in grado di supportare:
vv la corrente di spunto alla messa sotto
tensione (compatibile con il loro potere
di chiusura),
vv la corrente di preriscaldamento
(compatiile con la loro tenuta termica).
F preferire l'utilizzo del teleruttore,
poichè a parità di calibro:
vv può spesso comandare più lampade
di un contattore,
vv consuma meno corrente e dissipa
meno calore.
rischio di surriscaldamento dei conduttori
rischio di sgancio intempestivo
rischio di sovraccarico
fattore di potenza
pagina 410
ccpotenza consumata [W]/
potenza apparente [VA],
cc< 1 in presenza di circuiti
reattivi non compensati
(induttanza o capacità
dominante).
ccdetermina la corrente
nominale del circuito in
funzione della potenza utile
delle lampade e delle
perdite
1
vicino a 1 a pieno carico
per tutta la durata
del prodotto
a fine vita
> 0,92
0,5
> 0,92
pagina 411
C D
(correnti di dispersione
armoniche)
C D
(correnti di dispersione
armoniche)
compensazione seriale
compensazione parallela C D
> 0,92 con ballast esterno
0,5 con ballast integrato
F
(correnti di dispersione
alta frequenza generate
dai circuiti elettronici) E
C
(la sovracorrente
di preriscaldamento
è breve e non deve
essere considerata.
Medio a fine vita)
pagina 412
(correnti di dispersione
armoniche)
F
compens. seriale:
F
F
per tutta la durata
nominale
del prodotto
Harmonique de rang 3 e 7
0,5
(la lunga fase
di preriscaldamento
e la fine del prodotto
richiedono cavi
elettrici in grado
di supportare
il doppio della
corrente nominale)
(correnti di dispersione
armoniche)
F
(correnti di dispersione
armoniche)
F
(correnti di disp. alta freq.
generate dai circuiti elettronici)
F
> 0,92
A B
no
basso
medio
F
(correnti di dispersione alta
frequenza generate dai circuiti
elettronici) E
C D
> 0,92
> 0,92
compens. parallela:
alto
valutazione
409
Protezione dei circuiti
di illuminazione
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Principi di scelta degli interruttori automatici
Interruttori automatici
cc Gli apparecchi di protezione permettono di:
vv prevenire gli incendi provocati da un eventuale guasto al circuito elettrico
(cortocircuito, sovraccarico, guasto d’isolamento),
vv garantire la sicurezza delle persone contro le scosse elettriche in caso di contatti
indiretti.
cc La scelta degli apparecchi di protezione deve essere ottimizzata per garantire
una sicurezza totale insieme alla continuità di servizio.
cc Anche se talvolta gli apparecchi di protezione sono utilizzati come organi
di comando dei circuiti d'illuminazione, si consiglia di installare degli apparecchi
di comando separati più adatti alle commutazioni frequenti (interruttore, contattore,
teleruttore).
t [s]
protezione contro i sovraccarichi
7-15
2-4
0.5-1.5
B
C
D
0.01-0.02
1.1-1.5
3-5
5-10
10-14
I / In
La curva di intervento rende la protezione più o meno sensibile:
ccalla corrente di spunto alla messa sotto tensione
ccalla corrente di sovraccarico durante la fase di
preriscaldamento breve (< 1 s) delle lampade
Scelta del potere di interruzione
cc Deve essere superiore o uguale alla corrente di cortocircuito presunta a monte
dell'interruttore.
cc Tuttavia in caso di associazione con un interruttore a monte che limita la corrente,
il potere di interruzione può essere eventualmente ridotto (filiazione).
Scelta del calibro
cc Il calibro (In) viene scelto per proteggere il collegamento elettrico:
vv per i cavi: viene scelto in funzione della sezione.
vv per le canalizzazioni elettriche prefabbricate Canalis: deve essere semplicemente
inferiore o uguale al calibro della canalizzazione elettrica.
cc In generale il calibro deve essere superiore alla corrente nominale dei circuiti.
Tuttavia nel caso dei circuiti d'illuminazione, per assicurare un'eccellente continuità
di servizio, si consiglia di scegliere un calibro pari al doppio circa della corrente
nominale del circuito riducendo il numero di lampade per circuito.
cc Il calibro dell'interruttore a monte deve essere sempre inferiore o uguale al calibro
dell'apparecchio di comando installato a valle (interruttore, interruttore differenziale,
contattore, teleruttore, …).
Scelta della curva di intervento
cc Gli installatori utilizzano sempre la stessa curva per i circuiti d'illuminazione: B o C
a seconda dell'abitudine.
cc Tuttavia per prevenire sganci intempestivi può essere consigliabile scegliere
una curva meno sensibile (esempio: passare da B a C).
Continuità di servizio
Precauzioni contro gli sganci intempestivi
Gli sganci intempestivi possono essere provocati:
cc dalla corrente di spunto alla chiusura del circuito;
cc dalla corrente di sovraccarico durante la fase di preriscaldamento delle lampade;
cc dalla corrente armonica che attraversa il neutro dei circuiti trifase (1).
3 soluzioni
cc Scegliere un interruttore con una curva meno sensibile: passaggio dalla curva B
alla curva C o dalla curva C alla curva D (2)
cc Ridurre il numero di lampade per circuito
cc Accendere i circuiti in successione, utilizzando ausiliari di temporizzazione sui relè
di comando.
Non aumentare in nessun caso il calibro dell'interruttore perchè i collegamenti
elettrici non sarebbero più protetti.
Reflex iC60
I Reflex iC60 (vedere pagina 412) sono interruttori di comando integrato che
riuniscono in uno stesso apparecchio le seguenti funzioni principali:
cc interruttore per la protezione dei cavi;
cc telecomando con ordine mantenuto e/o a impulsi;
cc segnalazione a distanza dei diversi stati del prodotto;
cc interfaccia compatibile con sistemi modulari Acti 9 Smartlink e controllori PLC
(telecomando e segnalazione).
(1) Nel caso specifico di circuiti trifase che alimentano lampade a scarica con ballast elettronici,
vengono generate correnti armoniche di ordine 3 e multipli di 3. Il conduttore di neutro deve
essere dimensionato in modo da evitarne il riscaldamento. Tuttavia la corrente che circola
nel neutro potrebbe diventare superiore alla corrente di ogni fase e provocare uno sgancio
intempestivo.
(2) Negli impianti con cavi molto lunghi in schema TN o IT, potrebbe essere necessario
aggiungere una protezione differenziale per assicurare la protezione delle persone.
410
Principi di scelta dei dispositivi differenziali
Dispositivi differenziali
Curva di intervento di un differenziale 30 mA
cc Gli apparecchi di protezione differenziale permettono di:
vv prevenire gli incendi provocati da un eventuale guasto d’isolamento al circuito
elettrico,
vv garantire la sicurezza delle persone contro le scosse elettriche (contatti diretti
o indiretti).
cc La scelta degli apparecchi di protezione deve essere ottimizzata per garantire
una sicurezza totale insieme alla continuità di servizio.
cc L'installazione di una protezione differenziale sui circuiti d'illuminazione varia
a seconda delle norme, del regime di neutro e delle abitudini d'installazione.
1000
[mA]
Norma
IEC 60479-2
100
[mA]
differenziale
"si"
10
[mA]
Scelta della sensibilità
cc Per assicurare una protezione solo contro gli incendi: 300 mA.
cc Per assicurare una protezione contro le scosse elettriche: 30 mA.
differenziale tradizionale
1
[mA]
10 [Hz]
100 [Hz]
1000 [Hz]
10000 [Hz]
Differenziali "si"
: la norma internazionale IEC 60479-2
ccCurva grigia
determina la corrente limite di sgancio di un differenziale
in funzione della frequenza. Questo limite corrisponde
alla corrente che il corpo umano è in grado di sopportare senza
correre alcun pericolo.
: i dispositivi differenziali tradizionali sono
ccCurva  nera
più sensibili alle correnti alta frequenza che a 50/60 Hz.
: i differenziali "super immunizzati" "si"
ccCurva verde
sono meno sensibili alle perturbazioni alta frequenza e
garantiscono al contempo massima protezione delle persone.
Scelta del calibro
cc Il calibro deve essere superiore o uguale all'intensità totale del circuito.
Questa può raggiungere anche il doppio della corrente nominale delle lampade:
vv per le lampade a scarica a causa del loro preriscaldamento (diversi minuti)
vv sovraconsumo delle lampade che superano la loro durata nominale.
cc Il calibro del differenziale (blocco Vigi o interruttore differenziale) deve essere
sempre superiore o uguale al calibro dell'interruttore a monte.
Continuità di servizio
cc In caso di circuito a 2 livelli di protezione differenziale, si consiglia di utilizzare:
vv una protezione differenziale a monte temporizzata con una sensibilità superiore
o pari a 3 volte quella della protezione a valle (esempio 100 o 300 mA di tipo s),
vv uno o più dispositivi differenziali istantanei da 30 mA a valle.
La protezione "super immunizzata"
Differenziali "super immunizzati" si
cc Le lampade compatte fluorescenti e le lampade a scarica alta intensità con ballast
elettronico generano correnti ad alta frequenza (diversi kHz) che circolano
tra i conduttori e la terra nei filtri d'ingresso dei ballast e nelle capacità parassite
dell'impianto.
cc Le correnti armoniche (fino ad alcuni mA per ballast) possono provocare
lo sgancio dei dispositivi differenziali tradizionali.
cc Per evitare questo tipo di effetti indesiderati e mantenere un'eccellente continuità
di servizio, si consiglia di utilizzare i differenziali super immunizzati si.
411
Dispositivi di comando
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Principi per la selezione delle apparecchiature
di telecomando modulari
Apparecchi di comando
cc La loro funzione è quella di comandare l'accensione e lo spegnimento delle
lampade commutando uno o più conduttori di fase.
cc In condizioni di funzionamento normali, la tecnologia di cui sono dotati consente
di eseguire un numero assai elevato di manovre senza alterarne le prestazioni.
cc L'installazione di un relè di comando (teleruttore, contattore) consente di:
vv gestire a distanza un circuito di illuminazione ad alta potenza;
vv eseguire facilmente funzioni avanzate (comando centralizzato,
timer, programmazione, ecc.)
cc Comandano un circuito trifase.
Scelta del relè di comando
teleruttore
iTL
tipo di architettura del circuito
di potenza
(modulare/monoblocco)
installazione
comando
contattore modulare
iETL
multiplo
a impulsi, con pulsanti
consumo
nullo, tranne in fase di comando
calibro (valori più frequenti
indicati in grassetto)
possibilità di installazione
semplice (versione standard) o multiplo
semplice
(con contatto ausiliario)
Mantenuto con interruttore (versione standard)
o a impulsi con pulsanti (versione con contatto
ausiliario)
Quando è in funzione (da 1 a 2 W)
–
–
–
–
< 100
< 1.000
< 100
< 1.000
in combinazione con ausiliari
16, 25, 40, 63 A
con blocco relè
20 A
monofase (1 o 2P)
o trifase
(3 o 4P)
monofase (1P)
neutro passante
in combinazione con ausiliari
con blocco relè
16 o 32 A
16 A
diverse funzionalità mediante dispositivi ausiliari:
cctemporizzazione
cccomando per pulsanti luminosi
cccomando passo-passo
ccsegnalazione
cccomando mantenuto
cccomando centralizzato multilivello
diversi kW
tipo di circuito comandato
monofase (1 o 2P) o trifase
(3 o 4P monoblocco o in
combinazione con prolunga
iETL)
416 - 418
segnalazione
degli stati a
distanza
circuito di
comando
412
monofase (1P)
neutro passante
nessun fattore di
declassamento:
cc16 A in regime
stabilito
416 - 418
nessun fattore di
declassamento:
cc20 A in regime stabilito
protezione
ausiliario su interruttore
comando
ausiliario su contattore o
teleruttore
12 a 230 V CA
–
ausiliario su contattore o teleruttore
–
230 V CA
12, 24, 48, 110, 230 V CA
230 V CA
6 a 130 V CC
–
24 V CA
ccresidenziale
ccedifici terziari e industriali
(uffici, parcheggi, negozi,
laboratori, ecc.)
ccresidenziale
ccedifici terziari e industriali
ccedifici terziari (hotel, (uffici, open space, magazzini, supermercati,
ospedali)
parcheggi interni, ecc.)
ccinfrastrutture (tunnel, parcheggi esterni,
illuminazione pubblica, ecc.)
pulsante,
commutatore
controllore PLC
ambiti di applicazione
preferenziali
: basso
iCT+
multiplo
potenza comandata
numero di lampade comandate
iCT
ccLa protezione del circuito è assicurata tramite un interruttore separato.
ccI circuiti di comando e di potenza sono separati.
Consentono fra l'altro di collegare gli apparecchi di comando ( pagina xx) che presentano spesso una capacità
di commutazione limitata e non permettono una commutazione multipolare (fase/neutra o trifase)
in cassetta e quadro
numero
di punti
tipo
riarmo a distanza
della protezione
numero di ciclo di
manovre/giorno (in media)
flessibilità del controllo
iTL+
: medio
: alto
–
ccresidenziale
ccedifici terziari (hotel,
ospedali)
Reflex iC60
La migliore soluzione "all-in-one" per il controllo e la protezione dei circuiti
di illuminazione
cc Sicurezza totale per la vostra installazione.
cc Facilità di implementazione.
cc Riduzione dei surriscaldamenti nel quadro elettrico.
cc Soluzione bistabile.
cc Predisposto per la comunicazione con un sistema modulare Acti 9 Smartlink
o un controllore a logica programmabile (PLC).
interruttore di comando integrato Reflex iC60
telecomando RCA iC60
Reflex iC60
RCA iC60
Monoblocco
Le funzioni di protezione del circuito e di commutazione di potenza sono
integrate in un unico apparecchio
Monoblocco
L'interruttore associato all'RCA assicura le funzioni di protezione del circuito
e la commutazione di potenza
in cassetta e quadro
in cassetta e quadro
multiplo
multiplo
a impulsi o mantenuto
a impulsi o mantenuto
molto basso, tranne in fase di comando
molto basso, tranne in fase di comando
–
sì
<10
1 - 2 in media
funzioni ausiliarie integrate
10, 16, 25, 40, 63 A
funzioni ausiliarie integrate
1 a 63 A
diverse funzionalità incorporate:
ccscelta della modalità di interpretazione degli ordini di comando;
ccinterfaccia di comando e segnalazione compatibile con gli standard dei
controllori PLC a 24 V CC;
cccompatibilità con gli ausiliari di protezione differenziale Vigi iC60;
cctemporizzazione degli ordini di comando tramite relè temporizzato o
controllore PLC
diversi kW
diverse funzionalità incorporate:
ccpossibile riarmo da remoto in seguito a guasto elettrico;
ccscelta della modalità di interpretazione degli ordini di comando;
ccinterfaccia di comando e segnalazione compatibile con gli standard dei
controllori PLC a 24 V CC;
cctemporizzazione degli ordini di comando tramite relè temporizzato o controllore
PLC;
cccompatibilità con gli ausiliari di protezione iC60 e Vigi (segnalazione iOF, iSD e
disattivazione iMN, iMX...)
diversi kW
monofase (2P) o trifase (3 o 4P)
monofase (1 o 2P) o trifase (3 o 4P)
417 - 419
incorporato
incorporato
230 V CA
24/48 V CA/CC con ausiliario iMDU
24 V CC con interfaccia Ti24
ccedifici terziari e industriali (uffici, open space, magazzini, supermercati,
parcheggi interni, ecc.)
ccinfrastrutture (tunnel, parcheggi esterni, illuminazione pubblica, ecc.)
417 - 419
ccincorporato
cctramite ausiliario MCB
ccincorporato
cctramite ausiliario MCB
230 V CA
24/48 V CA/CC con ausiliario iMDU
24 V CC con interfaccia Ti24
ccinfrastrutture (tunnel, parcheggi interni/esterni, illuminazione pubblica, ecc.)
413
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Dispositivi di comando
Esempio
Scelta del calibro
iTL
iCT
cc Il calibro indicato sulla parte anteriore dei prodotti non corrisponde mai alla
corrente nominale del circuito di illuminazione.
cc Le norme che stabiliscono i calibri dei relè non tengono conto di tutte le
caratteristiche elettriche delle lampade in ragione della loro diversità e della
complessità dei fenomeni elettrici generati (corrente di spunto, corrente di
preriscaldamento, corrente a fine vita, ecc.).
cc Schneider Electric esegue regolarmente numerose prove allo scopo di
determinare per ogni tipo e configurazione di lampade, il numero massimo di
lampade che è possibile comandare da un relè di un calibro specifico per una data
potenza.
Teleruttori iTL e contattori iCT
Il calibro deve essere scelto in base ai dati forniti dalle tabelle illustrate nelle
pagine seguenti.
Il calibro del teleruttore iTL e del contattore iCT deve essere uguale o maggiore del
calibro della protezione.
Reflex iC60 e RCA iC60
Il calibro è scelto in base alle caratteristiche dei cavi.
cc Il calibro è definito in modo analogo all'interruttore.
cc La capacità di commutazione è indicata nelle tabelle illustrate precedentemente.
Reflex iC60
RCA iC60
414
Dissipazione termica
cc Il principio di funzionamento stesso dei contattori modulari provoca una
costante dissipazione di calore (diversi watt) dovuta:
vv al consumo della bobina;
vv alla resistenza dei contatti di potenza.
In caso di installazione di più contattori modulari affiancati nella stessa cassetta si
consiglia di inserire una elemento di ventilazione laterale a una distanza regolare
(ogni 1 o 2 contattori). Questo facilita la dissipazione del calore.
Se la temperatura interna all'involucro supera i 40 °C, applicare al calibro un fattore
di declassamento dell'1% per °C oltre
i 40 °C.
cc I teleruttori, Reflex iC60 e RCA sostituiscono in modo adeguato i contattori
modulari perché, a parità di calibro:
vv consumano meno e dissipano meno calore (nessuna presenza di corrente nella
bobina); non richiedono un elemento separatore;
vv a seconda dei casi di applicazione, permettono un'installazione più compatta con
un minor numero di cavi.
415
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Nota generale: I contattori modulari e i teleruttori non utilizzano
le stesse tecnologie. Il loro calibro è determinato secondo
norme diverse e non corrisponde alla corrente nominale
del circuito (tranne che per iTL+ e iCT+).
Quindi per un dato calibro un teleruttore è più performante
di un contattore modulare per il comando di lampade con forte
corrente di spunto, o con un basso fattore di potenza
(circuito induttivo non compensato).
tipo
di lampada
potenza unitaria e capacità
del condensatore
di compensazione
Protezione dei circuiti
di illuminazione
Scelta del calibro in funzione del tipo di lampada
Calibro del relè
cc La tabella sottostante indica il numero massimo di lampade per ogni relè, in base
al tipo, alla potenza e alla configurazione di una lampada data.
A titolo indicativo è indicata anche la potenza totale ammessa.
cc I valori indicati si riferiscono ad un circuito 230 V con 2 conduttori attivi
(monofase fase / neutro o bifase fase / fase). Per i circuiti 110 V, dividere per due
i valori della tabella.
cc Per ottenere i valori equivalenti per un intero circuito trifase 230 V, moltiplicare
il numero di lampade e la potenza utile massima:
vv per 3 (1,73) per i circuiti 230 V tra fasi senza neutro
vv per 3 per i circuiti 230 V tra fasi e neutro o 400 V tra fasi.
numero max di lampade per un circuito monofase
e potenza utile massima per circuito
teleruttore iTL
16 A
32 A
contattore iCT
16 A
25 A
40 A
lampade a incandescenza tradizionali, lampade alogene BT, lampade di emergenza a vapore di mercurio (senza ballast)
40 W
40
1500 W 106 4000 W 38
1550 W 57
2300 W
a
a
a
a
60 W
25
66
30
45
1600 W 53
4200 W 25
2000 W 38
2850 W
75 W
20
100 W
150 W
200 W
300 W
500 W
1000 W
1500 W
lampade alogene a bassissima tensione 12 o 24 V
con trasformatore 20 W
ferromagnetico
50 W
75 W
100 W
con trasformatore 20 W
elettronico
50 W
75 W
100 W
tubi fluorescenti con starter e ballast ferromagnetico
15 W
1 tubo
senza
18 W
compensazione (1) 20 W
36 W
40 W
58 W
65 W
80 W
115 W
15 W
5 µF
1 tubo
con
18 W
5 µF
compensazione
20 W
5 µF
(2)
parall.
36 W
5 µF
40 W
5 µF
58 W
7 µF
65 W
7 µF
80 W
7 µF
115 W
16 µF
2 o 4 tubi
2 x 18 W
con
4 x 18 W
compensazione
2 x 36 W
ser.
2 x 58 W
2 x 65 W
2 x 80 W
2 x 115 W
tubi fluorescenti con ballast elettronico
1 o 2 tubi
18 W
36 W
58 W
2 x 18 W
2 x 36 W
2 x 58 W
416
16
10
8
5
3
1
1
1500 W
70
28
19
14
60
25
18
14
1350 W
a
1450 W
83
70
62
35
31
21
20
16
11
60
50
45
25
22
16
13
11
7
56
28
28
17
15
12
8
1250 W
a
1300 W
80
40
26
40
20
13
1200 W
a
1400 W
900 W
2000 W
1450 W
a
1550 W
42
28
21
13
8
4
2
19
12
10
4000 W 7
4
2
1
28
18
14
2100 W 10
6
3
2
3000 W
180
74
50
37
160
65
44
33
3600 W 15
a
10
3750 W 8
6
3200 W 62
a
25
3350 W 20
16
300 W
a
600 W
23
15
12
8
1250 W 90
a
39
1600 W 28
22
450 W
a
900 W
213
186
160
93
81
55
50
41
29
160
133
120
66
60
42
37
30
20
148
74
74
45
40
33
23
3200 W 22
a
22
3350 W 22
20
20
13
13
10
7
2400 W 15
15
15
15
15
10
10
10
5
5300 W 30
16
16
10
10
9
6
330 W
a
850 W
450 W
a
1200 W
212 3800 W 74
106 a
38
4000 W 25
69
106
36
53
20
34
12
30
30
30
28
28
17
17
15
10
200 W 20
a
20
800 W 20
20
20
15
15
15
7
1100 W 46
a
24
1500 W 24
16
16
13
10
1300 W 111
a
58
1400 W 37
55
30
19
1850 W
a
2250 W
300 W
a
1200 W
1650 W
a
2400 W
2000 W
a
2200 W
63 A
115
85
70
50
35
26
18
10
6
4
4600 W 172
a
125
5250 W 100
73
50
37
5500 W 25
a
15
6000 W 8
5
42
27
23
18
182
76
53
42
850 W 63
a
42
1950 W 35
27
3650 W 275
a
114
4200 W 78
60
70
70
70
60
60
35
35
30
20
40
40
40
40
40
30
30
30
14
80
44
44
27
27
22
16
1050 W 100
a
100
2400 W 100
90
90
56
56
48
32
600 W 60
a
60
2400 W 60
60
60
43
43
43
20
2900 W 123
a
68
3800 W 68
42
42
34
25
222
117
74
111
60
38
4000 W 333
a
176
4400 W 111
166
90
57
Reflex iC60
10
16
28
23
29
15
12
9
6
4
2
1
1120 W
a
2175 W
11
8
7
5
47
19
15
12
220 W
a
500 W
16
16
16
15
15
9
9
8
6
11
11
11
11
11
8
8
8
4
23
12
12
8
8
7
5
244 W
a
647 W
56
28
19
27
16
9
1008 W
a
1152 W
1500 W
a
2000 W
940 W
a
1200 W
165 W
a
640 W
828 W
a
1150 W
25
46
36
31
23
15
13
9
5
3
1
1840 W
a
2600 W
19
12
10
8
74
31
24
20
380 W
a
800 W
26
26
26
24
24
15
15
12
9
19
19
19
19
19
12
12
12
7
36
20
20
12
12
11
8
390 W
a
1035 W
90
46
31
44
24
15
1620 W
a
1798 W
1500 W
a
3000 W
1480 W
a
2000 W
285 W
a
960 W
1296 W
a
1840 W
40
70
55
46
33
22
18
12
8
4
3
2800 W
a
3600 W
27
19
14
10
108
47
34
26
540 W
a
1050 W
37
37
37
34
34
21
21
19
12
24
24
24
24
24
19
19
19
9
56
29
29
20
20
15
12
555 W
a
1520 W
134
70
45
67
37
23
2412 W
a
2668 W
3600 W
a
4500 W
2160 W
a
2600 W
360 W
a
1520 W
2016 W
a
2760 W
63
140
103
80
60
43
34
22
12
8
5
5600 W
a
6800 W
50
33
27
22
220
92
64
51
1000 W
a
2200 W
85
85
85
72
72
43
43
36
24
48
48
48
48
48
36
36
36
17
96
52
52
33
33
26
20
1275 W
a
2880 W
268
142
90
134
72
46
4824 W
a
5336 W
6000 W
a
7500 W
4400 W
a
5100 W
720 W
a
2880 W
3456 W
a
4600 W
207
152
121
88
60
49
30
19
10
5
8280 W
a
9800 W
75
51
43
33
333
137
94
73
1500 W
a
3300 W
121
121
121
108
108
68
68
58
38
72
72
72
72
72
51
51
51
24
148
82
82
51
51
41
31
1815 W
a
4640 W
402
213
134
201
108
70
7236 W
a
8120 W
8250 W
a
10000 W
6660 W
a
7300 W
1080 W
a
4080 W
5328 W
a
7130 W
417
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
tipo
di lampada
potenza unitaria e capacità
del condensatore
di compensazione
Protezione dei circuiti
di illuminazione
Scelta del calibro in funzione del tipo di lampada
numero max di lampade per un circuito
monofase
e potenza utile massima per circuito
teleruttore iTL
16 A
32 A
contattore iCT
16 A
25 A
40 A
Lampade compatte fluorescenti
con ballast
5W
240 1200 W 630 3150 W 210 1050 W 330 1650 W 670
171 a
457 a
150 a
222 a
478
elettronico esterno 7 W
9W
138 1450 W 366 3800 W 122 1300 W 194 2000 W 383
11 W
118
318
104
163
327
18 W
77
202
66
105
216
26 W
55
146
50
76
153
con ballast
5W
170 850 W 390 1950 W 160 800 W 230 1150 W 470
7W
121 a
285 a
114 a
164 a
335
elettronico
900 W 133 1300 W 266
9W
100 1050 W 233 2400 W 94
integrato
11 W
86
200
78
109
222
(sostituzione
delle lampade
18 W
55
127
48
69
138
a incandescenza) 26 W
40
92
34
50
100
lampade a vapore di mercurio alta pressione con ballast ferromagnetico senza starter, lampade di emergenza a vapore di sodio
alta pressione con ballast ferromagnetico a starter integrato (3)
senza
50 W
non testato,
15
750 W 20
1000 W 34
a
a
10
15
27
compensazione (1) 80 W
uso poco frequente
1000 W 10
1600 W 20
125 / 110 W (3)
8
250 / 220 W (3)
4
6
10
400 / 350 W (3)
2
4
6
700 W
1
2
4
con
50 W
7 µF
10
500 W 15
750 W
28
a
a
80 W
8 µF
9
13
25
compensazione
1400 W 10
1600 W 20
125 / 110 W (3)
10 µF
9
in parallelo (2)
250 / 220 W (3)
18 µF
4
6
11
400 / 350 W (3)
25 µF
3
4
8
700 W
40 µF
2
2
5
1000 W
60 µF
0
1
3
lampade a vapore di sodio bassa pressione con ballast ferromagnetico con starter esterno
senza
35 W
non testato,
5
270 W 9
320 W
14
a
a
5
9
14
compensazione (1) 55 W
uso poco frequente
360 W 6
720 W
90 W
3
9
135 W
2
4
6
180 W
2
4
6
con
35 W
20 µF
38
1350 W 102 3600 W 3
100 W 5
175 W
10
a
a
55 W
20 µF
24
63
3
5
10
compensazione
180 W 4
360 W
90 W
26 µF
15
40
2
8
in parallelo (2)
135 W
40 µF
10
26
1
2
5
180 W
45 µF
7
18
1
2
4
lampade a vapore di sodio alta pressione, lampade a ioduri metallici
con ballast
35 W
non testato,
16
600 W 24
850 W
42
a
70 W
8
12
20
ferromagnetico
uso poco frequente
1200 W 13
150 W
4
7
con starter
250 W
2
4
8
esterno, senza
1
3
5
compensazione (1) 400 W
1000 W
0
1
2
con ballast
35 W
6 µF
34
1200 W 88
3100 W 12
450 W 18
650 W
31
a
a
a
a
70 W
12 µF
17
45
6
9
16
ferromagnetico
1350 W 22
3400 W 4
1000 W 6
2000 W 10
20 µF
8
con starter esterno, 150 W
32 µF
5
13
3
4
7
e compensazione 250 W
400 W
45 µF
3
8
2
3
5
in parallelo (2)
1000 W
60 µF
1
3
1
2
3
2000 W
85 µF
0
1
0
1
2
con ballast
35 W
38
1350 W 87
3100 W 24
850 W 38
1350 W 68
a
a
a
a
70 W
29
77
18
29
51
elettronico
2200 W 33
5000 W 9
1350 W 14
2200 W 26
150 W
14
63 A
3350 W non testato
a
4000 W
2350 W 710
a
514
2600 W 411
340
213
151
3550 W
a
3950 W
1700 W 53
a
40
2800 W 28
15
10
6
1400 W 43
a
38
3500 W 30
17
12
7
5
2650 W
a
4200 w
500 W 24
a
24
1100 W 19
10
10
350 W 15
a
15
720 W 11
7
6
850 W
a
1800 W
1450 W 64
a
32
2000 W 18
11
8
3
1100 W 50
a
25
4000 W 15
10
7
5
3
2400 W 102
a
76
4000 W 40
2250 W
a
3200 W
2150 W
a
5000 W
550 W
a
1100 W
1750 W
a
6000 W
3600 W
a
6000 W
(1) I circuiti con ballast ferromagnetici non compensati consumano il doppio di corrente per una lampada con potenza utile data. Questo spiega il numero ridotto
di lampade di questa configurazione.
(2) La capacità totale dei condensatori di compensazione in parallelo in un circuito limita il numero di lampade comandabili da un contattore. La capacità totale
a valle di un contattore modulare da 16, 25, 40 e 63 A non deve superare rispettivamente 75, 100, 200 e 300 µF. Tener conto di questi valori limite per calcolare
il numero massimo consentito di lampade se i valori di capacità sono diversi da quelli riportati nella tabella.
(3) Le lampade a vapore di mercurio alta pressione senza starter, di potenza 125, 250 e 400 W vengono progressivamente sostituite con lampade a vapore di sodio
alta pressione con starter integrato e potenza 110, 220 e 350 W.
418
Reflex iC60
10
16
158
113
92
79
49
37
121
85
71
59
36
25
790 W
a
962 W
9
6
5
3
1
0
6
6
6
3
2
1
0
469 W
a
625 W
4
4
3
2
1
3
3
2
1
0
153 W
a
253 W
12
7
3
2
0
0
14
8
5
3
2
0
0
15
11
6
416 W
a
481 W
Cos
0,95
0,85
0,5
605 W
a
650 W
313 W
a
963 W
88 W
a
169 W
490 W
a
800 W
525 W
a
844 W
Pc [W]
iTL+
3500
3500
1800
iCT+
4300
3900
2300
25
251
181
147
125
80
60
193
137
113
94
58
40
1255 W
a
1560 W
15
10
8
4
2
1
10
9
9
4
3
2
0
770 W
a
1000 W
7
7
4
3
2
4
4
3
2
1
245 W
a
405 W
19
11
5
3
1
0
17
9
6
4
3
1
0
24
18
9
400 W
a
750 W
959 W
a
1044 W
500 W
a
1540 W
140 W
a
270 W
595 W
a
1200 W
840 W
a
1350 W
40
399
268
234
196
127
92
278
198
160
132
83
60
1995 W
a
2392 W
20
15
10
6
4
2
15
13
10
6
4
2
1
1000 W
a
1760 W
11
11
8
5
4
7
7
5
3
2
385 W
a
792 W
28
15
9
5
3
1
26
13
9
5
4
2
1
38
29
14
980 W
a
1350 W
1390 W
a
1560 W
750 W
a
1760 W
245 W
a
450 W
910 W
a
2200 W
1330 W
a
2100 W
63
810
578
463
396
261
181
568
405
322
268
167
121
4050 W
a
4706 W
41
33
24
12
8
5
34
31
24
13
10
7
4
2050 W
a
3500 W
17
17
11
8
6
12
12
8
5
4
595 W
a
1198 W
50
24
15
10
5
2
43
23
14
10
7
4
2
82
61
31
1750 W
a
2500 W
2840 W
a
3146 W
1700 W
a
4900 W
420 W
a
720 W
1505 W
a
4400 W
2870 W
a
4650 W
0
0
0
0
0
0
859
621
497
411
257
182
utilizzo poco
frequente
64
48
34
19
12
8
52
46
36
21
14
9
7
3200 W
a
5600 W
29
29
23
12
10
19
19
13
9
8
1015 W
a
2070 W
77
38
22
13
10
3
70
35
21
14
9
7
3
123
92
48
2695 W
a
4000 W
4295 W
a
4732 W
2600 W
a
7000 W
665
a
1440 W
2450 W
a
7000 W
4305W
a
7200 W
Nel caso in cui i contattori o teleruttori tradizionali siano in grado di comandare solo un numero molto limitato di lampade, iCT+ e
iTL+ sono un'alternativa da prendere in considerazione. Sono infatti adatti in modo specifico alle lampade a forte corrente di
spunto e con consumo fino a 16 A (iTL+) o 20 A (iCT+) in regime stabilito (ad esempio: lampade con ballast o trasformatore
ferromagnetico). La tabella a fianco indica la potenza comandabile Pc in funzione del fattore di potenza. Per le lampade a scarica
alta intensità dividere per due la potenza (corrente di preriscaldamento).
Esempio: Quanti tubi fluorescenti da 58 W compensati (fattore di potenza 0,85) con ballast ferromagnetici (10 % di perdita) è possibile
comandare con un iCT+ 20 A ? Numero di lampade N = potenza comandabile Pc / (potenza utile di ogni lampada + perdita del ballast),
ovvero in questo caso N = 3900 / (58 + 10 %) = 61. Un iCT 16 A è invece limitato a 10 tubi da 58 W, un iCT 25 A a 15 lampade e un iCT
63 A a 43 lampade.
419
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Protezione dei circuiti
di illuminazione
Ausiliari degli apparecchi di comando
Ausiliari di comando
cc Offrono una grande varietà di funzioni:
vv dalle più semplici (segnalazione, temporizzazione, accensione ritardata, ecc.),
vv alle più evolute (comando centralizzato multi-livelli, comando ad impulsi, …),
cc Alcuni ausiliari permettono di eliminare le perturbazioni elettriche che possono
disturbare il funzionamento delle commutazioni.
cc Schneider-Electric vanta l'offerta più completa e più coerente del mercato.
Tutti gli ausiliari di una famiglia di prodotti (contattore modulare o teleruttore)
sono compatibili con tutti gli apparecchi della stessa famiglia.
cc La loro installazione è semplificata al massimo dalle clip di assemblaggio integrate
che realizzano contemporaneamente i collegamenti elettrici e meccanici.
Per maggiori informazioni sugli ausiliari di Teleruttori iTL e iTL+,
Contattori iCT e iCT+, Reflex iC60 e le relative funzioni si rimanda al relativo
catalogo prodotto.
420
Protezione motori
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori
Generalità
Il motore asincrono è un motore robusto ed affidabile e per questo ha
un’applicazione molto diffusa. Di conseguenza le protezioni associate hanno
un’importanza rilevante per quanto riguarda il suo utilizzo.
Il cattivo funzionamento dei dispositivi associati può causare gravi danni:
cc alle persone:
vv pericolo di contatti indiretti per un guasto all’isolamento,
vv effetti indotti dal cattivo funzionamento dei dispositivi di protezione,
cc alle macchine e ai cicli produttivi:
vv mancato avviamento del sistema di sicurezza,
vv perdita di produttività dell’impianto,
cc ai motori:
vv costo di manutenzione ordinaria,
vv costo di revisione del motore.
La protezione deve quindi garantire un’affidabilità globale dell’impianto,
delle persone e dei beni.
Caratteristica di funzionamento di un motore asincrono
La curva tipica dell’assorbimento di corrente di un motore asincrono in funzione
del tempo è rappresentata dalla figura a fianco.
Pn
Corrente nominale ln = _____________
t [s]
e·Un·h·cos j
Corrente di avviamento Ia = 5 ÷8 In.
Corrente di spunto Is = 8 ÷12 In.
da 1 a
10 s
da 20 a
30 ms
Un [V]: tensione di alimentazione;
Pn [W]: potenza nominale;
cosj: fattore di potenza a carico nominale;
η: rendimento del motore a carico nominale.
Per maggiori approfondimenti vedere pag. 409.
I [A]
In
Ia
Is
Norma CEI EN 60947-4-1
Protezione e coordinamento delle partenze-motore
Una partenza-motore può essere costituita da 1, 2, 3 o 4 apparecchi differenti
che assicurano una o più funzioni; nel caso di associazione di più apparecchi
è necessario coordinarli al fine di garantire un funzionamento ottimizzato
dell’applicazione motore.
I parametri da considerare per la protezione della partenza-motore sono molti
e dipendono:
cc dall’applicazione (tipo di macchina esercita, sicurezza di funzionamento,
frequenza di manovra, …);
cc dalla continuità di servizio imposta dall’utilizzo o dall’applicazione;
cc dalle norme da rispettare per assicurare la protezione dei beni e delle persone.
Le funzioni elettriche da garantire sono di natura molto differente:
cc protezione (dedicata al motore per i sovraccarichi);
cc comando (generalmente ad elevata durata elettrica);
cc sezionamento.
Una partenza-motore dovrà soddisfare le regole generali della norma
CEI EN 60947-4-1 e, in particolare, le regole contenute in questa norma relative
ai contattori, agli avviatori e alle loro protezioni:
cc coordinamento dei componenti della partenza motore;
cc classe di intervento dei relé termici;
cc categorie di impiego dei contattori;
cc coordinamento dell’isolamento.
421
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Protezione motori
Coordinamento di comando e protezione
Il sistema di comando e protezione
sezionamento
e protezione contro
i corto circuiti
comando
protezione contro
i sovraccarichi
o protezione termica
protezioni
specifiche
o interne al motore
Le principali funzioni richieste sono:
cc Sezionamento.
Isolare un circuito in vista di operazioni di manutenzione sulla partenza-motore
cc Protezione contro i corto circuiti.
Proteggere l’avviatore e i cavi contro le sovracorrenti elevate (> 10 In).
Questa funzione è assicurata da un interruttore automatico (o da un fusibile)
cc Comando.
Avviare e arrestare il motore, eventualmente:
vv avviamento progressivo
vv regolazione della velocità
cc Protezione contro i sovraccarichi.
Proteggere il motore ed i cavi contro le sovracorrenti più basse (< 10 In).
I relé termici assicurano la protezione contro questo tipo di anomalia.
Possono essere di due tipi:
vv integrati al dispositivo di protezione contro il corto circuito,
vv separati.
cc Protezioni specifiche complementari:
vv protezioni "limitative" dei guasti che agiscono durante il funzionamento
del motore; ad esempio, sono assicurate dal dispositivo differenziale a corrente
residua, con IDn pari a circa il 5% di In che garantisce:
-- la protezione contro i rischi di incendio,
-- la protezione del motore e delle persone in caso di guasto a terra all’interno
del motore,
vv protezioni “preventive” dei guasti: il livello di isolamento del motore non in marcia
può essere verificato con un controllore permanente di isolamento (ad esempio,
motori per servizi di emergenza). In caso di diminuzione del livello di isolamento
dovuto a guasto o a particolari condizioni ambientali (umidità), viene impedito
l’avviamento del motore e si ha la possibilità di dare un allarme a distanza.
Correnti rispetto alle quali la partenza-motore
deve essere protetta
Sovraccarichi: I < 10 In
Generalmente possono avere origine:
cc elettrica: anomalia di rete (assenza di fase, tensione fuori tolleranze, …);
cc meccanica: coppia eccessiva dovuta a esigenze anormali del processo
o ad un deterioramento del motore (vibrazioni cuscinetti, …).
Entrambe le cause portano generalmente ad un avviamento troppo lungo.
Corto circuiti impedenti: 10 In < I < 50 In
Il deterioramento degli isolanti degli avvolgimenti motore ne è la principale causa.
Corto circuiti: I > 50 In
Questo tipo di guasto è molto raro, può avere come origine un errore
di collegamento nel corso di una operazione di manutenzione.
Scelta dei componenti dell’avviatore
Gli apparecchi che costituiscono l’avviatore devono essere scelti in base
all’andamento caratteristico della corrente assorbita dal motore durante
l’avviamento, alla frequenza degli avviamenti stessi ed alle caratteristiche della rete
di alimentazione.
Quando le varie funzioni sono realizzate da più apparecchi, i componenti possono
essere coordinati in modo da non subire alcun danno o solamente danni accettabili
e prevedibili in caso di corto circuito a valle dell’avviatore.
La norma definisce delle prove a differenti livelli d’intensità che hanno come obiettivo
il verificare gli apparecchi nelle condizioni estreme; la norma prevede due tipi
di coordinamento in funzione del danneggiamento ammesso.
Coordinamento di Tipo 1
Accetta un deterioramento del contattore e del relé purché siano verificate due
condizioni:
cc nessun rischio per l’operatore;
cc i componenti che non siano il contattore e il relé termico non devono subire
danneggiamenti.
Coordinamento di Tipo 2
In caso di corto circuito l’avviatore non deve provocare danni alle persone e alle
installazioni e deve essere in grado di funzionare ulteriormente (sia la protezione
che il comando).
Il rischio della saldatura dei contatti del contattore è ammesso, purché la loro
separazione risulti facile (ad esempio, utilizzando un cacciavite).
422
Criteri di scelta del tipo di coordinamento
La scelta del tipo di coordinamento può essere fatta in funzione dei bisogni
dell’utilizzatore e del costo dell’impianto, sulla base dei seguenti criteri:
cc coordinamento di tipo 1:
vv servizio di manutenzione qualificato,
vv costo ridotto delle apparecchiature,
vv volume ridotto dei componenti,
vv continuità di servizio non prioritaria e comunque assicurata attraverso
la sostituzione del cassetto “partenza-motore” che ha subito il guasto.
cc coordinamento di tipo 2:
vv continuità di servizio indispensabile,
vv servizio di manutenzione ridotto,
vv se richiesto espressamente nella specifica dell’impianto.
Quest'ultimo risulta essere il tipo di coordinamento generalmente più usato
Criteri di scelta dei componenti in funzione del tipo di coordinamento previsto
cc coordinamento di tipo 1.
La scelta dell’interruttore automatico e degli apparecchi che costituiscono l’avviatore
si effettua semplicemente in funzione dei seguenti parametri:
vv corrente nominale del circuito,
vv corrente di cortocircuito,
vv tensione di alimentazione,
vv tipo di avviamento: normale o pesante,
cc coordinamento di tipo 2.
Il coordinamento di tipo 2 comporta l’effettuazione di alcune prove specifiche
previste dalla norma CEI EN 60947-4-1 e quindi la scelta degli apparecchi si basa
sui risultati di queste prove.
In particolare, per garantire il coordinamento di tipo 2, la norma impone 3 prove
di corrente di guasto al fine di verificare il comportamento corretto degli apparecchi
in condizioni di sovraccarico e di cortocircuito.
T [s]
curva del relè
termico del motore
limite di tenuta termica
dell'interruttore (MA)
limite di tenuta
del relé termico
continuità di servizio>
<Intervento "imperativo" dell'interruttore
intervento magnetico
Zona
di sovraccarico
Zona di corto
circuito impedente
Zona di corto
circuito
Corrente "Ic" (sovraccarico)
Il relé termico assicura la protezione contro questo tipo di anomalia, fino
ad un valore Ic (funzione di Irm) definito dal costruttore.
La norma CEI EN 60947-4-1 precisa le 2 prove da realizzare per garantire
il coordinamento tra il relé termico e il dispositivo di protezione contro i cortocircuiti:
cc fino a 0,75 Ic solo il relé termico deve intervenire;
cc al valore di 1,25 Ic il dispositivo di protezione contro i cortocircuiti deve intervenire.
Dopo le due prove a 0,75 e 1,25 Ic le caratteristiche di intervento del relé termico
devono restare immutate.
Il coordinamento di tipo 2 permette anche di aumentare la continuità di servizio.
La richiusura del contattore si può fare automaticamente dopo l’eliminazione
del problema (nel caso specifico, del sovraccarico).
Corrente "r"(Corto circuito impedente)
La principale causa di questo tipo di guasto è il deterioramento dei materiali isolanti.
La norma CEI EN 60947-4-1 definisce una corrente di corto circuito intermedia "r".
Questa corrente di prova permette di verificare che il dispositivo di protezione
garantisca una protezione anche contro i cortocircuiti impedenti.
Dopo la prova, il contattore e il relé termico devono conservare le loro caratteristiche
di origine.
L’interruttore automatico deve intervenire in un tempo non superiore a 10 ms
per una corrente di guasto non inferiore a 15 In.
corrente di impiego Ie [A]
0 < Ie ≤ 16
16 < Ie ≤ 63
63 < Ie ≤ 125
125 < Ie ≤ 315
315 < Ie ≤ 630
630 < Ie ≤ 1000
1000 < Ie ≤ 1600
corrente presunta "r" [kA]
1
3
5
10
18
30
42
Corrente "Iq" (Corto circuito)
Questo tipo di guasto è molto raro e può essere originato, ad esempio, da un errore
di collegamento nel corso di un’operazione di manutenzione.
La protezione in caso di corto circuito è realizzata da dispositivi ad apertura rapida.
La norma CEI EN 60947-4-1 definisce una corrente "Iq" generalmente non inferiore
a 50 In. Questa corrente "Iq" permette di verificare l’attitudine in coordinamento
delle differenti apparecchiature in una linea di alimentazione motore.
Dopo questa prova alle condizioni estreme tutte le apparecchiature che fanno parte
del coordinamento devono continuare a funzionare correttamente.
423
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Protezione motori
T [s]
Classe di intervento dei relé termici
Coordinamento di comando e protezione
Le 4 classi di intervento di un relé termico sono 10A, 10, 20 e 30 e se ne definiscono
i tempi di intervento massimi a 1,05, 1,2, 1,5 e 7,2 volte In.
Le classi di avviamento 10 e 10A sono le più utilizzate (avviamento normale)
Le classi di avviamento 20 e 30 sono riservate ai motori con avviamento difficile
(pesante).
La tabella e la figura qui riportate mostrano l’adattamento del relé termico ai tempi
di avviamento del motore.
Classe 30
Classe 20
Classe 10
classe
10 A
10
20
30
1.05 In
t>2h
t>2h
t>2h
t>2h
1.2 In
t<2h
t<2h
t<2h
t<2h
1.5In
t < 2 min
t < 4 min
t < 8 min
t < 12 min
7.2In
2 ≤ t ≤ 10 s
4 ≤ t ≤ 10 s
6 ≤ t ≤ 20 s
9 ≤ t ≤ 30 s
Le categorie di utilizzo dei contattori
I/In
La categoria di utilizzo dei contattori è necessaria per determinare la loro tenuta con
riferimento al numero e alla frequenza di manovra. Dipende, in generale, dal tipo di
carico utilizzatore da comandare; se l’utilizzatore è un motore dipende anche dalla
categoria di servizio.
La norma CEI EN 60947-4-1 definisce quattro categorie di utilizzo per assicurare
una buona durata del contattore nelle reali condizioni d’uso, tenendo conto di:
cc condizioni di apertura e di chiusura dell’apparecchio di comando;
cc adattabilità dell’apparecchio di comando ad applicazioni tipo;
cc valori normalizzati per le prove di durata sotto carico in funzione dell’applicazione.
categoria tipo di carico
AC-1
non induttivo
(cosj 0,8)
AC-2
motore ad anelli
(cosj 0,65)
AC-3
AC-4
corrente
interruzione
dell'alimentazione
periodo
di avviamento
tempi
Categoria di utilizzo AC3. Il contattore interrompe la corrente
nominale del motore.
corrente
interruzione
dell'alimentazione
tempi
periodo
di avviamento
Categoria di utilizzo AC4. Il contattore interrompe la corrente
di avviamento.
424
motore a gabbia
(cosj 0,45
per le ≤100 A)
(cosj 0,35
per le > 100 A)
motore a gabbia
(cosj 0,45 per
le ≤100 A)
(cosj 0,35 per
le > 100 A)
il contattore comanda
messa in tensione
avviamento
interruzione a motore lanciato
frenatura in contro corrente
marcia a scatti
avviamento
interruzione a motore lanciato
avviamento
interruzione a motore lanciato
frenatura in contro corrente
inversione del senso di marcia
marcia a scatti
tipo di applicazione
riscaldamento
distribuzione
macchina per la trafilatura
compressori, ascensori,
pompe, miscelatori, scale
mobili, ventilatori,
climatizzatori, nastri
trasportatori
macchine per tipografia
trafilatrici
Categoria di utilizzo AC3
Riguarda i motori asincroni a rotore in corto circuito la cui interruzione si effettua
a motore lanciato; è l’utilizzo più corrente (85 % dei casi).
Il dispositivo di comando stabilisce la corrente di avviamento e interrompe
la corrente nominale ad una tensione pari a circa 1/6 del valore nominale.
L’interruzione è di facile realizzazione.
Categoria di utilizzo AC4
Riguarda i motori asincroni a rotore in corto circuito o ad anelli che possano
funzionare con frenatura in contro corrente o con marcia a “sbalzi”.
Il dispositivo di comando stabilisce la corrente di avviamento e può interrompere
questa stessa corrente ad una tensione che potrebbe essere uguale a quella di rete.
Queste condizioni difficili impongono di sovradimensionare i dispositivi di comando
e protezione rispetto a quanto si prevede per la categoria AC3.
Influenza della tensione d’alimentazione di un motore
I motori sono realizzati per erogare le prestazioni nominali con tensione
di alimentazione pari a Un ±5% e senza aumento della temperatura nominale
di funzionamento.
In pratica più il motore è di grosse dimensioni più è sensibile alle variazioni
di tensione oltre il limite sopra indicato, con i seguenti effetti negativi:
cc tensione inferiore a Un: riscaldamento anomalo per aumento del tempo
di avviamento;
cc tensione superiore a Un: aumento delle perdite Joule e delle perdite nel ferro
per i motori funzionanti a piena potenza.
Influenza della tensione di alimentazione
di un motore
Esempio
Un motore di potenza media alimentato con tensione pari al 90% della tensione
nominale fornisce:
cc in funzionamento a regime una coppia pari all’81% della coppia nominale;
cc in avviamento una coppia pari al 121% della coppia nominale, quando a tensione
nominale la coppia di avviamento è il 150% della coppia nominale.
In caso di avviamento diretto, con riduzione del 10% della tensione nominale,
i parametri di avviamento del motore variano nel modo seguente:
Corrente di avviamento: Iavv = Iavvn . ( Vavv ) = 0,9 . Iavvn
Vn
Coppia di avviamento: Cavv = Cavvn . ( Vavv ) = 0,81 . Cavvn
Vn
Tempo di avviamento: tavv = tavvn . ( Vavv ) = 1,23 . tavvn
Vn
Le formule sopra indicate mostrano che la coppia varia in funzione del quadrato
della tensione.
Il fenomeno non è significativo per macchine operatrici con coppia resistente
all’avviamento bassa (pompe centrifughe, ventilatori), ma può dare origine a gravi
ripercussioni in caso di azionamenti di macchine operatrici con coppia costante
(montacarichi e compressori alternativi) o con elevata coppia all’avviamento (mulini,
frantumatoi, avvolgicavo, bobinatrice).
Questa anomalia può ridurre notevolmente l’efficacia e la durata di vita del motore
e della macchina operatrice.
La tabella sottostante riassume gli effetti e le anomalie che si possono presentare
in caso di variazione della tensione di alimentazione dell’azionamento elettrico,
ed in funzione del tipo di macchina operatrice.
effetti e anomalie
variazione
di tensione
U>Un
macchina operatrice
coppia parabolica
ventilatore
(macchine centrifughe)
pompa
coppia costante
U<Un
effetti
riscaldamento inammissibile degli avvolgimenti
dovuto alle perdite in ferro
riscaldamento inammissibile degli avvolgimenti
dovuto alle perdite in ferro
pressione superiore nelle tubature
frantoio, impastatrice riscaldamento inammissibile degli avvolgimenti
meccanica,
potenza meccanica disponibile superiore
tapis roulant
coppia parabolica
ventilatore
(macchine centrifughe)
coppia costante
frantoio, impastatrice
meccanica,
tapis roulant
tempo di avviamento aumentato
riscaldamento inammissibile degli avvolgimenti
blocco del rotore
mancato avviamento del motore
anomalie possibili
invecchiamento precoce degli avvolgimenti
e perdita d’isolamento
invecchiamento precoce degli avvolgimenti
e perdita d’isolamento
sollecitazioni supplementari nelle tubature
invecchiamento precoce degli avvolgimenti
e perdita d’isolamento
sollecitazioni meccaniche supplementari
della macchina
rischio di intervento delle protezioni e perdita
d'isolamento
invecchiamento precoce degli avvolgimenti
e perdita d’isolamento
arresto della macchina
Caduta di tensione durante l’avviamento del motore
Affinché l’avviamento avvenga in modo regolare e con tempi contenuti è necessario
che la coppia di avviamento non sia inferiore a 1,7 volte la coppia resistente
della macchina operatrice.
La corrente di avviamento del motore varia in funzione del tipo di avviamento
adottato, come si evidenzia dalla tabella riassuntiva.
La caduta di tensione dipende anche dal fattore di potenza del motore durante
la fase di avviamento.
Tale fattore di potenza è definito dalla Norma CEI EN 60947-4-1 che ne indica
i valori limite in funzione della corrente nominale del motore:
cc In < 100 A cosj = 0,45;
cc In > 100 A cosj = 0,35.
Maggiore è la corrente di avviamento maggiore è la caduta di tensione a cui sono
assoggettati il motore ed eventuali utenze sensibili alla riduzione di tensione.
Esempio
Con alimentazione a piena tensione 400 V un motore, con avvolgimento rotorico
a doppia gabbia, fornisce una coppia di avviamento pari a 2,1 volte la coppia
resistente della macchina operatrice.
cc Per una caduta di tensione all’avviamento del 10% la coppia fornita diventa
2,1 x (1-0,1)2 = 1,7 volte la coppia resistente;
cc Per una caduta di tensione all’avviamento del 15% la coppia fornita diventa
2,1 x (1-0,15)2 = 1,5 volte la coppia resistente.
In questo caso il motore rischia di non avviarsi o di avere un avviamento troppo
lungo.
È buona regola limitare la caduta di tensione durante l’avviamento ad un valore
massimo del 10%.
425
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Protezione motori
Utilizzo delle tabelle di coordinamento
Condizioni d’utilizzo delle tabelle di coordinamento
interruttore automatico - contattore
I fenomeni subtransitori legati agli avviamenti diretti dei motori asincroni
Fenomeno subtransitorio alla messa in tensione di un motore a gabbia
di scoiattolo.
La messa in tensione di un motore a gabbia di scoiattolo in avviamento diretto
provoca una richiesta di corrente elevata. Questa corrente elevata al momento
dell’avviamento diretto è legata a due parametri:
cc il valore di autoinduttanza elevato del circuito in rame;
cc la magnetizzazione del circuito in ferro.
t [s]
protezione termica
td
(da 0,5
a 30 s)
protezione cortocircuito
(soglia magnetica
dell'interruttore automatico)
td"
(da 0,01
a 0,015 s)
In motore
Irm
Id" (da 2 a 2,5 Id come valore di picco)
Id (da 5,8 a 8,6 In come valore efficace)
In motore: corrente assorbita dal motore a pieno carico (in A r.m.s.)
Id: corrente assorbita dal motore durante la fase di avviamento (in A r.m.s.)
Id’’: corrente subtransitoria generata dal motore alla messa in tensione. Questo fenomeno
subtransitorio molto corto si esprime con la seguente formula: k x Id x r (in A di cresta).
td: tempi di avviamento del motore da 0,5 a 30 s a seconda del tipo di applicazione
(vedi classi di avviamento).
td’’: durata della corrente subtransitoria da 0,010 a 0,015 s alla messa in tensione del motore
Irm: regolazione magnetica degli interruttori automatici.
Valori limite tipici della correnti subtransitorie
Questi valori che non sono normalizzati dipendono sostanzialmente dalla tecnologia
dei motori che si trovano sul mercato:
cc motore classico Id’’ = da 2 Id a 2,1 Id (valore di picco);
cc motore ad alto rendimento Id’’ = da 2,2 Id a 2,5 Id (valore di picco);
cc variazione di Id’’ in funzione di Id:
tipo di motore
valore di Id
motore "classico" da 5,8 a 8,6
In motore
motore ad alto
da 5,8 a 8,6
rendimento
In motore
valore di Id’’
da Id’’ = 2 Id = 11,5 In (valore di picco) a Id’’ = 2,1 Id = 18 In
(valore di picco)
da Id’’ = 2,2 Id = 12,5 In (valore di picco) a Id’’ = 2,5 Id = 21,5
In (valore di picco)
Esempio: un motore ad alto rendimento che ha un valore di Id pari a 7,5 In potrà
produrre (in funzione delle sue caratteristiche elettriche) al momento della messa
in tensione una corrente subtransitoria pari a:
cc valore minimo = 16,5 In (di picco);
cc valore massimo = 18,8 In (di picco).
426
Correnti subtransitorie e regolazione delle protezioni
cc come si può constatare nella precedente tabella, i valori di corrente subtransitoria
possono essere molto elevati e possono, quando sono prossimi al limite massimo,
provocare l’apertura della protezione contro i cortocircuiti (intervento intempestivo);
cc gli interruttori automatici Schneider Electric sono regolati al fine di assicurare una
protezione contro i cortocircuiti adatta per gli avviamenti motore
(coordinamento di tipo 2 con il relé termico e il contattore);
cc le associazioni interruttori automatici, contattori e relé termici Schneider Electric
sono previste in versione standard per permettere l’avviamento del motore nel caso
in cui generi correnti subtransitorie di valore elevato (Id’’ fino a 19 In del motore);
cc quando si ha un intervento intempestivo della protezione contro i cortocircuiti
su un’associazione prodotti presente nelle tabelle di coordinamento, al momento
della messa in tensione di un motore, significa che:
vv i limiti di alcuni apparecchi possono essere stati raggiunti,
vv l’utilizzo nel quadro del coordinamento tipo 2 dell’avviatore su questo motore
rischia di portare ad un’usura prematura di uno (o più) dei componenti
dell’associazione.
Questo tipo di incidente deve condurre ad una nuova regolazione completa
dell’avviatore e della sua protezione.
Campo di utilizzo delle tabelle di associazione "interruttori automatici/
contattori" di Schneider Electric:
cc motore “classico”:
scelta diretta nelle tabelle di coordinamento per qualsiasi valore di correnti
di avviamento (Id da 5,8 a 8,6 In) e di correnti subtransitorie;
cc motore ad alto rendimento con Id ≤ 7,5 In:
scelta diretta nelle tabelle di coordinamento per qualsiasi valore di correnti
di avviamento e di correnti subtransitorie;
cc motore ad alto rendimento con Id > 7,5 In:
quando gli interruttori automatici Schneider Electric sono utilizzati per correnti motore
prossime al loro valore di corrente nominale, essi sono regolati per garantire una
tenuta minima della protezione contro i corto circuiti al valore di 19 In (valore di picco)
del motore.
In questo caso sono possibili due scelte:
vv la corrente subtransitoria di avviamento è conosciuta (fornita dal costruttore
del motore) ed è inferiore a 19 In (valore di picco) del motore.
Scelta diretta nelle tabelle di coordinamento per qualsiasi valore delle correnti
di avviamento (per Id > 7,5 In).
Esempio: per un motore di 110 kW 380/415 V (trifase), la scelta sarà:
NSX250 MA220 / LC1-F225 / LR9-F5371.
vv la corrente subtransitoria di avviamento è sconosciuta o > 19 In (valore di picco)
del motore.
Si rende necessario un “surclassamento” del 20 % per poter soddisfare le condizioni
migliori per l’avviamento e il coordinamento.
Esempio: per un motore di 110 kW 380/415 V (trifase), la scelta sarà:
NSX400 Micrologic 1.3M / LC1-F265 / LR9-F5371.
Le tabelle nelle pagine da 413 a 415 sono valide per tempi di avviamento motore
cosiddetti "normali". I relé termici associati sono di classe 10 (td ≤ 10 s).
Per i motori a tempi di avviamento lunghi, occorre sostituire i relé termici di classe 10
o 10 A con dei relé termici di classe 20 come indicato nella tabella di corrispondenza
nella pagina successiva (per i coordinamenti tipo 1 e tipo 2).
I coordinamenti validi a 440 V sono applicabili anche per 480 V NEMA.
Contattori
Nelle tabelle di coordinamento di tipo 2:
cc invertitori di marcia: sostituire LC1 con LC2
cc avviatore stella / triangolo: sostituire LC1 con LC3
cc avviamento lungo per cui occorre l'utilizzo della classe 30: si devono declassare
l’interruttore automatico e il contattore con un coefficiente K = 0,8.
Esempio:
cc NSX160N-MA 100 utilizzato ad un massimo di 80 A;
cc LC1F115 utilizzato ad un massimo di 92 A.
Queste tabelle possono anche essere utilizzate per una protezione termica classica
per trasformatori di corrente. I relé termici da utilizzare sono:
cc LRD-05 (da 0,63 a 1 A) per la classe 10;
cc LR2-D1505 (da 0,63 a 1 A) per la classe 20 con morsettiera LA7-D1064.
La potenza dei TC deve essere pari a 5 VA per fase, le altre caratteristiche sono
identiche a quelle descritte in alto.
Tabelle di coordinamento con relé di protezione multifunzione LT6-P
Esistono 3 tipi di relé multifunzione che possono essere collegati:
cc direttamente sulla linea d’alimentazione del motore,
oppure
cc al secondario del trasformatore di corrente.
427
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Protezione motori
Utilizzo delle tabelle di coordinamento
relè
LT6-P0M005 FM
LT6-P0M025 FM
corrente
nominale
da 0,2 a 1 A
da 1 a 5 A
da 5 a 25 A
collegamento
diretto
sul trasformatore
di corrente
n
n
n
n
n
Le caratteristiche dei trasformatori di corrente sono di seguito
(in accordo alle norme CEI EN 60044-1 e CEI EN 60044-3).
5
P
10
Multiplo della corrente di saturazione
TC destinato alla protezione motore
Classe di precisione (5%)
tabella di corrispondenza tra relé termici Schneider Electric
di classe 10/10 A e classe 20 a parità di campo di regolazione
relé termici
classe 10/10 A
LRD-08
LRD-10
LRD-12
LRD-14
LRD-16
LRD-21
LRD-1322
LRD-2353
LRD-3322
LRD-3353
LRD-3355
LRD-3357
LRD-3359
LRD-3361
LRD-3363
LR9-F5357
LR9-F5363
LR9-F5367
LR9-F5369
LR9-F5371
LR9-F7375
LR9-F7379
LR9-F7381
LR9-F8383
LR9-F8385
428
classe 20
LR2-D1508
LR2-D1510
LR2-D1512
LR2-D1514
LR2-D1516
LR2-D1521
LR2-D1522
LR2-D2553
LR2-D3522
LR2-D3553
LR2-D3555
LR2-D3557
LR2-D3559
LR2-D3561
LR2-D3563
LR9-F5557
LR9-F5563
LR9-F5567
LR9-F5569
LR9-F5571
LR9-F7575
LR9-F7579
LR9-F7581
LR9-F7583
LR9-F7585
campo di regolazione [A]
da 2,5 a 4
da 4 a 6
da 5,5 a 8
da 7 a 10
da 9 a 13
da 12 a 18
da 17 a 25
da 23 a 32
da 17 a 25
da 23 a 32
da 30 a 40
da 37 a 50
da 48 a 65
da 55 a 70
da 63 a 80
da 30 a 50
da 48 a 80
da 60 a 100
da 90 a 150
da 132 a 220
da 200 a 300
da 300 a 500
da 380 a 630
da 500 a 800
da 630 a 1000
Protezione motori
Avviamento stella/triangolo
Coordinamento in avviamento stella-triangolo
Dimensionamento dei componenti in funzione della corrente che circola
negli avvolgimenti del motore.
Spazi di montaggio e collegamenti dei differenti apparecchi degli avviatori
stella-triangolo in funzione del tipo di coordinamento e delle soluzioni delle protezioni
installate.
Coordinamento tipo 1
I contattori KM2 e KM3 sono dimensionati in funzione della corrente di linea
e KM1 può essere dimensionato in funzione della corrente di linea divisa per 3 ma,
per ragioni d’omogeneità, è bene che sia identico a KM2 e KM3.
Soluzione con l’interruttore magnetotermico
Soluzione con l’interruttore magnetico
Coordinamento di tipo 2
I contattori KM1, KM2 e KM3 sono dimensionati un funzione della corrente di linea.
La scelta può essere fatta utilizzando le tabelle di coordinamento tipo 2 per
avviamento diretto nelle pagine da 413 a 415.
Soluzione con l’interruttore magnetotermico
Soluzione con l’interruttore magnetico
429
Protezione motori
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Tabelle di coordinamento
prestazioni a 380/415V (1)
interruttori
Interruttore solo magnetico (MA)
C60L-MA
NG125L-MA
NS80H-MA
contattore
25 kA
50 kA
70 kA
relé termico
tabella di coordinamento con iC60L-MA, NG125L-MA
motore
interruttore
contattore
relè termico
tipo
In [A]
Irm [A]
tipo
tipo
Irth [A]
1
1,4
1,7
iC60LMA-NG125LMA
iC60LMA-NG125LMA
iC60LMA-NG125LMA
1,6
1,6
2,5
20
20
30
LC1-D09
LC1-D09
LC1-D09
LRD-06
LRD-06
LRD-07
3,1
4,5
5,8
7,9
13,7
16,9
20,1
26,5
39
51,5
iC60LMA-NG125LMA
iC60LMA-NG125LMA
iC60LMA-NG125LMA
iC60LMA-NG125LMA
iC60LMA-NG125LMA
iC60LMA-NG125LMA
iC60LMA-NG125LMA
iC60LMA-NG125LMA
iC60LMA-NG125LMA
iC60LMA-NG125LMA
iC60LMA-NG125LMA
iC60LMA-NG125LMA
NG125LMA
NG125LMA
4
4
6,3
10
10
12,5
16
25
25
40
40
40
63
63
50
50
75
120
120
150
190
300
300
480
480
480
750
750
LC1-D09
LC1-D09
LC1-D09
LC1-D09
LC1-D09
LC1-D12
LC1-D18
LC1-D18
LC1-D25
LC1-D32
LC1-D40A
LC1-D40A
LC1-D40A
LC1-D50A
LRD-08
LRD-08
LRD-10
LRD-12
LRD-14
LRD-16
LRD-21
LRD-21
LRD-22
LRD-32
LRD-340
LRD-350
LRD-350
LRD-365
1 a 1,6
1,25 a 2
1,da 6 a
2,5
2,5 a 4
2,5 a 4
4a6
5,5 a 8
7 a 10
9 a 13
12 a 18
12 a 18
16 a 24
23 a 32
30 a 40
37 a 50
37 a 50
48 a 65
da 220 a 230 V
da 380 a 400 V
415 V
P [kW]
I [A]
P [kW]
I [A]
P [kW]
I [A]
P [kW]
I [A]
0,37
2
0,37
0,55
0,75
1,2
1,6
2
0,37
0,55
0,75
1,1
1,5
1,8
0,37
0,55
0,75
1,1
2,2
3
4
5,5
7,5
11
15
18,5
22
-
2,8
5,3
7
9
12
16
23
30
37
43
-
1,1
1,5
2,2
3
4
5,5
7,5
9
11
15
22
25
-
2,6
3,4
4,8
6,5
8,2
11
14
17
21
28
40
47
-
1,5
2,2
3
4
7,5
9
11
15
22
30
0,55
2,8
11
5
1,5
6,5
2,2
9
4
15
5,5
20
7,5
28
11
39
15
52
(1) 480 V Nema.
440 V(1)
tabella di coordinamento con NS80H-MA
Norma CEI EN 60947-4-1, tensione nominale d'impiego Ue = 380/415 V - 50 Hz, avviamento: diretto normale (2), coordinamento: tipo 2
motore
Pn [kW]
0,06
0,09
0,12
0,185
0,25
0,37
0,55
0,75
1,1
1,5
2,2
3
4
5,5
7,5
10
11
15
18,5
22
30
37
interruttore automatico
Inm [a]
0,3
0,4
0,45
0,7
0,9
1,2
1,6
2
2,8
3,7
5,3
7
9
12
16
21
23
30
37
44
60
72
tipo
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
NS80H-MA
In [A]
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
2,5
2,5
2,5
6,3
6,3
6,3
12,5
12,5
12,5
25
25
25
50
50
50
80
80
Irm [A]
9
9
9
13,5
13,5
22,5
32,5
32,5
57
57
82
113
138
163
250
325
325
450
550
650
880
1040
contattore (3)
relè termico
tipo
LC1-D09
LC1-D09
LC1-D09
LC1-D09
LC1-D09
LC1-D09
LC1-D09
LC1-D09
LC1-D32
LC1-D32
LC1-D32
LC1-D40
LC1-D40
LC1-D40
LC1-D40
LC1-D40
LC1-D40
LC1-D40
LC1-D50
LC1-D50
LC1-D65
LC1-D80
tipo
LRD-03
LRD-03
LRD-04
LRD-05
LRD-05
LRD-06
LRD-07
LRD-07
LRD-08
LRD-08
LRD-10
LRD-12
LRD-14
LRD-16
LRD-21
LRD-33 22
LRD-33 22
LRD-33 53
LRD-33 55
LRD-33 57
LRD-33 59
LRD-33 63
reg. min/max
0,25/0,4
0,25/0,4
0,4/0,63
0,63/1
0,63/1
1/1,6
1,6/2,5
1,6/2,5
2,5/4
2,5/4
4/6
5,5/8
7/10
9/13
12/18
17/25
17/25
23/32
30/40
37/50
48/65
63/80
(1) I valori in kA esprimono il valore massimo di corrente di corto circuito per cui è possibile utilizzare lo specifico coordinamento, in funzione dell'interruttore scelto.
(2) Per avviamenti pesanti (classe 20), sostituire il relè termico utilizzando la tabella "Corrispondenza dei relé classe 10/10 A e classe 20".
(3) Inversione di marcia: sostituire LC1 con LC2; avviamento stella-triangolo: sostituire LC1 con LC3.
430
prestazioni a 380/415V (1)
Interruttore solo magnetico (MA)
contattore
interruttori
NSX100/160/250-MA
NSX400/630 Micrologic 1.3M
NS800/1000 Micrologic 5.0
B
F
N
H
S
L
25 kA
25 kA
-
36 kA
36 kA
-
50 kA
50 kA
-
70 kA
70 kA
-
100 kA
100 kA
-
130 kA
130 kA
130 kA
relé termico
tabella di coordinamento con Compact NSX MA, Micrologic 1.3M e Compact NS Micrologic 5.0
Norma CEI EN 60947-4-1, tensione nominale d'impiego Ue = 380/415 V - 50 Hz, avviamento: diretto normale (2), coordinamento: tipo 2
motore
interruttore automatico
Pn [kW]
0,37
0,55
0,75
1,1
1,5
2,2
3
4
5,5
7,5
10
11
15
18,5
22
30
37
45
Inm [a]
1,2
1,6
2
2,8
3,7
5,3
7
9
12
16
21
23
30
37
44
60
72
85
tipo
NSX100-MA
NSX100-MA
NSX100-MA
NSX100-MA
NSX100-MA
NSX100-MA
NSX100-MA
NSX100-MA
NSX100-MA
NSX100-MA (5)
NSX100-MA (5)
NSX100-MA (5)
NSX100-MA (5)
NSX100-MA (5)
NSX100-MA (5)
NSX100-MA (5)
NSX100-MA (5)
NSX100-MA (5)
In [A]
2,5
2,5
2,5
6,3
6,3
6,3
12,5
12,5
12,5
25
25
25
50
50
50
100
100
100
Irm [A]
22,5
32,5
32,5
57
57
82
113
138
163
250
325
325
450
550
650
900
1100
1300
55
105
NSX160-MA
150
1500
75
140
NSX160-MA
150
1950
90
110
170
210
132
160
200
220
250
250
300
380
420
460
300
335
375
400
450
565
620
670
710
800
NSX250-MA
NSX250-MA
NSX400 Micrologic 1.3M
NSX400 Micrologic 1.3M
NSX400 Micrologic 1.3M
NSX630 Micrologic 1.3M
NSX630 Micrologic 1.3M
NSX630 Micrologic 1.3M
NS800L Micrologic 5.0 - LR off
NS800L Micrologic 5.0 - LR off
NS800L Micrologic 5.0 - LR off
NS800L Micrologic 5.0 - LR off
NS800L Micrologic 5.0 - LR off
NS1000L Micrologic 5.0 - LR off
220
220
320
320
320
500
500
500
800
800
800
800
800
1000
2420
2860
2880
3500
4160
5700
6500
6500
8000
8000
8000
9600
9600
10000
(4)
contattore (3)
relè termico
tipo
LC1-D09
LC1-D09
LC1-D09
LC1-D32
LC1-D32
LC1-D32
LC1-D40
LC1-D40
LC1-D40
LC1-D40
LC1-D40
LC1-D40
LC1-D80
LC1-D80
LC1-D80
LC1-D80
LC1-D80
LC1-D115
LC1-F115
LC1-D115
LC1-F115
LC1-D150
LC1-F150
LC1-F185
LC1-F225
LC1-F265
LC1-F265
LC1-F330
LC1-F400
LC1-F500
LC1-F500
LC1-F630
LC1-F630
LC1-F630
LC1-F780
LC1-F780
LC1-F780
tipo
LRD-06
LRD-07
LRD-07
LRD-08
LRD-08
LRD-10
LRD-12
LRD-14
LRD-16
LRD-21
LRD-33 22
LRD-33 22
LRD-33 53
LRD-33 55
LRD-33 57
LRD-33 59
LRD-33 63
LR9-D53 67
LR9-F53 67
LR9-D53 69
LR9-F53 69
LR9-D53 69
LR9-F53 69
LR9-F53 71
LR9-F53 71
LR9-F53 71
LR9-F73 75
LR9-F73 75
LR9-F73 79
LR9-F73 79
LR9-F73 79
LR9-F73 81
LR9-F73 81
LR9-F73 81
TC800/5 + LRD-10
TC800/5 + LRD-10
TC800/5 + LRD-10
reg. min/max
1/1,6
1,6/2,5
1,6/2,5
2,5/4
2,5/4
4/6
5,5/8
7 /10
9/13
12/18
17/25
17/25
23/32
30/40
37/50
48/65
63/80
60/100
60/100
90/150
90/150
90/150
90/150
132/220
132/220
132/220
200/330
200/330
300/500
300/500
300/500
380/630
380/630
380/630
630/1000
630/1000
630/1000
(1) I valori in kA esprimono il valore massimo di corrente di corto circuito per cui è possibile utilizzare lo specifico coordinamento, in funzione dei livelli del potere
di interruzione di Compact NSX e NS.
(2) Per avviamenti pesanti (classe 20), sostituire il relè termico utilizzando la tabella "Corrispondenza dei relé classe 10/10 A e classe 20".
(3) Inversione di marcia: sostituire LC1 con LC2; avviamento stella-triangolo: sostituire LC1 con LC3.
(4) Valore di "Ii" per Micrologic 5.0.
(5) Il coordinamento è garantito anche utilizzando il blocco interruzione NSX160 (es: NSX160-MA25).
431
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Protezione motori
Tabelle di coordinamento
prestazioni a 380/415V (1)
Interruttori
Interruttore con sganciatore
elettronico
B
NSX100/160/250 Micrologic 2.2M/6.2M 25 kA
NSX400/630 Micrologic 2.3M/6.3M
25 kA
NS800/1000 Micrologic 5.0
-
F
N
H
S
36 kA
36 kA
-
50 kA
50 kA
-
70 kA
70 kA
-
100 kA 130 kA
100 kA 130 kA
130 kA
L
contattore
tabella di coordinamento con Compact NSX, Micrologic 2.2M, 6.2M e 2.3M, 6.3M
e Compact NS Micrologic 5.0
Norma CEI EN 60947-4-1, Tensione nominale d'impiego Ue = 380/415 V - 50 Hz, Avviamento: diretto normale, Coordinamento: tipo 2
motore
interruttore automatico
Pn [kW]
7,5
10
11
15
18,5
22
30
37
45
55
75
90
Inm [A]
16
21
23
30
37
44
60
72
85
105
140
170
110
210
132
160
200
220
250
250
300
380
420
460
300
335
375
400
450
565
620
670
710
800
tipo
NSX100
NSX100
NSX100
NSX100
NSX100
NSX100
NSX100
NSX100
NSX100
NSX160
NSX160
NSX250
NSX400
NSX250
NSX400
NSX400
NSX400
NSX630
NSX630
NSX630
NS800L
NS800L
NS800L
NS800L
NS800L
NS1000L
sganciatore
Micrologic 2.2M o 6.2M
Micrologic 2.2M o 6.2M
Micrologic 2.2M o 6.2M
Micrologic 2.2M o 6.2M
Micrologic 2.2M o 6.2M
Micrologic 2.2M o 6.2M
Micrologic 2.2M o 6.2M
Micrologic 2.2M o 6.2M
Micrologic 2.2M o 6.2M
Micrologic 2.2M o 6.2M
Micrologic 2.2M o 6.2M
Micrologic 2.2M o 6.2M
Micrologic 2.3M o 6.3M
Micrologic 2.2M o 6.2M
Micrologic 2.3M o 6.3M
Micrologic 2.3M o 6.3M
Micrologic 2.3M o 6.3M
Micrologic 2.3M o 6.3M
Micrologic 2.3M o 6.3M
Micrologic 2.3M o 6.3M
Micrologic 5.0
Micrologic 5.0
Micrologic 5.0
Micrologic 5.0
Micrologic 5.0
Micrologic 5.0
contattore (2)
Ith [A]
12/25
12/25
12/25
25/50
25/50
25/50
50/100
50/100
50/100
70/150
70/150
100/220
160/320
100/220
160/320
160/320
160/320
250/500
250/500
250/500
320/800
320/800
320/800
320/800
320/800
400/1000
Irm [A]
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
13 Ith
8000
8000
8000
9600
9600
10000
(3)
tipo
LC1-D80
LC1-D80
LC1-D80
LC1-D80
LC1-D80
LC1-D80
LC1-D80
LC1-D80
LC1-D115 o LC1-F115
LC1-D115 o LC1-F115
LC1-D150 o LC1-F150
LC1-F185
LC1-F225
LC1-F225
LC1-F225
LC1-F265
LC1-F330
LC1-F400
LC1-F500
LC1-F500
LC1-F630
LC1-F630
LC1-F630
LC1-F780
LC1-F780
LC1-F780
(1) I valori in kA esprimono il valore massimo di corrente di corto circuito per cui è possibile utilizzare lo specifico coordinamento, in funzione dei livelli del potere
di interruzione di Compact NSX e NS.
(2) Inversione di marcia: sostituire LC1 con LC2; avviamento stella-triangolo: sostituire LC1 con LC3.
(3) Valore di "Ii" per Micrologic 5.0.
432
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Protezione dei circuiti alimentati
da un generatore
rete normale
Protezione dei circuiti prioritari alimentati
da un generatore di soccorso
Generalità
rete soccorso
MT
BT
GE
In un numero sempre maggiore di impianti sono previsti utilizzatori che devono
essere alimentati anche in caso di interruzione della rete di distribuzione pubblica:
cc circuiti di sicurezza: illuminazione di sicurezza, sistema antincendio, sistema
di allarme e segnalazione;
sistema
automatico
cc circuiti prioritari: alimentano quelle apparecchiature il cui arresto prolungato
di commutaz.
causerebbe perdita di produttività, danni alla catena produttiva o situazioni
pericolose per gli operatori.
Un sistema correntemente utilizzato per rispondere a questo bisogno consiste
nell’installare un gruppo motore termico-generatore collegato all’impianto per mezzo
circuiti prioritari
di un sistema di commutazione automatica che alimenta, in caso di emergenza,
i circuiti di sicurezza ed i circuiti prioritari ed impedisce il funzionamento in parallelo
con la rete pubblica.
circuiti non
prioritari
L’alternatore in cortocircuito
Al verificarsi di un cortocircuito ai morsetti di un alternatore, l’andamento della
corrente presenta un picco iniziale dell’ordine di 5÷10 volte la corrente nominale
del generatore (periodo subtransitorio che va da 10 a 20 ms), poi decresce
(periodo transitorio tra 100 e 300 ms), per stabilizzarsi ad un valore che, secondo
il tipo di eccitazione dell’alternatore, può variare da 0,3 a 3 volte la corrente nominale
dell’alternatore.
Scelta dell’interruttore di macchina
L’interruttore di alimentazione va scelto in funzione della corrente di cortocircuito
trifase ai morsetti del generatore, pari a:
Icc 3F = In . 100
x"d
dove:
In è la corrente nominale del generatore;
x"d è la reattanza subtransitoria in valore percentuale, variabile tra il 10÷20%.
Nel caso in cui l’interruttore di macchina non sia dotato di protezione specifica
(vedere figura in basso a destra) è possibile utilizzare uno sganciatore a bassa
soglia magnetica in grado di intervenire in presenza delle correnti di cortocircuito
che, in genere, non sono di valore molto elevato.
Scelta degli interruttori di partenza
Il potere d’interruzione viene scelto in conformità alle caratteristiche della rete
di alimentazione normale (trasformatore MT/BT). Per quanto riguarda
lo sganciatore, la scelta cade su sganciatori a bassa soglia magnetica.
L’impiego di questi sganciatori è indispensabile ogni qualvolta la corrente nominale
dell’interruttore supera 1/3 della corrente nominale del gruppo.
A livellodi distribuzione secondaria e terminale la verifica delle regolazioni
è di minore importanza in quanto gli interruttori hanno correnti nominali piccole
rispetto alla corrente nominale del gruppo di generazione. La protezione
delle persone contro i contatti indiretti nei sistemi TN e IT, deve essere garantita
sia in presenza della rete normale che in presenza della rete di soccorso. Nei sistemi
TN e IT, qualora lo sganciatore prescelto abbia una soglia di intervento troppo
elevata per garantire la protezione delle persone, è necessaria l’installazione
di un relé differenziale.
Nei sistemi TT è sempre necessario utilizzare un dispositivo differenziale.
Protezione classica di un alternatore
Andamento della corrente di cortocircuito ai morsetti di un alternatore
tempo [s]
Ieff
1000
regime
subtransitorio
regime
transitorio
alterazione con
eccitazione composta
e sovraeccitazione
100
3In
12
10
7
3
2
1
In
alterazione con
eccitazione derivata
0,3In
1.11.2 1.5
2
3
4
5
I/In
istante
del guasto
da 10 a 20 ms
da 0,1 a 0,3 ms
t
433
Protezione dei circuiti alimentati
da un generatore
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Scelta delle protezioni
Sganciatori a bassa soglia magnetica
cc curva B per interruttori Acti 9;
cc tipo G per interruttori Compact con correnti d'impiego fino a 63 A;
cc Micrologic 2.2G o 5.2A e 5.2E o 6.2A e 6.2E per interruttori Compact fino a 250 A;
cc Micrologic 5.3A e 5.3E o 6.3A e 6.3E per interruttori Compact da 400 a 630 A;
cc Micrologic 2.0, 5.0, 6.0 e 7.0 per interruttori Compact NS da 630b a 3200 A
e Masterpact NT ed NW.
protezione dei circuiti prioritari
livello di
distribuzione
generatore
circuiti
di distribuzione
circuiti secondari
e terminali
protezione circuiti
Icu
≥ Icc 3F MAX
alimentazione dalla
rete di soccorso
≥ Icc 3F MAX
alimentazione dalla
rete normale
≥ Icc 3F MAX
alimentazione dalla
rete normale
protezione persone
Im (1)
≤ Icc FN/FF fondo linea
alimentazione dalla
rete di soccorso
≤ Icc FN/FF fondo linea
alimentazione dalla
rete di soccorso
≤ Icc FN/FF fondo linea
alimentazione dalla
rete di soccorso
Im o I∆n
≤ Id
alimentazione dalla
rete di soccorso
≤ Id
alimentazione dalla
rete di soccorso
≤ Id
alimentazione dalla
rete di soccorso
(1) Se la protezione termica è sovradimensionata o mancante, si deve verificare che un
cortocircuito a fondo linea (FF o FN) faccia intervenire la protezione magnetica dell’interruttore.
La tabella permette di determinare il tipo di interruttori e lo sganciatore in funzione
della potenza del generatore e della sua reattanza caratteristica.
tabella di scelta per protezione di generatori trifasi
potenza nominale massima [kVA]
protezione con sganciatore magnetotermico
230 V
400 V
6
10
7,5
13
9 ÷ 9,5
15 ÷16
11,5 ÷ 12
20 ÷ 21
14 ÷ 15,5
24 ÷ 27
17,5 ÷ 19
30 ÷ 33
20,5 ÷ 24
35 ÷ 42
28,5 ÷ 30,5
50 ÷ 53
35 ÷ 38
60 ÷ 66
potenza nominale massima [kVA]
415 V
11
14
16,5 ÷ 17,5
22 ÷ 23
26,5 ÷ 29
33 ÷ 36
38,5 ÷ 45
55 ÷ 58
66 ÷ 72
440 V
12
15
17,5 ÷ 20
23,5 ÷ 24
28 ÷ 31
35 ÷ 38
40,5 ÷ 48
58 ÷ 61
70 ÷ 77
gamma Acti 9 curva B (1)
iC60a
16 A
iC60a
20 A
iC60a
25 A
iC60a
32 A
iC60a
40 A
iC60a
50 A
iC60N
63 A
C120N
80 A
C120N
100 A
protezione con sganciatore elettronico
gamma Compact NSX TMG (1)
NSX160E TM16G (2)
NSX160E TM25G (2)
NSX160E TM25G (2)
NSX160E TM40G
NSX160E TM40G
NSX160E TM63G
NSX160E TM63G
230 V
26÷38
41÷60
65÷95
61 ÷ 150
151 ÷ 240
400 V
45÷66
70÷105
112÷165
106 ÷ 260
261 ÷ 415
415 V
50÷72
77÷115
123÷180
116 ÷ 285
286 ÷ 450
440 V
52÷77
81÷122
130÷191
121 ÷ 300
301 ÷ 480
gamma Masterpact
241 ÷ 305
306 ÷ 380
381 ÷ 480
481 ÷ 610
611 ÷ 760
761 ÷ 950
951 ÷ 1220
416 ÷ 520
521 ÷ 650
651 ÷ 820
821 ÷ 1050
1051 ÷ 1300
1301 ÷ 1650
1651 ÷ 2100
451 ÷ 575
576 ÷ 710
711 ÷ 900
901 ÷ 1150
1151 ÷ 1400
1401 ÷ 1800
1801 ÷ 2300
481 ÷ 610
611 ÷ 760
761 ÷ 960
961 ÷ 1220
1221 ÷ 1520
1521 ÷ 1900
1901 ÷ 2400
gamma Compact
NSX160E Micrologic 2.2G 100 A
NSX160E Micrologic 2.2G 160 A
NSX250B Micrologic 2.2G 250 A
NSX400F Micrologic 5.3A
NSX630F Micrologic 5.3A
NS630bN Micrologic 5.0
NS800N Micrologic 5.0
NS1000N Micrologic 5.0
NS1250N Micrologic 5.0
NS1600N Micrologic 5.0
NS2000N Micrologic 5.0
NS2500N Micrologic 5.0
NS3200N Micrologic 5.0
NT08 H1/NW08 NI/H1
Micrologic 5.0
NT10H1/NW10NI/H1 (3)
NT12H1/NW12NI/H1 (3)
NT16H1/NW16NI/H1 (3)
NW20H1 (3)
NW25H1 (3)
NW32H1 (3)
(1) Protezione valida per generatori con reattanza transitoria ≤ 30%.
(2) Protezione valida per generatori con reattanza transitoria ≤ 25%.
(3) Si consiglia l’utilizzo dell’unità di controllo Micrologic 5.0.
potenza
230 V mono
del gruppo 230 V tri
[kVA]
400 V tri
corrente nominale [A]
interruttore
1
2
3
5
iC60N
curva B
8
14
25
38
iC60N
curva B
NSX160E
TM40G
blocco Vigi [mA]
30
30
434
20
40
65
99
C120N
curva B
NSX160E
Micrologic
2.2G 100 A
30
Piccoli gruppi portatili
Utilizzati in prevalenza da personale non qualificato. Se il gruppo e le condutture
non sono di classe II, la norma impone utilizzo di un dispositivo differenziale
a corrente residua (DDR) di soglia non superiore a 30 mA.
La tabella a fianco permette di scegliere il tipo di protezione in funzione della potenza
del gruppo.
Gruppi mobili
I gruppi mobili si utilizzano per alimentare gli impianti provvisoriamente,
ad esempio in funzione di lavori (in cantiere) è raccomandabile proteggere
questi impianti contro i pericoli dell’elettricità utilizzando un dispositivo differenziale
con soglia non superiore a 500 mA di tipo selettivo.
Questo consente di avere intervento selettivo tra la protezione del generatore
e quelle dei circuiti prese per i quali è richiesto un DDR da 30 mA.
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Protezione dei trasformatori BT/BT
Corrente d’inserzione del trasformatore
Introduzione
Generalità
Questi trasformatori sono frequentemente utilizzati per:
cc un cambiamento di tensione per:
vv circuiti ausiliari di comando e controllo;
vv circuiti di illuminazione a 230 V quando il neutro non è distribuito;
vv riduzione del livello di cortocircuito sui quadri di alimentazione dei circuiti
di illuminazione;
cc cambiamento del sistema di neutro in presenza di utilizzatori con correnti
di dispersione elevate o livello di isolamento basso (informatica, forni elettrici, ecc).
I trasformatori BT/BT sono generalmente forniti con sistemi di protezione incorporati
e i costruttori devono essere consultati per i dettagli.
Una protezione di sovracorrente deve essere in ogni caso prevista sul lato primario.
L’esercizio di questi trasformatori richiede la conoscenza della loro particolare
funzione, insieme ad un numero di altri punti di seguito descritti.
Nota: Nel caso particolare dei trasformatori di isolamento di sicurezza BT/BT (BTS), è quasi
sempre richiesto uno schermo metallico messo a terra tra il primario e il secondario,
a seconda delle circostanze come raccomandato nella norma europea CEI EN 60742.
Corrente di inserzione
Alla messa in tensione dei trasformatori BT/BT, si manifestano correnti molto forti
di cui occorre tenere conto al momento della scelta del dispositivo di protezione.
L’ampiezza dipende:
cc dall'istante in cui si chiude l'interruttore di alimentazione;
cc dall'induzione residua presente nel circuito magnetico;
cc dalle caratteristiche del carico alimentato dal trasformatore.
Il valore di cresta della prima onda di corrente raggiunge di frequente un valore
da 10 a 15 volte la corrente efficace nominale del trasformatore.
Per potenze inferiori a 50 kVA, questo valore può raggiungere valori da 20 a 25 volte
la corrente nominale.
Questa corrente transitoria si smorza molto rapidamente con una costante
di tempo q che può arrivare ad alcune decine di millisecondi.
Nota: per trasformatori con:
ccrapporto di trasformazione unitario;
ccpotenza inferiore a 5 kVA.
In caso di sgancio intempestivo della protezione a monte, prima di passare ad un interruttore
di calibro superiore, invertire i morsetti di ingresso con quelli di uscita (la corrente di inserzione
varia sensibilmente se il primario è avvolto internamente o esternamente rispetto al secondario).
Scelta della protezione
Protezione principale lato primario
Le tabelle riportate nelle pagine successive sono il risultato di una serie di prove
di coordinamento tra interruttori di protezione e trasformatori BT/BT.
I trasformatori utilizzati nelle prove sono normalizzati.
Le loro principali caratteristiche sono raccolte nelle tabelle delle due pagine
seguenti. Le stesse tabelle, riferite ad una tensione di alimentazione primaria di 230
o 400 V, ed a trasformatori monofase e trifase, indicano l’interruttore da utilizzare
in funzione della potenza del trasformatore.
I trasformatori presi in considerazione hanno l’avvolgimento primario esterno
rispetto a quello secondario. (In caso contrario consultateci).
Gli interruttori proposti permettono di:
cc proteggere il trasformatore in caso di cortocircuito massimo;
cc evitare gli sganci intempestivi al momento della messa in tensione
dell'avvolgimento primario utilizzando:
vv interruttori modulari con soglia magnetica elevata: curva D o K,
vv interruttori scatolati selettivi con la soglia magnetica elevata: sganciatore TM-D
o sganciatore elettronico Micrologic,
vv interruttori con sganciatore solo magnetico, curva MA, qualora la corrente
di inserzione sia molto elevata;
cc garantire la durata elettrica dell'interruttore.
Altre protezioni
A causa della elevata corrente di inserzione del trasformatore, l’interruttore posto
sul primario può non garantire la protezione termica del trasformatore e della sua
conduttura di alimentazione lato primario.
È tipicamente il caso degli interruttori modulari che devono avere una corrente
nominale più elevata di quella dei trasformatori.
In questi casi si deve verificare che, in caso di cortocircuito monofase ai morsetti
primari del trasformatore (Icc minima a fondo linea), si abbia l’intervento del
magnetico dell’interruttore. Nelle normali applicazioni nei quadri questa condizione
è sempre verificata stante la ridotta lunghezza delle condutture di alimentazione.
La protezione termica del trasformatore si può realizzare installando
435
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
NSX250
Sganciatore elettronico
Micrologic 2.2
3 x 70 mm2
400/230 V
125 kVA
Protezione dei trasformatori BT/BT
Generalità
immediatamente a valle del trasformatore BT/BT un interruttore automatico avente
corrente nominale minore o uguale a quella del secondario del trasformatore.
Negli impianti di illuminazione la protezione contro i sovraccarichi non è necessaria
se il numero di punti luce è ben definito (assenza di sovraccarichi).
Si ricorda che la norma raccomanda l’omissione della protezione contro
i sovraccarichi per circuiti la cui apertura intempestiva potrebbe essere causa
di pericolo, come ad esempio circuiti che alimentano dispositivi di estinzione
dell’incendio.
Esempio
Un circuito a 400 V trifase alimenta un trasformatore 400/230 V di potenza nominale
125 kVA (I1n = 180 A) per il quale il primo picco della corrente di inserzione
può raggiungere un valore pari a circa 12 In, ad esempio: 12 x 180 = 2160 A.
Questa corrente di picco corrisponde ad un valore efficace di 1530 A
(ovvero 2160/2).
Un interruttore automatico tipo Compact NSX250 con una regolazione di corrente
termica Ir = 200 A e di corrente magnetica Im = 8 x Ir sarebbe un dispositivo
di protezione adatto allo scopo.
Un caso particolare: la protezione contro il sovraccarico installato sul lato
secondario del trasformatore
Un vantaggio della protezione da sovraccarico situata sul lato secondario
è che la protezione contro il cortocircuito sul primario potrà essere regolata
ad un valore elevato o, in alternativa, potrà essere utilizzato un interruttore tipo MA
(solo magnetico). La regolazione della protezione di cortocircuito al primario deve,
in ogni caso, essere sufficientemente sensibile per assicurare il suo intervento
nel caso di cortocircuito che avvenga sul lato secondario del trasformatore.
Nota: al primario la protezione è sovente assicurata da fusibili, tipo aM.
Questo criterio presenta due svantaggi:
cci fusibili devono essere sovradimensionati (almeno 4 volte la corrente nominale a pieno carico
del trasformatore);
ccal fine di assicurare le funzioni di sezionamento sul primario, un interruttore di manovra
o un contattore deve essere comunque associato ai fusibili.
Nella pratica, scelte possibili:
Esistono diverse scelte possibili per proteggere il circuito primario dei trasformatori
e degli autotrasformatori BT/BT:
cc sia attraverso sganciatori magnetotermici;
cc sia attraverso sganciatori elettronici .
Gli sganciatori elettronici possiedono una dinamica di regolazione termica molto
estesa che permette una scelta più ampia di trasformatori da proteggere
(esempio: potenza di trasformatori non normalizzata, tensione di funzionamento non
"standard" sovradimensionamento dell’interruttore per futuri ampliamenti
dell’impianto, ...).
Gli interruttori automatici proposti nelle tabelle tengono conto delle correnti
di inserzione al momento della messa in tensione del trasformatore
(Iins ≤ 25 In come valore di picco).
Metodo di scelta degli interruttori automatici e delle loro protezioni:
cc calcolare la corrente nominale al primario del trasformatore:
vv In = P kVA/ 3 Un per trasformatori trifase,
vv In = P kVA/Un per trasformatori monofase,
cc fare la scelta dell’interruttore automatico e della protezione magnetotermica TMD
o elettronica Micrologic in funzione delle esigenze di regolazione Ir e di potere
di interruzione necessario nel punto di installazione.
436
Trasformatori monofase
trasformatore monofase (tensione primaria 230 V)
trasformatore
Pn [kVA]
0,1
0,16
0,25
0,4
0,63
1
1,6
2
2,5
4
5
6,3
8
10
12,5
16
20
25
31,5
40
50
63
80
100
125
160
In [A]
0,4
0,7
1,1
1,7
2,7
4,2
6,8
8,4
10,5
16,9
21,1
27
34
42
53
68
84
105
133
169
211
266
338
422
528
675
ucc [%]
13
10,5
9,5
7,5
7
5,2
4
2,9
3
2,1
4,5
4,5
5
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
5
5
5
5
4,5
5,5
5
5
interruttore/sganciatore lato primario (1) (2)
modulare
scatolato o aperto
iC60 D1 o K1
iC60 D2 o K2
iC60 D3 o K3
iC60 D4 o K4
iC60 D6 o K6
iC60/NG125 D10 o K10
iC60/NG125 D16 o K16
iC60/NG125 D16 o K16
iC60/NG125 D20 o K20
iC60/NG125 D40 o K40
iC60/NG125 D50 o K50
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM40D o Micrologic 2.2 40A
iC60/NG125 D63 o K63
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM80D o Micrologic 2.2 100A
C120/NG125 D80
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM100D o Micrologic 2.2 100A
C120/NG125 D100
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM100D o Micrologic 2.2 100A
C120/NG125 D100
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM100D o Micrologic 2.2 100A
C120/NG125 D125
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM125D o Micrologic 2.2 100A
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM160D o Micrologic 2.2 160A
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM160D o Micrologic 2.2 160A
NSX250B/F/N/H/S/L TM200D o Micrologic 2.2 160A
NSX250B/F/N/H/S/L TM200D o Micrologic 2.2 250A
NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3
NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3
NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 NS630bN/H/L NT08H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 NS630bN/H/L NT08H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NS800N/H NT08H1 NW08N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NS800N/H NT08H1 NW08N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
trasformatore monofase (tensione primaria 400 V)
trasformatore
Pn [kVA]
1
1,6
2,5
4
5
6,3
8
10
12,5
16
20
25
31,5
40
50
63
80
100
125
160
In [A]
2,44
3,9
6,1
9,8
12,2
15,4
19,5
24
30
39
49
61
77
98
122
154
195
244
305
390
ucc [%]
8
8
3
2,1
4,5
4,5
5
5
5
5
5
5,5
5
5
4,5
5
5
5,5
4,5
5,5
interruttore/sganciatore lato primario (1) (2)
modulare
scatolato o aperto
iC60 D6 o K6
iC60/NG125 D10 o K10
iC60/NG125 D16 o K16
iC60/NG125 D20 o K20
iC60/NG125 D32 o K32
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM16D o Micrologic 2.2 40A
iC60/NG125 D40 o K40
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM25D o Micrologic 2.2 40A
iC60/NG125 D50 o K50
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM40D o Micrologic 2.2 40A
iC60/NG125 D63 o K63
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM40D o Micrologic 2.2 40A
iC60/NG125 D63 o K63
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM40D o Micrologic 2.2 40A
C120/NG125 D80
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM80D o Micrologic 2.2 100A
C120/NG125 D100
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM80D o Micrologic 2.2 100A
C120/NG125 D125
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM100D o Micrologic 2.2 100A
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM100D o Micrologic 2.2 100A
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM125D o Micrologic 2.2 160A
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM160D o Micrologic 2.2 160A
NSX250B/F/N/H/S/L TM200D o NSX160E/B/F/N/H/S/L Micrologic 2.2 160A
NSX250B/F/N/H/S/L TM250D o Micrologic 2.2 250A
NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3
NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 NS630bN/H/L NT08H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 NS630bN/H/L NT08H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
(1) Con interruttori modulari, ampiezza della regolazione termica insufficiente o sganciatore solo magnetico, prevedere una protezione termica sul secondario
del trasformatore.
(2) Il potere di interruzione viene scelto in funzione della corrente di cortocircuito massima nel punto in cui viene installato l'interruttore.
437
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Protezione dei trasformatori BT/BT
Trasformatori trifase
trasformatore trifase (primario 400 V)
trasformatore
Pn [kVA]
5
6,3
8
10
12,5
16
20
25
31,5
40
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
In [A]
7
8,8
11,6
14
17,6
23
28
35
44
56
70
89
113
141
176
225
287
352
444
563
704
ucc [%]
4,5
4,5
4,5
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
5
5
4,5
5
5
5,5
4,5
5,5
5
5
4,5
6
6
630
887
5,5
800
1126
5,5
1000
1408
5,5
1250
1760
5
1600
2253
5,5
2000
2817
5,5
interruttore/sganciatore (1) (2)
modulare
scatolato o aperto
iC60/NG125 D20 o K20
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM16D o Micrologic 2.2 40A
iC60/NG125 D20 o K20
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM16D o Micrologic 2.2 40A
iC60/NG125 D32 o K32
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM16D o Micrologic 2.2 40A
iC60/NG125 D32 o K32
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM16D o Micrologic 2.2 40A
iC60/NG125 D40 o K40
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM25D o Micrologic 2.2 40A
iC60/NG125 D63 o K63
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM25D o Micrologic 2.2 40A
iC60/NG125 D63 o K63
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM40D o Micrologic 2.2 40A
C120/NG125 D80
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM40D o Micrologic 2.2 40A
C120/NG125 D80
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM63D o Micrologic 2.2 100A
C120/NG125 D80
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM80D o Micrologic 2.2 100A
C120/NG125 D100
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM100D o Micrologic 2.2 100A
C120/NG125 D125
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM100D o Micrologic 2.2 100A
NSX250B/F/N/H/S/L TM200D o Micrologic 2.2 160A
NSX250B/F/N/H/S/L TM200D o Micrologic 2.2 160A
NSX250B/F/N/H/S/L TM250D o Micrologic 2.2 250A
NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3
NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3
NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 NS630bN/H/L NT08H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3 NS630bN/H/L NT08H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NS800N/H NT08H1 NW08N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NS800N/H NT08H1 NW08N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NS1000N/H NT10H1 NW10N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NS1000N/H NT10H1 NW10N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NS1250N/H NT12H1 NW12N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NS1250N/H NT12H1 NW12N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NS1600N/H NT16H1 NW16N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NS1600N/H NT16H1 NW16N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NW20N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NW20N1/H1 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NW25H2/H3 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NW25H2/H3 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NW32H2/H3 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NW32H2/H3 Micrologic 5.0/6.0/7.0
NW40H2/H3 Micrologic 5.0/6.0/7.0
(1) Con interruttori modulari, ampiezza della regolazione termica insufficiente o sganciatore solo magnetico, prevedere una protezione termica sul secondario
del trasformatore.
(2) Il potere di interruzione viene scelto in funzione della corrente di cortocircuito massima nel punto in cui viene installato l'interruttore.
Esempio
Le tabelle qui riportate permettono di scegliere l'interruttore a monte del
trasformatore BT/BT e il relativo sganciatore in funzione della potenza, del tipo e
della tensione primaria. Supponiamo che la partenza alimenti un trasformatore
monofase da 10 kVA con rapporto di trasformazione 400/230 V (I1n = 24 A).
La corrente di cortocircuito all'origine della partenza è 35 kA.
L'interruttore automatico ha le seguenti caratteristiche:
cc tipo: NG125L (Icu = 50 kA);
cc sganciatore: D63 (63 A);
cc soglia magnetica: Im = 10 ÷ 14 In (630 ÷ 882 A);
cc numero di poli: 2.
Questo interruttore permette la messa in tensione del trasformatore senza intervento
intempestivo dello sganciatore, ma non ne assicura la protezione termica
(la corrente nominale dell'interruttore è più elevata della corrente nominale primaria
del trasformatore). La protezione termica del trasformatore, secondo quanto previsto
anche dalla norma CEI 64-8, può essere assicurata da un interruttore posto a valle.
La I2n del trasformatore è di 41,7 A e la corrente di cortocircuito massima ai morsetti
secondari Icc2 vale:
.
.
Icc2 = Sn 100 = 10 100 = 0,87 kA
230 . 5
U2n . ucc%
Questa corrente di cortocircuito sarà di riferimento per la determinazione del potere
di interruzione. Potrà pertanto essere utilizzato un interruttore iC60a-40 A-curva C.
Dovranno essere inoltre verificate le condizioni necessarie per assicurare
la protezione delle persone. Nel caso di linea di alimentazione del primario
di lunghezza significativa (oltre 10 m) bisogna verificare anche la Icc minima a fondo
linea. I criteri di scelta dell'interruttore a valle sono gli stessi esposti nel capitolo
relativo alla protezione dei circuiti:
cc protezione contro i sovraccarichi;
cc protezione contro i cortocircuiti;
cc protezione contro i contatti indiretti.
438
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Compensazione dell’energia reattiva
Generalità
Le potenze in gioco in una rete elettrica
In un impianto elettrico sono in gioco le seguenti potenze:
cc potenza attiva P [kW] è la potenza effettivamente utilizzabile
dai carichi. Si manifesta sotto forma di energia meccanica o di calore:
P = S . cos ϕ;
cc potenza reattiva Q [kvar] è la potenza in gioco nei circuiti magnetici
degli utilizzatori. È indispensabile nella conversione dell’energia elettrica:
Q = S . sin ϕ.
Viene fornita normalmente dalla rete di alimentazione sotto forma di potenza reattiva
induttiva o da batterie di condensatori come potenza reattiva capacitiva in controfase
alla potenza induttiva.
cc potenza apparente S [kVA] è determinata dal prodotto della tensione
per la corrente (V . I in circuiti monofasi e e V . I in circuiti trifasi).
è calcolabile come:
S = P 2 + Q2
Il fattore di potenza
Il fattore di potenza di un’installazione è il rapporto tra la potenza attiva e la potenza
apparente assorbita dal carico, e può variare da valore zero a valore unitario.
cos ϕ = P/S
Mantenere un fattore di potenza prossimo all'unità vuol dire:
cc soppressione delle penali per il consumo eccessivo di energia reattiva.
Il valore minimo di cos ϕ esente da penali è pari a 0,9;
cc diminuzione della potenza apparente contrattuale [kVA];
cc limitazione delle perdite di energia attiva nei cavi (perdite Joule);
cc possibilità di ridurre la sezione dei cavi;
cc aumento della potenza attiva [kW] disponibile al secondario del trasformatore
MT/ BT;
cc diminuzione della caduta di tensione (a parità di sezione dei cavi).
La presenza nell'impianto di componenti e utilizzatori con elevato assorbimento
di energia reattiva provoca l'abbassamento del fattore di potenza a valori
inaccettabili. La tabella seguente permette di identificare le apparecchiature
con consumo di energia reattiva elevata.
apparecchiature
motore asincrono
fattore di carico [%]
0
25
50
75
100
lampade a incandescenza
lampade fluorescenti non rifasate
lampade fluorescenti rifasate
lampade a scarica
forni a resistenza
forni ad induzione ed a perdite dielettriche
saldatrice a punti
saldatura ad arco alimentata da
gruppo statico monofase
gruppo rotante
trasformatore-raddrizzatore
forni ad arco
cos ϕ
0,17
0,55
0,73
0,80
0,85
≈1
≈ 0,5
0,86 ÷ 0,93
0,4 ÷ 0,6
≈1
≈ 0,85
0,8 ÷ 0,9
≈ 0,5
0,7 ÷ 0,9
0,7 ÷ 0,8
0,8
tg ϕ
5,80
1,52
0,94
0,75
0,62
≈0
≈ 1,73
0,59 ÷ 0,39
2,29 ÷ 1,33
≈0
≈ 0,62
0,75 ÷ 0,48
≈ 1,73
1,02 ÷ 0,48
1,02 ÷ 0,75
0,75
439
Compensazione dell’energia reattiva
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Generalità
Il rifasamento
Quando in un impianto il fattore di potenza è troppo basso, è necessario provvedere
ad una compensazione dell’energia reattiva assorbita dagli utilizzatori.
Tale compensazione viene normalmente effettuata utilizzando batterie
di condensatori.
I condensatori assorbono dalla rete una corrente sfasata di circa 90° in anticipo
rispetto alla tensione.
La corrispondente potenza reattiva risulta perciò di segno opposto a quella assorbita
dai normali apparecchi utilizzatori.
Si ottiene in tal modo un aumento del fattore di potenza che corrisponde
ad una diminuzione dell’angolo di sfasamento tra tensione e corrente (rifasamento).
Scelta della potenza di un condensatore
A fronte di una potenza attiva P richiesta dalle utenze, impiegando una batteria
di condensatori di potenza reattiva Qc, la potenza reattiva assorbita dalla rete
di alimentazione passa dal valore Q al valore Q’; la potenza apparente passa
da S a S’ mentre la potenza attiva assorbita rimane invariata.
La batteria di rifasamento deve avere
una potenza pari a Qc = P(tgϕ - tgϕ').
Nella pratica il fattore kc = (tgϕ - tgϕ') può essere ricavato dalla tabella alla pagina
seguente.
Il valore di kc si determina dall’incrocio tra la riga del cosϕ prima della
compensazione (rilevabile direttamente o calcolabile per l'impianto allo studio)
e la riga del cosϕ desiderato dopo la compensazione.
Come si può osservare, kc rappresenta la potenza del condensatore necessaria
alla compensazione per ogni kW di potenza assorbita dall’impianto.
La potenza delle batterie di rifasamento si calcolerà con la formula:
Qc = kc . P [kvar]
Tensione nominale delle batterie e potenza reattiva
erogata
SI
QI
Q
S
440
Qc
Una batteria eroga diversi valori di energia reattiva in funzione della tensione
con cui viene alimentata. L’erogazione della potenza nominale Qnc avviene
in corrispondenza della tensione nominale Unc. A tensioni inferiori, l’erogazione
é inferiore secondo la formula:
U 2
Q = Qnc .
Unc
Per ottenere una potenza rifasante Qc ad una tensione U è perciò necessario
prevedere una batteria avente potenza nominale:
Unc 2
Qnc = Qc .
U
)
)
ϕI
)
P
ϕ
)
Scelta della potenza
La seguente tabella permette di determinare la potenza reattiva necessaria
per aumentare il fattore di potenza dell’impianto fino al valore desiderato.
Il valore numerico kc esprime la potenza del condensatore in kvar per ogni kW
richiesto dal carico.
Qc = kc . P [kvar]
fattore [kvar/kW]
prima della compensazione dopo la compensazione
tg ϕ
0,75
0,59
0,48
cos ϕ
0,80
0,86
0,90
2,29
0,40
1,557
1,691
1,805
2,22
0,41
1,474
1,625
1,742
2,16
0,42
1,413
1,561
1,681
2,10
0,43
1,356
1,499
1,624
2,04
0,44
1,290
1,441
1,558
1,98
0,45
1,230
1,384
1,501
1,93
0,46
1,179
1,330
1,446
1,88
0,47
1,130
1,278
1,397
1,83
0,48
1,076
1,228
1,343
1,78
0,49
1,030
1,179
1,297
1,73
0,50
0,982
1,232
1,248
1,69
0,51
0,936
1,087
1,202
1,64
0,52
0,894
1,043
1,160
1,60
0,53
0,850
1,000
1,116
1,56
0,54
0,809
0,959
1,075
1,52
0,55
0,796
0,918
1,035
1,48
0,56
0,730
0,879
0,996
1,44
0,57
0,692
0,841
0,958
1,40
0,58
0,655
0,805
0,921
1,37
0,59
0,618
0,768
0,884
1,33
0,60
0,584
0,733
0,849
1,30
0,61
0,549
0,699
0,815
1,27
0,62
0,515
0,665
0,781
1,23
0,63
0,483
0,633
0,749
1,20
0,64
0,450
0,601
0,716
1,17
0,65
0,419
0,569
0,685
1,14
0,66
0,388
0,538
0,654
1,11
0,67
0,358
0,508
0,624
1,08
0,68
0,329
0,478
0,595
1,05
0,69
0,299
0,449
0,565
1,02
0,70
0,270
0,420
0,536
0,99
0,71
0,242
0,392
0,508
0,96
0,72
0,213
0,364
0,479
0,94
0,73
0,186
0,336
0,452
0,91
0,74
0,159
0,309
0,425
0,88
0,75
0,132
0,282
0,398
0,86
0,76
0,105
0,255
0,371
0,83
0,77
0,079
0,229
0,345
0,80
0,78
0,053
0,202
0,319
0,78
0,79
0,026
0,176
0,292
0,75
0,80
0,150
0,266
0,72
0,81
0,124
0,240
0,70
0,82
0,098
0,214
0,67
0,83
0,072
0,188
0,65
0,84
0,046
0,162
0,62
0,85
0,020
0,136
0,59
0,86
0,109
0,57
0,87
0,083
0,54
0,88
0,054
0,51
0,89
0,028
0,48
0,90
Nota: nel caso in cui i condensatori da installare abbiano una
potenza nominale riferita ad una tensione Unc diversa dalla
tensione nominale dell’impianto, è necessario determinare la
potenza reattiva nominale Qnc (a partire dalla potenza Qc
necessaria al rifasamento alla tensione dell’impianto) come:
)
Qnc = Qc .
Unc
U
)
2
Se si vogliono installare condensatori aventi tensione
nominale di 440 V, la loro potenza nominale deve essere di:
)
Qnc = 53,6 .
440
400
) = 64,9 kvar
2
0,46
0,91
1,832
1,769
1,709
1,651
1,585
1,532
1,473
1,425
1,370
1,326
1,276
1,230
1,188
1,114
1,103
1,063
1,024
0,986
0,949
0,912
0,878
0,843
0,809
0,777
0,744
0,713
0,682
0,652
0,623
0,593
0,564
0,536
0,507
0,480
0,453
0,426
0,399
0,373
0,347
0,320
0,294
0,268
0,242
0,216
0,190
0,164
0,140
0,114
0,085
0,059
0,031
0,43
0,92
1,861
1,798
1,738
1,680
1,614
1,561
1,502
1,454
1,400
1,355
1,303
1,257
1,215
1,171
1,130
1,090
1,051
1,013
0,976
0,939
0,905
0,870
0,836
0,804
0,771
0,740
0,709
0,679
0,650
0,620
0,591
0,563
0,534
0,507
0,480
0,453
0,426
0,400
0,374
0,347
0,321
0,295
0,269
0,243
0,217
0,191
0,167
0,141
0,112
0,086
0,058
0,40
0,93
1,895
1,831
1,771
1,713
1,647
1,592
1,533
1,485
1,430
1,386
1,337
1,291
1,249
1,205
1,164
1,124
1,085
1,047
1,010
0,973
0,939
0,904
0,870
0,838
0,805
0,774
0,743
0,713
0,684
0,654
0,625
0,597
0,568
0,541
0,514
0,487
0,460
0,434
0,408
0,381
0,355
0,329
0,303
0,277
0,251
0,225
0,198
0,172
0,143
0,117
0,089
0,36
0,94
1,924
1,840
1,800
1,742
1,677
1,628
1,567
1,519
1,464
1,420
1,369
1,323
1,281
1,237
1,196
1,156
1,117
1,079
1,042
1,005
0,971
0,936
0,902
0,870
0,837
0,806
0,775
0,745
0,716
0,686
0,657
0,629
0,600
0,573
0,546
0,519
0,492
0,466
0,440
0,413
0,387
0,361
0,335
0,309
0,283
0,257
0,230
0,204
0,175
0,149
0,121
0,33
0,95
1,959
1,896
1,836
1,778
1,712
1,659
1,600
1,532
1,497
1,453
1,403
1,357
1,315
1,271
1,230
1,190
1,151
1,113
1,076
1,039
1,005
0,970
0,936
0,904
0,871
0,840
0,809
0,779
0,750
0,720
0,691
0,663
0,634
0,607
0,580
0,553
0,526
0,500
0,474
0,447
0,421
0,395
0,369
0,343
0,317
0,291
0,264
0,238
0,209
0,183
0,155
0,29
0,96
1,998
1,935
1,874
1,816
1,751
1,695
1,636
1,588
1,534
1,489
1,441
1,395
1,353
1,309
1,268
1,228
1,189
1,151
1,114
1,077
1,043
1,008
0,974
0,942
0,909
0,878
0,847
0,817
0,788
0,758
0,729
0,701
0,672
0,645
0,618
0,591
0,564
0,538
0,512
0,485
0,459
0,433
0,407
0,381
0,355
0,329
0,301
0,275
0,246
0,230
0,192
0,25
0,97
2,037
1,973
1,913
1,855
1,790
1,737
1,677
1,629
1,575
1,530
1,481
1,435
1,393
1,349
1,308
1,268
1,229
1,191
1,154
1,117
1,083
1,048
1,014
0,982
0,949
0,918
0,887
0,857
0,828
0,798
0,769
0,741
0,712
0,685
0,658
0,631
0,604
0,578
0,552
0,525
0,499
0,473
0,447
0,421
0,395
0,369
0,343
0,317
0,288
0,262
0,234
0,20
0,98
2,085
2,021
1,961
1,903
1,837
1,784
1,725
1,677
1,623
1,578
1,529
1,483
1,441
1,397
1,356
1,316
1,227
1,239
1,202
1,165
1,131
1,096
1,062
1,030
0,997
0,966
0,935
0,905
0,876
0,840
0,811
0,783
0,754
0,727
0,700
0,673
0,652
0,620
0,594
0,567
0,541
0,515
0,489
0,463
0,437
0,417
0,390
0,364
0,335
0,309
0,281
0,14
0,99
2,146
2,082
2,022
1,964
1,899
1,846
1,786
1,758
1,684
1,639
1,590
1,544
1,502
1,458
1,417
1,377
1,338
1,300
1,263
1,226
1,192
1,157
1,123
1,091
1,058
1,007
0,996
0,966
0,937
0,907
0,878
0,850
0,821
0,794
0,767
0,740
0,713
0,687
0,661
0,634
0,608
0,582
0,556
0,530
0,504
0,478
0,450
0,424
0,395
0,369
0,341
0
1
2,288
2,225
2,164
2,107
2,041
1,98
1,929
1,881
1,826
1,782
1,732
1,686
1,644
1,600
1,559
1,519
1,480
1,442
1,405
1,368
1,334
1,299
1,265
1,223
1,200
1,169
1,138
1,108
1,079
1,049
1,020
0,992
0,963
0,936
0,909
0,882
0,855
0,829
0,803
0,776
0,750
0,724
0,698
0,672
0,645
0,620
0,593
0,567
0,538
0,512
0,484
Esempio
Si desidera rifasare un impianto avente le seguenti caratteristiche:
cc rete trifase con tensione Un = 400 V;
cc potenza assorbita P = 100 kW;
cc fattore di potenza prima del rifasamento cosϕ = 0,7;
cc fattore di potenza richiesto cosϕf = 0,9.
Si individuano la colonna corrispondente al fattore di potenza richiesto (0,9)
e la riga corrispondente al fattore di potenza iniziale (0,7). Si ottiene kc = 0,536.
è necessario installare una batteria di condensatori avente una potenza reattiva
pari a: Qc = kc . P = 53,6 kvar.
441
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Compensazione dell’energia reattiva
Tipi di compensazione
Installazione di un condensatore di rifasamento
Per determinare la potenza ottimale della batteria di rifasamento, la localizzazione
della stessa e il tipo di compensazione (fissa o automatica), è necessario tener conto
degli elementi seguenti:
cc fattore di potenza prima dell'installazione della batteria di rifasamento;
cc minimo fattore di potenza previsto;
cc costo della batteria e della sua installazione;
cc risparmio sulle tariffe elettriche;
cc risparmio dovuto all'ottimizzazione dell'impianto di distribuzione dell'energia elettrica.
I condensatori possono essere installati a 3 diversi livelli:
cc sulle partenze del quadro generale BT (compensazione globale);
cc sull'arrivo di ogni reparto nel quadro di distribuzione (compensazione parziale);
cc ai morsetti di ogni utilizzatore che necessiti di potenza reattiva (compensazione locale).
La compensazione tecnicamente ottimale è quella che permette di produrre l'energia
reattiva nel punto in cui è consumata e nella quantità strettamente necessaria,
ma la sua realizzazione pratica è generalmente antieconomica.
Compensazione globale
è conveniente in reti con estensione limitata con carichi stabili e continui o in
previsione di un ampliamento dell’impianto senza dover modificare la sottostazione
di trasformazione.
Vantaggi
cc Sopprime le penalità per consumo eccessivo di energia reattiva;
cc adatta l'esigenza reale dell'impianto (kW) alla potenza apparente contrattuale
(kVA);
cc riduce la potenza apparente che transita nella sottostazione di trasformazione
(aumento della potenza attiva disponibile);
cc permette di utilizzare un interruttore più economico a monte del condensatore;
cc rapido ammortamento dei costi.
n° 1
M
M
M
M
Flusso di potenza apparente
Flusso di potenza reattiva
Svantaggi
c la parte di impianto a valle del livello 1 non trae vantaggio dall'installazione
dei condensatori;
c le perdite per effetto Joule, nei cavi a valle della batteria di rifasamento, non sono
diminuite;
c esiste il rischio di sovracompensazione a seguito di variazioni di carichi importanti.
Questo rischio viene eliminato utilizzando batterie automatiche di rifasamento.
Nota: per batterie di rifasamento di potenza superiore a 1000 kvar si consiglia una
compensazione in media tensione.
Compensazione parziale
è consigliata in reti molto estese e divise in compartimenti con regimi di carico
molto differenti.
n° 1
n° 2
Vantaggi
cc Sopprime le penalità per consumo eccessivo di energia reattiva;
cc ottimizza una parte della rete.
La corrente reattiva non interessa l'impianto compreso tra il livello n° 1 e 2;
cc riduce la potenza apparente che transita nella sottostazione di trasformazione
(aumento della potenza attiva disponibile);
cc diminuisce le perdite nei cavi per effetto Joule fino al livello 2.
n° 2
M
M
M
M
Flusso di potenza apparente
Flusso di potenza reattiva
Svantaggi
cc Solo la parte di impianto tra il livello 1 e 2 trae vantaggio dall'installazione
dei condensatori;
cc le perdite nei cavi per effetto Joule sono diminuite solo fino al livello 2;
cc esiste il rischio di sovracompensazione a seguito di variazioni di carichi importanti;
Questo rischio viene eliminato utilizzando batterie automatiche di rifasamento.
Compensazione locale
n° 1
n° 2
n° 2
n° 3
n° 3
M
n° 3
M
n° 3
M
M
Flusso di potenza apparente
Flusso di potenza reattiva
442
La compensazione individuale è consigliata in presenza di utilizzatori di potenza
elevata rispetto alla potenza dell’intera rete.
Vantaggi
cc Sopprime le penalità per consumo eccessivo di energia reattiva;
cc ottimizza tutta la rete elettrica;
cc riduce la potenza apparente che transita nella sottostazione di trasformazione
(aumento della potenza attiva disponibile);
cc le perdite nei cavi per effetto Joule vengono ridotte;
cc permette di utilizzare degli interruttori più economici.
Svantaggi
c Costo elevato.
Esempi e problemi applicativi
Compensazione dell’energia reattiva assorbita
da un trasformatore
L’energia reattiva necessaria al funzionamento del trasformatore può essere fornita
da una batteria di condensatori collegata permanentemente ai suoi morsetti
o dalla batteria utilizzata anche per il rifasamento dei carichi BT.
La potenza di tale batteria dipende dalla corrente magnetizzante e dalla corrente
assorbita durante il funzionamento a carico.
Le seguenti tabelle indicano la potenza reattiva richiesta da trasformatori
di distribuzione con tensione primaria 20 kV nelle due condizioni estreme
di funzionamento: a vuoto e a pieno carico.
La potenza relativa realmente necessaria per il rifasamento del trasformatore
dipende dalla condizione di carico effettiva ed è data dalla seguente formula:
Ib 2
Qr = Qr a vuoto + (Qr a carico - Qr a vuoto) .
In
Ib = corrente di utilizzo
Esempio: la potenza reattiva necessaria per il rifasamento di un trasformatore
in olio a perdite normali di potenza 630 kVA a pieno carico è di 35,7 kvar.
)
)
potenza reattiva da installare [kvar]
potenza
nominale
[kVA]
100
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3000
3150
trasformatori in olio
perdite secondo norma
CEI 14-14 lista A
Qr a vuoto Qr a carico
trasformatori in olio
basse perdite
trasformatori in resina
norma CEI 14-12
Qr a vuoto
Qr a carico
Qr a vuoto
Qr a carico
2,5
3,7
4,4
5,3
6,3
7,5
9,4
11,3
13,5
14,9
17,4
20,6
23,8
27,2
29,7
1,5
2,0
2,4
2,7
3,1
3,5
4,4
5,0
5,5
6,9
7,3
7,7
9,7
12,1
11,5
5,2
8,2
10,3
12,4
15,3
19,1
24,0
29,6
53,0
66,3
81,7
103,1
128,9
161,0
190,3
2,5
3,6
4,2
4,9
5,6
5,9
7,4
8,0
10,2
11,8
14,7
18,9
21,6
24,5
8,1
12,9
15,8
19,5
24,0
29,3
36,7
45,1
57,4
70,9
88,8
113,8
140,2
173,1
30,9
250,4
6,1
9,6
11,9
14,7
18,3
22,9
28,7
35,7
60,8
74,1
91,4
115,4
142,0
175,2
207,5
Compensazione dell’energia reattiva assorbita
da un motore
La compensazione individuale viene utilizzata per potenze elevate rispetto
alla potenza totale dell’installazione.
Come regola generale, si può prevedere un condensatore di potenza di poco
inferiore alla potenza reattiva assorbita nel funzionamento a vuoto del motore.
La tabella a lato fornisce, a titolo indicativo, i valori della potenza delle batterie
di condensatori da installare in funzione della potenza dei motori.
potenza reattiva da installare [kvar]
motore trifase: 230/400 V
potenza nominale
[kW]
[CV]
22
30
30
40
37
50
45
60
55
75
75
100
90
125
110
150
132
180
160
218
200
274
250
340
280
380
355
482
400
544
450
610
velocità di rotazione [g/min]
3000
1500
6
8
7,5
10
9
11
11
13
13
17
17
22
20
25
24
29
31
36
35
41
43
47
52
57
57
63
67
76
78
82
87
93
1000
9
11
12,5
14
18
25
27
33
38
44
53
63
70
86
97
107
750
10
12,5
16
17
21
28
30
37
43
52
61
71
79
98
106
117
443
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Compensazione dell’energia reattiva
Esempi e problemi applicativi
Il problema delle armoniche
L’impiego dei componenti elettrici con dispositivi elettronici (motori a velocità
variabile, raddrizzatori statici, inverters) provoca la circolazione di armoniche
nella rete elettrica.
I condensatori sono estremamente sensibili a questo fenomeno in quanto la loro
impedenza decresce proporzionalmente all’ordine delle armoniche presenti.
Se la frequenza di risonanza dell’insieme condensatore-rete è prossima
alle frequenze delle armoniche presenti in rete, tali armoniche verranno amplificate
e si potranno verificare sovratensioni.
La corrente risultante provocherà il riscaldamento del condensatore, dei cavi
di alimentazione e lo scatto intempestivo della protezione termica dell’interruttore.
Rimedi contro gli effetti delle armoniche
La presenza di armoniche ha come effetto un aumento della corrente assorbita
dal condensatore.
Il valore della corrente può di conseguenza risultare maggiorato del 30 %. Inoltre,
in considerazione delle tolleranze sui dati nominali dei condensatori è opportuna
un’ulteriore maggiorazione del 15 % che porta ad un dimensionamento
dei componenti in serie al condensatore pari a 1,5 volte la corrente nominale
del condensatore.
Per ovviare alle sovratensioni in conseguenza delle armoniche si possono utilizzare:
cc condensatori sovradimensionati in tensione, ad esempio 440 V per reti a 400 V
(+10%);
cc filtri antiarmoniche che devono essere opportunamente calcolati in funzione dello
spettro di armoniche presenti nella rete.
444
Scelta delle protezioni
Sezione dei cavi di alimentazione
è consigliabile maggiorare la corrente assorbita dal condensatore:
cc del 30% per tener conto delle componenti armoniche;
cc del 15% per tener conto della tolleranza sul valore nominale di capacità
del condensatore.
Di conseguenza i cavi di alimentazione devono essere dimensionati per portare
una corrente pari a:
IB = 1,3 . 1,15 . Ic z 1,5 . Ic
dove:
IB è la massima corrente assorbita
dal condensatore;
Ic è la corrente assorbita dal condensatore alimentato alla tensione dell’impianto
(Un):
U 2
Qnc .
Unc
Qc
Ic =
=
e . Un
e . Un
(vedere pag. 423 per il significato dei simboli).
)
)
Apparecchio di protezione e comando
La corrente nominale e la soglia magnetica dell’interruttore automatico devono
essere scelte in modo tale da:
cc evitare scatti intempestivi della protezione termica: In (o Ir) ≥ 1,5 . Ic;
cc permettere la messa in tensione del condensatore.
L'inserzione di un condensatore equivale a stabilire un cortocircuito per un periodo
pari al tempo di carica.
La corrente di inserzione dipende dal tipo di condensatore, singolo o in batteria
automatica, dalla capacità del singolo elemento e dalla induttanza a monte
del condensatore (rete).
In conseguenza a quanto detto, l'interruttore automatico deve avere una soglia
di intervento istantaneo elevata.
Per limitare la corrente di inserzione si consiglia l'installazione di induttanze
di limitazione.
interruttori automatici per batterie di condensatori trifasi di media e grande potenza
rete 230 V
rete 400 V
corrente
potenza interruttore automatico (1)
potenza interruttore automatico (1)
In o Ir min batteria
batteria
[A]
[kvar]
[kvar]
5
iC60H/iC60L/NG125L D20
20
10
iC60H/iC60L/NG125L D20
10
iC60H/iC60L/NG125L D40
40
20
iC60H/iC60L/NG125L D40
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM40D o Micrologic 2.2 40 A
35
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM40D o Micrologic 2.2 40 A
15
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM63D o Micrologic 2.2 100 A
54
30
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM63D o Micrologic 2.2 100 A
20
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM80D o Micrologic 2.2 100 A
72
40
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM80D o Micrologic 2.2 100 A
25
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM100D o Micrologic 2.2 100 A
90
50
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM125D o Micrologic 2.2 160 A
30
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM125D o Micrologic 2.2 160 A
108
60
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM125D o Micrologic 2.2 160 A
40
NSX160E/B/F/N/H/S/L TM160D o Micrologic 2.2 160 A
144
80
NSX250B/F/N/H/S/L TM200D o Micrologic 2.2 250 A
50
NSX250B/F/N/H/S/L TM200D o Micrologic 2.2 250 A
180
100
NSX250B/F/N/H/S/L TM200D o Micrologic 2.2 250 A
60
NSX250B/F/N/H/S/L TM250D o Micrologic 2.2 250 A
215
120
NSX250B/F/N/H/S/L TM250D o Micrologic 2.2 250 A
70
NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3
255
140
NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3
90
NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3
325
180
NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3
100
NSX400F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3
360
NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3
120
NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3
430
200
NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3
NS630bN/H/L Micrologic 2.0
430
150
NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3
540
240
NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3
NS630bN/H/L Micrologic 2.0
540
NS630bN/H/L Micrologic 2.0
180
NS800N/H/L Micrologic 2.0
648
250
NSX630F/N/H/S/L Micrologic 5.3/6.3
NT08H1, NW08N1/H1 Micrologic 2.0
648
NS630bN/H/L Micrologic 2.0
210
NS800N/H/L Micrologic 2.0
755
300
NS630bN/H/L Micrologic 2.0
NS1000N/H/L Micrologic 2.0
755
NS800N/H/L Micrologic 2.0
NT08H1, NW08N1/H1 Micrologic 2.0
755
NT08H1, NW08N1/H1 Micrologic 2.0
245
NS1000N/H/L Micrologic 2.0
880
360
NS800N/H/L Micrologic 2.0
NS1250N/H/L Micrologic 2.0
880
NS1000N/H/L Micrologic 2.0
NT10H1, NW10N1/H1 Micrologic 2.0
880
NT08H1, NW08N1/H1 Micrologic 2.0
(1) Il potere di interruzione viene scelto in funzione della corrente di cortocircuito massima nel punto in cui viene installato l’interruttore.
corrente
In o Ir min
[A]
20
40
40
63
80
100
125
160
200
248
290
370
370
410
495
495
516
516
620
620
620
744
744
744
445
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Protezione contro le sovratensioni
tramite SPD
Gli SPD (Surge Protection Devices) sono
utilizzati per le reti di alimentazione elettrica,
le reti telefoniche e i bus di comunicazione e
di controllo automatico.
Il limitatore di sovratensione (SPD)
Interruttore
in entrata
Corrente
di fulmine
SPD
Carichi sensibili
Principio del sistema di protezione in parallelo
Il limitatore di sovratensione (SPD) è un componente del sistema di protezione
delle installazioni elettriche.
Questo dispositivo è collegato in parallelo sul circuito di alimentazione dei carichi
che deve proteggere. Inoltre, può essere utilizzato a tutti i livelli della rete di
alimentazione. Si tratta della protezione dalle sovratensioni più efficiente
e più comunemente utilizzata.
Principio
Il dispositivo SPD è concepito per limitare le sovratensioni transitorie di origine
atmosferica e deviare a terra le onde di corrente, in modo da limitare l'ampiezza
della sovratensione a un valore che non risulti pericoloso per l'installazione elettrica
e i dispositivi elettrici di protezione e manovra.
Il dispositivo SPD elimina le sovratensioni:
cc in modo comune, tra fase e neutro o terra;
cc in modo differenziale, tra fase e neutro.
In presenza di una sovratensione che supera la soglia operativa, il dispositivo SPD
cc conduce l'energia a terra, in modo comune;
cc distribuisce l'energia agli altri conduttori in tensione, in modo differenziale.
I tre tipi di SPD:
cc SPD di Tipo 1
Il dispositivo SPD di Tipo 1 è raccomandato nello specifico caso degli edifici
industriali e del settore terziario, dotati di un sistema di protezione dai fulmini
o di una gabbia a maglie.
Protegge le installazioni elettriche dalle fulminazioni dirette. Può scaricare la
corrente di ritorno del fulmine che passa dal conduttore di terra ai conduttori di rete.
Il dispositivo SPD di Tipo 1 è caratterizzato da un'onda di corrente 10/350 µs.
cc SPD di Tipo 2
Il dispositivo SPD di Tipo 2 è il principale sistema di protezione di tutte le installazioni
elettriche a bassa tensione. Installato in ogni quadro elettrico, previene il passaggio
delle sovratensioni nelle installazioni elettriche e protegge i carichi.
Il dispositivo SPD di Tipo 2 è caratterizzato da un'onda di corrente 8/20 µs.
cc SPD di Tipo 3
cc Definizione normativa degli SPD.
446
Caratteristiche degli SPD
tabella della definizione normativa degli SPD
fulminazione diretta
fulminazione indiretta
CEI EN/IEC 61643-11
tipo 1
tipo 2
tipo 3
precedente VDE 0675v
B
C
D
tipo di onda di prova
10/350
8/20
1.2/50 + 8/20
Nota 1: esistono SPD Tipo 1 + 2 che combinano la protezione dei carichi dalle fulminazioni dirette e indirette.
Nota 2: alcuni SPD Tipo 2 possono essere dichiarati anche come Tipo 3 .
Le norme IEC 61643-11 e CEI EN 61643-11 definiscono le caratteristiche e le prove
previste per gli SPD collegati ai sistemi di distribuzione di bassa tensione.
U
In verde, il campo di
funzionamento garantito
del dispositivo SPD.
Up
Uc
< 1 mA
In
Imax
I
Caratteristica tempo/corrente di un SPD con varistore
cc Caratteristiche comuni
vv Uc: massima tensione operativa continuativa
vv Si tratta della tensione CA o CC oltre la quale il dispositivo SPD si attiva.
La scelta di questo valore dipende dalla tensione nominale e dal sistema di messa
a terra dell'impianto.
vv Up: livello di protezione della tensione (a In)
Si tratta della tensione massima attraverso i morsetti del dispositivo SPD quando
è attivo. Questa tensione viene raggiunta quando la corrente che fluisce nel
dispositivo SPD è uguale a In. Il livello scelto di protezione della tensione deve
essere inferiore alla capacità di tenuta alle sovratensioni dei carichi. In caso di
fulminazione, la tensione attraverso i morsetti del dispositivo SPD rimane,
generalmente, inferiore a Up.
vv In: corrente di scarica nominale
Si tratta del valore di picco di una corrente con forma d'onda 8/20 µs
che il dispositivo SPD è in grado di scaricare 15 volte.
cc SPD di Tipo 1
vv Iimp: corrente impulsiva
Si tratta del valore di picco di una corrente con forma d'onda 10/350 µs
che il dispositivo SPD è in grado di scaricare 5 volte.
vv Ifi: corrente susseguente interrotta
Applicabile solo alla tecnologia a spinterometro.
Si tratta della corrente (50 Hz) che il dispositivo SPD è in grado di interrompere da
solo dopo la scarica. Questa corrente deve essere sempre superiore alla corrente di
cortocircuito presunta al punto di installazione.
cc SPD di Tipo 2
cc Imax: corrente di scarica massima
Questo è il valore di picco di una corrente con forma d'onda 8/20 µs che il dispositivo
SPD è in grado di scaricare una volta.
cc SPD di Tipo 3
vv Uoc: tensione a circuito aperto applicata durante le prove di Classe III (Tipo 3).
Applicazioni principali
cc SPD in bassa tensione
Questo termine designa una serie di dispositivi che, da un punto di vista sia
tecnologico che applicativo, sono molto diversi tra loro. Gli SPD in bassa tensione
sono modulari, in modo da poter essere facilmente installati all'interno dei quadri BT.
Ci sono anche SPD adattabili a prese di alimentazione ma questi dispositivi hanno
una bassa capacità di scarica.
cc SPD per reti di comunicazione
Questi dispositivi proteggono le reti telefoniche, le reti commutate e le reti di
controllo automatico (bus) dalle sovratensioni che provengono dall'esterno (fulmini)
e da quelle interne alla rete di alimentazione (apparecchiature inquinanti, dispositivi
di manovra, ecc.).
Tali SPD possono essere installati anche in connettori RJ11, RJ45 ... oppure
integrati nei carichi.
vv Uoc: tensione di circuito aperto applicata durante prove di classe III (Tipo 3).
447
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Protezione contro le sovratensioni
tramite SPD
Un SPD deve sempre essere installato
all'origine dell'installazione elettrica.
Elementi del sistema di protezione
Posizione e tipo di SPD
Il tipo di SPD da installare all'origine dell'installazione dipende dal fatto che sia
presente o meno un sistema di protezione dai fulmini. Se l'edificio è dotato di un
sistema di protezione dai fulmini (a norma CEI EN 62305), dovrebbe essere
installato un SPD di Tipo 1.
Per gli SPD installati in corrispondenza del punto di entrata dell'installazione,
le norme internazionali raccomandano i valori minimi delle 2 caratteristiche che
seguono:
cc corrente di scarica nominaleIn = 5 kA (8/20) µs;
cc livello di protezione della tensione Up (at In) < 2,5 kV.
Il numero di SPD aggiuntivi da installare è determinato da:
cc le dimensioni del sito e la difficoltà di installare conduttori di collegamento.
Nei siti di grandi dimensioni, è necessario installare un SPD in corrispondenza del
punto di entrata di ogni quadro di distribuzione secondaria.
cc la distanza che separa i carichi sensibili da proteggere dal dispositivo di
protezione al punto di entrata. Quando i carichi sono situati a più di 30 m di distanza
dal dispositivo di protezione situato al punto di entrata, è necessario prevedere una
protezione speciale il più vicino possibile ai carichi sensibili.
cc il rischio di esposizione. Nel caso di un sito molto esposto, il dispositivo SPD
situato al punto di entrata non può assicurare, nel contempo, un elevato flusso della
corrente di fulmine e un livello di protezione della tensione sufficientemente basso. In
particolare, un SPD di Tipo 1 è generalmente accompagnato da un SPD di Tipo 2.
La tabella che segue mostra la quantità e il tipo di SPD da prevedere sulla base dei
due fattori di cui sopra.
No
Si
C'è un parafulmine sull'edificio o
nel raggio di 50 metri dall'edificio?
un SPD di Tipo 2 nel quadro elettrico principale
un SPD di Tipo 1 e un SPD di Tipo 2 (o 1 SPD Tipo 1+2)
nel quadro elettrico principale
D < 30 m
Interruttore
in entrata
Distanza (D) che separa le apparecchiature
sensibili dal sistema di protezione dai fulmini
installato nel quadro elettrico principale
Interruttore
in entrata
D > 30 m
SPD
Tipo 1
+
Tipo 2
SPD
di Tipo 2
D
D
un SPD Tipo 2 nel quadro elettrico principale
un SPD di Tipo 2/Tipo 3 nel quadro vicino alle apparecchiature sensibili
un SPD di Tipo 1 e un SPD di Tipo 2 (o uno SPD Tipo 1+2)
nel quadro elettrico principale
un SPD Tipo 2/Tipo 3 nel quadro vicino alle apparecchiature sensibili
Interruttore
in entrata
Interruttore
in entrata
SPD
Tipo 2
SPD
Tipo 1
+
Tipo 2
SPD
Tipo 3
D
SPD
Tipo 3
D
I 4 casi di implementazione degli SPD
Nota: il dispositivo SPD di Tipo 1 è installato nel quadro elettrico collegato al cavo di terra del sistema di protezione dai fulmini.
448
Limitatori di sovratensione iPRF1 12.5r/PRF1
Master/PRD1 25r/PRD1 Master
tipo
n° di
poli
iPRF1 12.5r
PRF1 Master
PRD1 Master
In - corrente Up -grado
Un - tensione Uc - tensione
nominale
di protezione nominale
max contin.
di scarica
[kV]
[V]
[V]
[kA]
tipo 1 + 2
1P+N
12.5/50 N/PE
50
25
1.5
230
350
3P
12.5
50
25
1.5
230 / 400
350
3P+N
12.5/50 N/PE
50
25
1.5
230 / 400
350
50
-
50
1.5
230
440
tipo 1
1P
PRD1 25r
I imp (10/350)
I max (8/20)
corrente ad impulso corrente
[kA]
massima di
scarica [kA]
tipo 1 + 2
1P
25
40
25
1.5
230
350
1P+N
25/100 N/PE
40
25
1.5
230/400
350
3P
25
40
25
1.5
230
350
3P+N
25/100 N/PE
40
25
1.5
230/400
350
tipo 1
1P
25
-
25
1.5
230
350
1P+N
25/100 N/PE
-
25
1.5
230/400
350
3P
25
-
25
1.5
230
350
3P+N
25/100 N/PE
-
25
1.5
230/400
350
dati tecnici
frequenza di funzionamento
grado di protezione
iPRF1 12.5r
PRF1 Master
PRD1 25r
PRD1 Master
50 Hz
IP40
IP20
IK05
y 25 ns
verde: funzion. corretto
rosso: prod. da sostituire
1 A/250 V AC
50/60 Hz
IP40
IP20
IK05
y 1 ms
-
10...35 mm²
10...25 mm²
10...50 mm²
10...35 mm²
50 Hz
IP40
IP20
IK05
y 25 ns
bianco: funzion. corretto
rosso: prod. da sostituire
1 A/250 V AC
0.2 A/125 V DC
2.5...35 mm²
2.5...25 mm²
50 Hz
IP40
IP20
IK05
y 100 ns
bianco: funzion. corretto
rosso: prod. da sostituire
1 A/250 V AC
0.2 A/125 V DC
10...35 mm²
10...25 mm²
da -25°C a +60°C
da -40°C a +85°C
da -25°C a +60°C
da -25°C a +60°C
tipo 1
IEC 61643-11 T1.
CEI EN 61643-11 Tipo 1
IEC 61643-11 T1.
CEI EN 61643-11 Tipo 1
tipo 2
IEC 61643-11 T2.
CEI EN 61643-11 Tipo 2
IEC 61643-11 T1.
CEI EN 61643-11 Tipo 1
-
IEC 61643-11 T1.
CEI EN 61643-11 Tipo 1
-
fronte
morsetti
urti
tempo di risposta
segnalazione fine vita
(prodotto da sostituire)
collegamento con morsetti
a gabbia
temperatura di
funzionamento
conformità norme
segnalaz.
a distanza
cavo rigido
cavo
flessibile
IEC 61643-11 T1.
CEI EN 61643-11 Tipo 1
449
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Protezione contro le sovratensioni
tramite SPD
I limitatori a cartucce estraibili iPRD
consentono la sostituzione rapida delle
cartucce danneggiate con altre integre senza
sostituire la base.
La lettera "r” indica i modelli di limitatori
che visualizzano la riserva di funzionamento
e che segnalano a distanza l’informazione
“cartuccia da sostituire”.
I limitatori di sovratensione di Tipo 2 sono
testati con forme d’onda 8/20 μs.
I limitatori di sovratensione di Tipo 3 sono
testati con forme d’onda 12/50 μs e 8/20 μs.
IEC 61643- 11 T2 , CEI EN 61643-11 Tipo 2
corrente massima di scarica [Imax] /
corrente nominale di scarica [In]
tipo di protezione
Limitatori di sovratensione iPRD
di Tipo 2 o Tipo 3
Ogni limitatore della gamma ha un’applicazione specifica:
cc protezione primaria (tipo 2):
vv iPRD65(r) è consigliato per livelli di rischio molto elevato (siti fortemente soggetti
a caduta di fulmini)
vv iPRD20(r) è consigliato per livelli di rischio elevato
vv ilPRD20(r) è consigliato per livelli di rischio normali
cc protezione secondaria (tipo 2 o 3):
vv iPRD8(r) assicura la protezione secondaria delle apparecchiature da proteggere
ed è installato in cascata con i limitatori di sovratensioni primari. Il limitatore
secondario è necessario quando gli apparecchi da proteggere sono posti ad una
distanza superiore ai 30 m dal limitatore primario.
primaria
sistema di neutro
trasf.
IT
cc
TT & TN
TT & TN-S
cc
TN-C
cc
IT
TN-C
TT & TN-S
TN-C
cc
TT & TN
TT & TN
TT & TN-S
TT & TN-S
TN-C
TN-C
TN-C
TN-C
IT
TT & TN-S
TT & TN-S
IT
TN-C
TN-C
cc
secondaria
65 kA / 20 kA
livelli di rischio molto elevato
(siti fortemente soggetti a caduta di fulmini)
iPRD65
cc
cc
cc
cc
40 kA / 15 kA
livelli di rischio elevato
iPRD40
cc
cc
cc
cc
cc
cc
cc
20 kA / 5 kA
livelli di rischio normali
iPRD20
TT & TN
TT & TN-S
TT & TN-S
TN-C
TN-C
IT
TT & TN-S
TT & TN-S
IT
TN-C
cc
cc
cc
cc
8 kA / 2.5 kA
protezione secondaria:
necessario quando gli apparecchi da proteggere sono posti
ad una distanza superiore ai 30 m dal limitatore primario.
iPRD8
* MC: modo comune (tra fase e terra e tra neutro e terra). * MD: modo differenziale (tra fase e neutro).
(1) Uoc: tensione a circuito aperto: 10 kV.
450
TT & TN
TT & TN-S
TT & TN-S
TN-C
TN-C
IT
TT & TN-S
TT & TN-S
IT
TN-C
cc
cc
cc
cc
caratteristiche generali
frequenza di funzionamento
tensione di funzionamento [Ue]
corrente d’impiego permanente [Ic]
tempo di risposta
50/60 Hz
230/400 V AC
< 1 mA
< 25 ms
gunzionamento normale
fine vita
con contatto NO, NC 250 V / 0.25 A
bianco
rosso
segnalazione fine vita apparecchiatura:
con indicatore meccanico
segnalazione a distanza fine vita apparecchiatura
caratteristiche aggiuntive
temperatura di funzionamento
tipo di collegamento
conformità norme
descrizione
da -25°C a +60°C
morsetti a gabbia, da 2.5 a 35 mm²
IEC 61643-11 T2 e CE IEN 61643-11 Tipo 2
Up - [kV]
grado di protezione
MC*
Un - [V]
tensione
nominale
Uc - [V]
tensione massima
continuativa
MD*
MC*
L/t
N/t
L/N
L/t
N/t
L/N
MD*
iPRD65r 1P IT
y2
-
-
230
460
-
-
iPRD65r 1P
iPRD65r 1P+N
y 1.5
-
y 1.5
y 1.5
230
230
350
-
260
350
iPRD65r 2P
y 1.5
y 1.5
-
230
350
350
-
iPRD65r 3P IT
iPRD65r 3P
iPRD65r 3P+N
iPRD65r 4P
PRD40
y2
y 1.5
y 1.5
y 1.5
y 1.5
y 1.5
-
230/400
230/400
230/400
230/400
460
350
350
260
350
350
-
iPRD40r 1P
iPRD40 1P
iPRD40r 1P+N
iPRD40 1P+N
iPRD40r 2P
iPRD40 2P
iPRD40r 3P
iPRD40 3P
iPRD40r 3P IT
iPRD40r 3P+N
iPRD40 3P+N
iPRD40r 4P IT
iPRD40r 4P
PRD40 4P
iPRD20
y 1.4
y 1.4
y 1.4
y 1.4
y 1.4
y 1.4
y2
y2
y 1.4
y 1.4
y 1.4
y 1.4
y 1.4
y 1.4
y 1.4
y 1.4
y2
y 1.4
y 1.4
y 1.4
y 1.4
y 1.4
y 1.4
-
230
230
230
230
230
230
230/400
230/400
230/400
230/400
230/400
230/400
230/400
230/400
350
350
350
350
350
350
460
460
350
350
260
260
350
350
260
260
460
350
350
350
350
350
350
-
iPRD20 1P
iPRD20r 1P+N
iPRD20 1P+N
iPRD20 2P
iPRD20 3P
iPRD20r 3P IT
iPRD20r 3P+N
iPRD20 3P+N
iPRD20r 4P IT
iPRD20 4P
iPRD8 (1)
y 1.1
y 1.1
y 1.1
y 1.6
y 1.6
y 1.1
tipo 2 / tipo 3
y 1.4
y 1.4
y 1.1
y 1.4
y 1.4
y 1.6
y 1.1
y 1.1
y 1.1
y 1.1
y 1.1
-
230
230
230
230
230/400
230/400
230/400
230/400
230/400
230/400
350
350
350
460
460
350
260
260
350
260
260
460
350
350
350
350
350
-
iPRD8 1P
iPRD8r 1P+N
iPRD8 1P+N
iPRD8 2P
iPRD8 3P
iPRD8r 3P IT
iPRD8r 3P+N
iPRD8 3P+N
iPRD8r 4P IT
iPRD8 4P
y1/y1
y1/y1
y1/y1
y 1.4 / y 1.6
y 1.4 / y 1.6
y1/y1
y 1.4 / y 1
y 1.4 / y 1
y1/y1
y 1.4 / y 1
y 1.4 / y 1
y 1.4 / y 1.6
y1/y1
y 1 / y 1.1
y 1 / y 1.1
y 1 / y 1.1
y 1 / y 1.1
-
230
230
230
230
230/400
230/400
230/400
230/400
230/400
230/400
350
350
350
460
460
350
260
260
350
260
260
460
350
350
350
350
350
-
iPRD65
451
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Protezione contro le sovratensioni
tramite SPD
I limitatori a cartucce estraibili iQuick PRD
consentono la rapida sostituzione
delle cartucce a fine vita.
Offrono la segnalazione a distanza
dell’informazione “cartuccia da sostituire”.
IEC 61643- 11 T2 , CEI EN 61643-11 Tipo 2
Limitatori di sovratensione iQuick PRD
Tipo 2 o 3 con protezione integrata
I limitatori di sovratensione Quick PRD di Tipo 2 proteggono l’installazione
elettrica contro i danni generati da sovratenzione transitoria.
i Quick PRD sono precablati, incorporano il dispositivo di protezione contro le
sovratensioni.
Ogni limitatore della gamma ha un’applicazione specifica:
cc protezione primaria (tipo 2):
vv iQuick PRD40r è consigliato per livelli di rischio elevato
vv iQuick PRD20r è consigliato per livelli di rischio ridotto.
cc protezione secondaria (tipo 2 o 3):
vv iQuick PRD8r assicura la protezione secondaria delle apparecchiature da proteggere
ed è installato in cascata con i limitatori di sovratensione primari. Il limitatore secondario
è necessario quando gli apparecchi da proteggere sono posti ad una distanza
superiore ai 30 m dal limitatore di sovratensione primario.
corrente massima di scarica [Imax] /
corrente nominale di scarica [In]
tipo
di protezione
protezione primaria
sistema
di neutro
trasfer.
TT & TN-S
TT & TN-S
cc
TT & TN-S
TT & TN-S
cc
TT & TN-S
TT & TN-S
cc
protezione secondaria
40 kA / 20 kA
livelli di rischio elevato
iQuick PRD40r
cc
20 kA / 5 kA
livelli di rischio ridotto
iQuick PRD20r
cc
8 kA / 2 kA
protezione secondaria:
necessario quando gli apparecchi da proteggere
sono posti ad una distanza superiore ai 30 m
dal limitatore primario.
iQuick PRD8r
* MC: modo comune (tra fase e terra e tra neutro e terra). * MD: modo differenziale (tra fase e neutro).
(1) Uoc: tensione a circuito aperto: 10 kV.
452
cc
Limitatori di sovratensione iQuick PF
Tipo 2 precablati con protezione integrata
caratteristiche generali
frequenza di funzionamento
tensione di funzionamento [Ue]
tenuta al cortocircuito [Isc]
50/60 Hz
230/400 V AC
8r/20r
40r
<1 mA
<25 ns
con indicatore sulle cartucce
corrente d’impiego permanente [Ic]
tempo di risposta
visualizzazione stato
visualizzazione a distanza fine vita
25 kA (50 Hz)
20 kA (50 Hz)
bianco
rosso
con indicatore meccanico bianco e leva in posizione ON
con indicatore meccanico rosso e leva in posizione OFF
con contatto NO/NC 250 V AC / 2 A per visualizzazione a distanza
funzionamento normale
fine vita
funzionamento normale
fine vita
solo limitatore
limitatore in cass. modulare
da -25°C a +70°C
da -40°C a +80°C
IP20, IK05
IP40
caratteristiche aggiuntive
grado di protezione
temperatura di funzionamento
temperatura di stoccaggio
descrizione
Up - [kV]
grado di protezione
Un - [V]
tensione
nominale
MC*
Uc - [V]
tensione massima
continuativa
MD*
MC*
L/t
N/t
L/N
L/t
N/t
L/N
MD*
1.5
1.5
1.5
1.5
2.5
2.5
230
-
264
264
350
350
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
230
-
264
264
350
350
1.5/1.5
1.5/1.5
1.2/1.4
1.2/1.4
230
-
264
264
350
350
iQuick PRD40r
1P+N
3P+N
iQuick PRD20r
1P+N
3P+N
iQuick PRD8r (1)
tipo 2 / tipo 3
1P+N
3P+N
1.5/1.4
1.5/1.4
I limitatori iQuick PF sono adatti alla
protezione delle installazioni elettriche
per i sistemi di messa a terra del neutro:
TT, TN-S .
I limitatori di sovratensione di Tipo 2
sono testati con forme d’onda 8/20 μs.
Limitatori di sovratensione iQuick PF Tipo 2
CEI EN 61643-11 Tipo 2, IEC 61643-11 T2
I limitatori di sovratensione iQuick PF di Tipo 2 proteggono l'installazione elettrica
contro i danni generati da sovratensioni transitorie causate da perturbazioni atmosferiche.
I limitatori iQuick PF sono precablati e incorporano il dispositivo di protezione contro
le sovracorrenti e sono corredati della morsettiera di terra intermedia.
caratteristiche generali
frequenza di funzionamento
tensione di funzionamento [Ue]
potere di interruzione della protezione incorporata [Icc a 50 Hz]
visualizzazione stato
indicatore meccanico bianco/
leva in posizione ON
indicatore meccanico rosso/
leva in posizione OFF
visualizzazione a distanza fine vita
50 Hz
230/400 V AC
6 kA
funzionamento normale
fine vita
con contatti ausiliari SR
caratteristiche aggiuntive
grado di protezione
solo limitatore
limitatore in cass. modulare
temperatura di funzionamento
temperatura di stoccaggio
corrente massima
di scarica [Imax] /
corrente nominale
di scarica [In]
IP20
IP40
da -25°C a +70°C
da -40°C a +80°C
numero
di poli
sistema
di neutro
largh.
in passi
di 9 mm
Up - grado di Un - tensione Uc - tensione
protezione (1) nominale [V] massima
[kV]
continuativa
[V]
1P+N
3P+N
TT & TN-S
TT & TN-S
4
10
1.5
1.5
10 kA / 5 kA
iQuick PF
230
230/400
275
275
453
Protezione contro le sovratensioni
tramite SPD
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Limitatori di sovratensione iPRD-DC
per impianti fotovoltaici
IEC 61643-11 T2
CEI EN 61643-11 Tipo 2
prEN 50539-11 T2
I limitatori iPRD-DC sono dispositivi in cc per la protezione dei circuiti contro le
sovracorrenti indotte e condotte nel generatore e nel gruppo di conversione di un
impianto fotovoltaico.
L'apparecchio deve essere installato in un quadro elettrico all'interno dell'edificio.
Se il quadro è posizionato all'esterno deve essere stagno.
I limitatori a cartucce estraibili iPRD-DC consentono la sostituzione rapida delle cartucce
danneggiate con altre integre senza sostituire la base.
Riportano a distanza l'informazione "cartuccia da sostituire" .
In base alla distanza tra il generatore fotovoltaico e il gruppo di conversione
potrebbe essere necessario installare due o più limitatori di sovratensioni per
garantire la protezione di entrambe le parti.
caratteristiche generali
tipo di rete
isolata a corrente continua
tempo di risposta
< 25 ms
corrente di cortocircuito [ISCPV]
30 A
tipo di limitatore
segnalazione fine vita (prodotto da sostituire)
tipo 2
circuito aperto da interruttore di
protezione termico integrato
caratteristiche aggiuntive
grado di protezione
segnalazione fine vita
(prodotto da sostituire)
Solo limitatore
Limitatore in cassetta modulare
Urti
Con indic. sulle cart.
IP20
IP40
IK03
bianco
funzionamento
normale
rosso
fine vita
By the NO/NC remote indication contact 250 V AC / 0.25 A
temperatura di funzionamento
da -25°C a +60°C
temperatura di stoccaggio
da -40°C a +85°C
tropicalizzazione
esecuzione 2
(umidità relativa 95 % a 55°C)
schema
di collegamento
interno
Imax - corrente
massima
di scarica [kA]
In - corrente
nominale di scarica
[kA]
Up
UCPV (1)
livello di protezione tensione max
[kV]
continuativa [V]
L+/t
L-/t
L+/L-
L+/t
L-/t
L+/L-
1.6
1.6
2.8
600
600
840
1000
1000
1000
iPRD-DC40r 600PV
40
15
iPRD-DC40r 1000PV
40
15
3.9
3.9
3.9
(1) Ucpv u 1.2 x Uoc stc (Uoc stc: Tensione max a circuito aperto del generatore fotovoltaico in standard test condition).
454
Metodo semplice ed efficace
per la scelta degli SPD
Il metodo di scelta proposto, tenendo conto del rischio di caduta di fulmini, della
situazione installativa, del tipo di struttura e di destinazione d'uso della stessa,
segue i principi di base della normativa vigente e va nella direzione della regola
dell'arte in termini di sicurezza e funzionalità dell'impianto, portando al
dimensionamento cautelativo della protezione contro le sovratensioni.
No
Sull’edificio stesso o su un
edificio situato nelle vicinanze
(distanza inferiore ai 50 metri)
esiste un impianto parafulmine?
Limitatori di sovratensione
Si
Limitatori di sovratensione
Tipo 2
+
Tipo 1
Tipo 2
oppure
Tipo 1 + 2
È un sistema di neutro IT?
Qual è il rischio di caduta di
fulmini?
No
Qual è il rischio di danni a
persone, strutture e/o
apparecchiature?
Basso
Medio
Alto
L’edificio è
situato in:
- area urbana,
- suburbana,
- centro abitato.
L’edificio è
situato in area
pianeggiante.
L’edificio è situato
in:
- luogo con
presenza di piloni,
alberi, picchi,
- zone di montagna,
- zone umide o
laghi.
Quando le apparecchiature da proteggere sono ad una
distanza superiore di 30 m dal quadro dove è installato l'SPD
scelto occorre prevedere una protezione aggiuntiva nelle
vicinanze dei carichi.
Basso
In strutture quali:
- piccoli o medi edifici
residenziali,
- piccoli uffici,
- piccole aree di
lavoro (es. officine
meccaniche,
laboratori artigianali,
negozi …).
Si
Vedere
offerta
IT440V
Alto
In strutture quali:
- grandi edifici residenziali, chiese,
centri direzionali, scuole,
- edifici commerciali e industriali
(hotel, centri benessere, centri
commerciali, industrie, ecc.)
- edifici per servizi di pubblica
utilità (centri di elaborazione dati,
musei, ecc.)
- edifici nei quali sono svolte
attività ospedaliere o di sicurezza
pubblica.
455
Tabella di coordinamento
tra gli SPD e i dispositivi di
protezione contro il corto circuito
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Icc (kA)*
Tipo 3
Tipo 2
70
50
Fusibile
22x58
40A
gL/gG
Fusibile
NH
50A
gL/gG
iPRD40r
iPRD65r
36
25
iC60L
20A (1)
iPRD8
iC60L
25A (1)
NG125N (2)
40A(1)
NG125N (2)
50A(1)
iPRD20
iPRD40
iPRD65r
iC60H
25A (1)
iC60H
40A (1)
iC60H
50A (1)
iPRD40
iPRD65r
15
iC60H
20A (1)
iPRD8
10
iQuick
PRD8r
iC60N
20A (1)
iPRD20
iQuick
PRD20r
iQuick
PRD40r
iC60N
25A (1)
iC60N
40A (1)
iC60N
50A (1)
iPRD40
iPRD65r
6
iPRD8
iPRD20
iQuick
PF
Protezione aggiuntiva per carichi ad una
distanza superiore di 30 m
Basso
Medio
Rischio di caduta di fulmini
*Corrente di corto circuito nel punto di installazione dell'SPD
456
Alto
Icc (kA)*
Tipo 1+2
70
50
Tipo 1
Tipo 1
Fusibile NH
50A gL/gG
Dispositivo di protezione
non incorporato
Dispositivo di protezione
incorporato
iPRF1 12.5r
Compact
NSX
160N
160A
NG125L
80A(1)
NG125L
80A(1)
PRF1
Master
36
iPRF1 12.5r
Compact
NSX
160F
160A
PRD1
Master
A valle degli SPD di Tipo 1
occorre installare un SPD
di Tipo 2 con Imax di 40 kA
(iQuick PRD40r o iPRD40)
(1) Tutti gli interruttori sono in curva
d’intervento C
(2) NG125L per 1P e 2P
(3) NG125N per 2P
PRF1
Master
25
NG125N
80A(1)
iPRF1 12.5r
o PRD1 25r
…/…
Compact
NSX
160B
160A TM
15
NG125a (3)
80A(1)
iPRF1 12.5r
o PRD1 25r
10
NG125N
80A (1)
PRD1 25r
PRF1
Master
C120N
80A(1)
6
iPRF1 12.5r
o PRD1 25r
Basso
Alto
Alto
Rischio di danni a persone, strutture e/o
apparecchiature
IT440V
Sistema
di neutro IT
457
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
CEI 64-8/3 - Capitolo 37 (ex allegato A):
ambienti residenziali prestazioni dell'impianto
Introduzione al Capitolo 37 “Ambienti residenziali.
Prestazioni dell’impianto”
Il Capitolo 37 della Parte 3 (pubblicato per la prima volta come “Allegato A” nel
mese di febbraio 2011 nella Variante V3) sarà pubblicato all’interno della nuova
norma CEI 64-8 VII edizione e riguarda principalmente le prestazioni funzionali
dell’impianto elettrico nelle unità immobiliari ad uso abitativo.
Altri paesi europei come Francia, Germania, Spagna e più recentemente Belgio e
Svizzera hanno recepito analoga documentazione normativa che tratta lo stesso
argomento.
Il Capitolo 37, che sostituisce l’Allegato A mantenendone il contenuto, è entrato
in vigore ai fini dei riferimenti amministrativi e legali (Dichiarazione di conformità
come da Decreto Ministeriale DM 37/08) a partire dal 1 settembre 2011. In
Italia, la norma CEI 64-8 – come d’altro canto i documenti “padre” in sede IEC e
Cenelec - non tratta gli aspetti funzionali dell’impianto elettrico e si concentra sulle
prescrizioni di sicurezza nei confronti dei pericoli derivanti da sovracorrenti, da
contatti diretti e indiretti e nei confronti del rischio di incendio, declinandole poi nelle
varie condizioni in cui l’impianto elettrico è previsto in esercizio (sistema di neutro,
livelli di tensione, destinazione d’uso dei locali in cui è installato, …).
In quali unità immobiliari:
cc unità ad uso residenziale situate all’interno dei condomini;
cc unità abitative mono o plurifamiliari.
In quali casi le prescrizioni si devono applicare:
cc ai nuovi impianti;
cc ai rifacimenti completi di impianti esistenti in occasione di ristrutturazioni edili
dell’unità immobiliare.
In quali casi le prescrizioni non sono applicabili:
cc agli impianti nelle unità abitative negli edifici pregevoli per arte e storia, soggetti al
Decreto Legislativo 42/2004 “Codice dei beni culturali e del paesaggio, ai sensi
dell’articolo 10 della Legge 6 luglio 2002, n. 37”;
cc alle parti comuni degli edifici residenziali.
Premesso che il dimensionamento dell’impianto elettrico e quindi la scelta del livello
prestazionale sono oggetto di accordo fra il progettista, l’installatore dell’impianto ed
il committente, di seguito si riportano le caratteristiche generali della struttura del
Capitolo 37.
In queste condizioni, ci si può trovare di fronte un impianto sicuro ma insufficiente
sotto l’aspetto delle prestazioni o comunque non al livello delle aspettative, pur
essendo conforme alle norme CEI.
Da sottolineare la scelta fatta dal CEI: il Capitolo 37 è parte integrante della norma
CEI 64-8 perché deve garantire una tutela dell’utente, cioè che un impianto
conforme alla norma CEI 64-8 sia non solo sicuro, ma anche funzionale, come
previsto nel modulo della dichiarazione di conformità di cui al DM 37/08.
In particolare, il Capitolo 37 prevede tre livelli di prestazioni e funzionalità, in modo
da fornire un metro di giudizio - sull’impianto elettrico stesso - a chi acquista un’unità
immobiliare o ne ordina il rifacimento completo.
Non di rado, abitazioni considerate di lusso o comunque costose hanno impianti
elettrici assolutamente non allineati al livello della casa.
458
Le dotazioni minime previste per i tre livelli
sono elencate nella Tabella del Capitolo 37
(ex Allegato A) e riguardano, ad esempio,
il numero minimo di punti prese e punti luce
per locale, il numero minimo di circuiti
per unità abitativa, le scelte relative
ad installazione degli SPD
per la protezione contro le sovratensioni.
Qui di seguito si riportano brevemente quali sono gli ambiti in cui si applicano le
prescrizioni addizionali relative alle prestazioni oggetto del Capitolo 37.
cc Livelli prestazionali
vv Livello 1:livello minimo previsto da questa norma.
vv Livello 2: per unità immobiliari con maggiore fruibilità degli impianti in presenza
anche di altre dotazioni impiantistiche.
vv Livello 3: per unità immobiliari con dotazioni impiantistiche ampie ed innovative
(domotica).
cc Dimensionamento in potenza (contrattualmente impegnata) degli impianti
vv Fino a 3 kW in unità abitative di superficie fino a 75 m2;
vv 6 kW per superfici superiori.
cc Protezione differenziale
vv L’interruttore generale, se differenziale, deve essere selettivo nei confronti degli
interruttori differenziali a valle o dotato di dispositivo di richiusura automatica;
vv la protezione differenziale deve essere suddivisa su almeno 2 interruttori al fine di
garantire una sufficiente continuità di servizio;
vv per la protezione dei circuiti che alimentano lavatrici e/o condizionatori fissi è
consigliabile l’impiego di interruttori differenziali di tipo A (classe A).
cc Quadri
vv Ogni unità abitativa deve essere dotata di uno o più quadri di distribuzione e di un
interruttore generale, facilmente accessibile all’utente;
vv i quadri devono essere dimensionati per il 15% in più dei moduli installati, con un
minimo di due moduli al fine di permettere successivi ampliamenti;
vv il quadro principale dell’unità abitativa deve essere raggiunto direttamente dal
conduttore di protezione proveniente dall’impianto di terra dell’edificio, al fine di
permettere la corretta messa a terra degli eventuali SPD tramite un opportuno
mezzo di connessione.
cc Cavi
vv La sezione del montante, che collega il contatore all’unità abitativa, non deve
essere inferiore a 6 mm2;
vv i cavi devono essere sfilabili qualunque sia il livello dell’impianto, ad eccezione di
elementi prefabbricati o precablati.
459
Tabella delle prescrizioni
del Capitolo 37 (ex allegato A)
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
livello 1
per ambiente
punti
prese (1)
(5)
per ogni locale
(ad es. camera da letto,
soggiorno studio, ecc…)(10)
livello 1
punti
luce (2)
livello 3(4)
prese
radio/TV
punti
prese (1)
punti
luce (2)
5
2
1
7
2
prese
radio/TV
punti
prese (1)
5
2
1
8
3
4
8 < A ≤ 12 m²
4 [1]
1
12 < A ≤ 20 m²
5 [2]
1
A > 20 m²
6 [3]
2
8
3
10
ingresso(12)
1
1
1
1
1
angolo cottura
2 (1) (3)
2 (1) (3)
1
locale cucina
5 (2) (3)
1
6 (2) (3)
2
lavanderia
3
1
4
1
3 (2) (3)
1
punti
luce (2)
2
1
4
1
2
2
2
2
2
2
locale servizi (WC)
1
1
1
1
1
1
≤5m
1
1
1
1
1
1
>5m
2
2
2
1
2
1
balcone/terrazzo
A ≥ 10 m2
1
1
2
1
2
1
ripostiglio
A ≥ 1 m2
-
1
1
1
1
1
1
1
-
1
-
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
cantina/soffitta
(9)
box auto(9)
giardino
A ≥ 10 m2
1
1
7 (3) (3)
locale da bagno o doccia(11)
corridoio
prese
radio/TV
1
per appartamento
area (5)
numero
area (5)
numero
area (5)
numero
numero dei circuiti(6) (8)
A ≤ 50 m2
2
A ≤ 50 m²
3
A ≤ 50 m²
3
50 < A ≤ 75 m2
3
50 < A ≤ 75 m²
3
50 < A ≤ 75 m²
4
75 < A ≤ 125 m2
4
75 < A ≤ 125 m²
5
75 < A ≤ 125 m²
5
A > 125 m²
5
A > 125 m²
6
A > 125 m²
7
Protezione contro le
sovratensioni (SPD) secondo CEI 81-10
e CEI 64-8 Sezione 534
prese telefono e/o dati
dispositivi per l’illuminazione
di sicurezza(7)
ausiliari e impianti
per risparmio energetico
SPD all’arrivo linea se necessari
per rendere tollerabile il rischio 1
SPD nell’impianto ai fini della
protezione contro le sovratensioni
oltre a quanto stabilito per i livelli
1e2
A ≤ 50 m²
1
A ≤ 50 m²
1
A ≤ 50 m²
1
50 < A ≤ 100 m²
2
50 < A ≤ 100 m²
2
50 < A ≤ 100 m²
3
A > 100 m²
3
A > 100 m²
3
A > 100 m²
4
≤ 100 m2
1
2
2
> 100 m2
2
3
3
campanello, citofono
o videocitofono
campanello, videocitofono,
antintrusione, controllo carichi, ad
esempio relè di massima corrente
campanello, videocitofono,
antintrusione, controllo carichi.
Interazione domotica
(1) Per punto presa si intende il punto di alimentazione di una o
più prese all’interno della stessa scatola. I punti presa devono
essere distribuiti in modo adeguato nel locale, ai fini della loro
utilizzazione. In parentesi quadra [ ] è indicato il numero di
punti presa che possono essere spostati da un locale all’altro,
purchè il numero totale di punti presa dell’unità immobiliare
rimanga invariato.
(2) In alternativa a punti luce a soffitto e/o a parete devono
essere predisposte prese alimentate tramite un dispositivo
di comando dedicato (prese comandate) in funzione del
posizionamento futuro di apparecchi di illuminazione mobili
da pavimento e da tavolo.
(3) Il numero tra parentesi indica la parte del totale di punti
prese da installare in corrispondenza del piano di lavoro.
Deve essere prevista l’alimentazione della cappa aspirante,
con o senza spina. I punti presa previsti come inaccessibili
e i punti di alimentazione diretti devono essere controllati d
a un interruttore di comando onnipolare.
460
SPD all’arrivo linea se necessari
per rendere tollerabile il rischio 1
(4) Il livello 3, oltre alle dotazioni previste, considera l’esecuzione dell’impianto con integrazione
domotica.
Nota: L’impianto domotico è l’insieme dei dispositivi e delle loro connessioni che realizzano una
determinata funzione utilizzando uno o più supporti di comunicazione comune a tutti i dispositivi
ed attuando la comunicazione dei dati tra gli stessi secondo un protocollo di comunicazione
prestabilito.
Il livello 3 per essere considerato domotico deve gestire come minimo 4 delle seguenti funzioni:
ccanti intrusione
cccontrollo carichi
ccgestione comando luci
ccgestione temperatura (se non è prevista una gestione separata)
ccgestione scenari (tapparelle, ecc.)
cccontrollo remoto
ccsistema diffusione sonora
ccrilevazione incendio (UNI 9795) se non è prevista gestione separata
ccsistema antiallagamento e/o rilevazione gas
L’elenco è esemplificativo e non esaustivo.
L’utilizzo di singole funzioni domotiche può essere integrato anche nei livelli 1 e 2.
(5) La superficie A è quella calpestabile dell’unità immobiliare, escludendo quelle esterne quali
terrazzi, portici, ecc e le eventuali pertinenze.
(6) Si ricorda che un circuito elettrico (di un impianto) è l’insieme di componenti di un impianto
alimentati da uno stesso punto e protetti contro le sovracorrenti da uno stesso dispositivo di
protezione (articolo 25.1).
(7) Servono per garantire la mobilità delle persone in caso di mancanza dell’illuminazione
ordinaria.
Nota: a tal fine sono accettabili i dispositivi estraibili (anche se non conformi
alla Norma CEI 34-22) ma non quelli alimentati tramite presa a spina.
(8) Sono esclusi dal conteggio eventuali circuiti destinati all’alimentazione di apparecchi
(ad es. scaldacqua, caldaie, condizionatori, estrattori) e anche circuiti di box, cantina e soffitte.
(9) La Tabella non si applica alle cantine, soffitte e box alimentati dai servizi condominiali.
(10) Nelle camere da letto si può prevedere un punto presa in meno rispetto a quello indicato.
(11) In un locale da bagno, se non è previsto l’attacco/scarico per la lavatrice, è sufficiente un
punto presa.
(12) Se l’ingresso è costituito da un corridoio più lungo di 5 m, si deve aggiungere un punto presa
e un punto luce.
Prescrizioni per il punto di consegna e montante
Uno dei requisiti del punto di consegna energia da parte del Distributore è che il
locale ospitante i gruppi di misura deve essere sempre accessibile sia all’Utente
che al Distributore in condizioni operative di sicurezza.
In particolare, la posizione del locale/vano deve essere tale che apparecchiature
e linee BT, necessarie per la connessione, possano essere realizzate, esercite e
mantenute nel rispetto delle vigenti norme sugli impianti e sulla sicurezza.
In questa parte della guida ci si concentra sul tema della protezione del “cavo di
collegamento” (montante) che rappresenta il tratto di cavo di proprietà e pertinenza
dell’Utente che collega il gruppo di misura (contatore) al primo dispositivo di
protezione contro le sovracorrenti dell’Utente (tipicamente l’interruttore generale
del quadro dell’unità abitativa).
La protezione di questo cavo contro le sovracorrenti e contro il rischio di scossa
elettrica è di responsabilità dell’Utente.
Questo concetto è stato ulteriormente rimarcato all’interno della nuova
Norma CEI 0-21: “Regola tecnica di riferimento per la connessione di Utenti attivi
e passivi alle reti BT delle imprese distributrici di energia elettrica” che fornisce le
prescrizioni di riferimento per la corretta connessione degli impianti degli Utenti
tenendo conto delle caratteristiche funzionali, elettriche e gestionali della maggior
parte delle reti in BT italiane.
Nel caso di collegamento ad un Utente di unità abitativa, ai fini della protezione
del montante contro le sovracorrenti (corto circuito e sovraccarico), riteniamo sia
opportuno prevedere un interruttore magnetotermico alla base del montante stesso
(a valle dell’organo di misura e consegna) qualora non si sia certi
che le due condizioni seguenti siano verificate:
cc le protezioni installate in corrispondenza dell’entrata del montante nell’unità
immobiliare siano atte a proteggere contro i sovraccarichi il montante stesso:
sostanzialmente il centralino sia dotato di interruttore di arrivo magnetotermico;
cc il montante sia costruito in modo da rendere minimo il rischio di cortocircuito:
questa condizione richiede tra l’altro un’adeguata protezione meccanica, termica e
contro l’umidità. A questo scopo è opportuno che i montanti siano tenuti separati tra
di loro, ognuno costituito da un cavo multipolare con guaina oppure da più cavi
multipolari posati entro un tubo protettivo per ciascun montante.
È inoltre consigliabile che gli eventuali tubi protettivi abbiano una sezione sufficiente
all’infilaggio o alla posa di cavi di sezione maggiorata in previsione di un possibile
futuro aumento della potenza impegnata. I montanti vanno installati esclusivamente
in spazi riservati, accessibili da locali comuni.
Per quanto riguarda la protezione contro i contatti indiretti occorre prevedere la
protezione differenziale (necessaria nei sistemi TT, presenti negli impianti per
l’alimentazione di unità immobiliari ad uso residenziale) coordinata con l’impianto
di terra, qualora non sia possibile o non sia stato possibile realizzare il montante
isolato in Classe II o con isolamento equivalente, oppure senza presenza di masse.
461
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Soluzione per distribuzione
integrata per uffici
Presentazione del concetto Roombox
Contributo al rispetto delle regolamentazioni sull’energia
Il concetto Roombox apporta soluzioni per la progettazione di impianti che
concorrono al rispetto delle direttive energetiche attuali e future:
cc Roombox e UNI EN 15232
Norma europea che classifica le funzioni di automazione degli impianti tecnici
degli edifici al fine di identificarne le prestazioni connesse al risparmio energetico.
La Norma raccomanda l’installazione di un BACS e l’adozione
di soluzioni di controllo integrato e combinato delle diverse funzioni;
quest’ultime sono disponibili e facilmente configurabili tramite la Roombox.
cc Roombox ed EPBD (Energy Performance Building Directive), direttiva europea
n° 2010/31/CE del 19/05/2010
Il suo obiettivo è quello di promuovere il miglioramento della prestazione energetica
degli edifici nella Comunità Europea, prendendo in considerazione le condizioni
climatiche esterne e le particolarità locali, oltre che le esigenze
in materia di clima interno e di rapporto costo/efficacia. Conduce, in particolare,
all’implementazione di un sistema di misura dei consumi.
La Roombox integra la misura dell’energia elettrica consumata e ne fornisce
la ripartizione per tipo di utilizzo (illuminazione, HVAC, globale).
cc Roombox e certificazione dell’edificio
A parte il rispetto della regolamentazione in vigore, l’ottenimento
di una certificazione è facilitato dall’adozione di un’architettura Roombox.
vv Protezione e controllo sono decentralizzati per ridurre l’utilizzo
di rame (cavi)
vv Gli automatismi di controllo rispondono alle esigenze di gestione dell’energia
vv I contatori di energia sono integrati in ogni Roombox (diversi Roombox possono
rappresentare un lotto) rendendo più semplice ed economicamente vantaggioso
il monitoraggio dei consumi.
Riferimenti normativi
cc CEI EN 60669-1: Apparecchi di comando non automatici per installazione elettrica
fissa per uso domestico e similare. Prescrizioni generali.
cc CEI EN 60669-2-1: Apparecchi di comando non automatici per installazione
elettrica fissa per uso domestico e similare. Prescrizioni particolari - Interruttori
elettronici.
cc CEI EN 50428: Apparecchi di comando non automatici per installazione elettrica
fissa per uso domestico e similare - Norma collaterale - Apparecchi di comando non
automatici e relativi accessori per uso in sistemi elettronici per la casa e l’edificio
(HBES).
cc CEI EN 50090-2-2: Sistemi elettronici per la casa e l’edificio (HBES).
Panoramica di sistema - Requisiti tecnici generali.
Dispositivo di protezione in ingresso:
cc CEI EN 60947-2: Apparecchiature a bassa tensione. Interruttori automatici.
Installazione
L’installazione di Roombox permette la realizzazione di impianti conformi alla norma
CEI 64-8.
462
Funzionalità
Roombox è un quadro integrato di protezione, misura e comando che dispone
di un ingresso di alimentazione e di 12 linee in uscita, partenze, per i carichi
elettrici.
La funzione di una linea in uscita è determinata in fabbrica e può essere dei
seguenti tipi:
cc alimentazione protetta, misura dell’energia di unità terminali di climatizzazione,
cc alimentazione protetta, misura dell’energia e controllo di valvole motorizzate;
cc alimentazione protetta, misura dell’energia e comando on/off dell’illuminazione;
cc alimentazione protetta, misura dell’energia e comando illuminazione, con
regolazione mediante ballast Dali;
cc alimentazione protetta e comando di schermature o tapparelle motorizzate (230 V).
Ogni linea in uscita dispone di un ingresso per un pulsante cablato o un sensore
cablato di apertura finestre.
Roombox dispone di 4 ingressi per i sensori combinati di luminosità
e presenza specifici “Roombox”. L’informazione dei sensori può essere utilizzata
per condizionare il funzionamento dell’illuminazione o della climatizzazione.
In alternativa o a completamento dei pulsanti cablati, Roombox dispone di una
funzione “Ricevitore di telecomandi radio” destinata a ricevere comandi da pulsanti
senza fili ZigBee Green Power Button GPB di Schneider Electric. Inoltre la
semplice azione sul pulsante GPB genera l’energia necessaria all’emissione del
segnale radio, senza la necessità di batterie.
Roombox fornisce i valori dei suoi contatori di energia: energia totale consumata
sull’alimentazione a 16 A, energia totale fornita ai circuiti di illuminazione, energia
totale fornita ai circuiti di riscaldamento/climatizzazione.
Roombox può comunicare con un sistema di BACS attraverso una rete LON o KNX,
secondo la versione.
Vista frontale
Sezionamento
generale Roombox
Pulsante e LED in modalità
di apprendimento; e
“segnalazione presenza su bus”
Connettore
Alimentazione
bus LON
230 V CA
o KNX
Pulsante e LED: associazione pulsante
aggruppamento
R
zone A, B, C, e D
LED di presenza tensione 230 V
LED di stato comunicazione DALI
LED di conteggio energia
Zona B
PB106557-45
Zona A
3 connettori
ingressi cablati
zona B
3 connettori
ingressi cablati
zona A
3 connettori
partenze
zona A
3 connettori
partenze
zona B
Zona C
Zona D
3 connettori
ingressi cablati
zona D
3 connettori
ingressi cablati
zona C
3 connettori
partenze
zona D
3 connettori
partenze
zona C
Connettore RJ45 per
collegamento con PC locale
(di diagnostica)
Connettore RJ12 per rilevatore combinato
luminosità / presenza
Spie di stato della partenza:
guasto, presenza tensione.
Pulsanti comando locale:
configurazione, cambio di stato,
reset guasto.
463
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Soluzione per distribuzione
integrata per uffici
Vantaggi della soluzione Roombox nel corso
del progetto
Prestazioni
Protezione elettrica terminale ultraselettiva dei circuiti, grazie alla tecnologia
a interruzione statica
Frutto della ricerca Schneider Electric, l’interruzione elettronica terminale completa
quella dell’interruttore a monte.
Protezione individuale: ognuna delle 12 linee in uscita dalla Roombox
è protetta da un dispositivo di interruzione statica.
Intervento: l’intervento può essere provocato da un sovraccarico, un cortocircuito
o dal rilevamento di una corrente di guasto verso terra (IDn = 10 mA).
Selettività: la selettività delle partenze Roombox con le protezioni poste
a monte nel quadro elettrico di distribuzione è assicurata, a garanzia
della massima continuità di servizio, se il calibro dell’interruttore magnetotermico
è ≥16 A e se la protezione differenziale è di classe A tipo “si ” (superimmunizzata)
con IDn ≥300 mA.
Interruzione della corrente di cortocircuito (“Ultra Limitazione”):
il tempo di reazione prima dell’interruzione effettiva è 100 volte più breve di quello
di un interruttore elettromeccanico, ovvero 20 microsecondi. Di conseguenza,
per una Icc teorica di 10 kA, la corrente di cortocircuito non raggiunge mai valori
superiori a 140 A, con minori sollecitazioni sui cavi e sui componenti dell’impianto
elettrico.
Riarmo: contrariamente agli interruttori elettromeccanici che richiedono accessori
supplementari per il riarmo a distanza, l’interruzione statica offre diverse possibilità
di riarmo, a seconda della sua parametrizzazione:
cc a livello locale, attraverso il pulsante di comando dell’apparecchiatura,
cc attraverso i pulsanti “CLEAR” sul fronte del quadro,
cc o attraverso il sistema di gestione dell’edificio (BACS).
Il riarmo è comunque possibile solo se il guasto è scomparso.
Universalità della protezione e del comando grazie alla commutazione
elettronica a “zero di corrente”
La commutazione ON a zero di tensione e OFF a zero di corrente della linea
in uscita permette di interrompere protezione e comando di ogni tipo di carico:
resistivo, induttivo o capacitivo. Questo è particolarmente vantaggioso per le linee
in uscita dedicate all’illuminazione, qualunque sia il tipo di ballast.
Questa modalità di commutazione inoltre:
cc elimina i disturbi di manovra e prolunga la vita delle apparecchiature alimentate,
cc permette una durata meccanica ed elettrica praticamente illimitata,
cc garantisce silenziosità di funzionamento.
464
Architettura di distribuzione elettrica tradizionale
Principio
Quadro generale di bassa tensione
Riceve l'alimentazione elettrica di rete, gestisce le diverse fonti.
Alimenta le apparecchiature di grande potenza dell'edificio, le linee in uscita verso
i quadri secondari e qualche carico locale, oltre agli strumenti di misura e controllo
della rete elettrica.
Quadri secondari
Ripartiti in differenti edifici o in differenti zone di un edificio, distribuiscono l'energia
alle apparecchiature di controllo/comando, a quelle di di sicurezza e a ogni carico
locale attraverso delle linee in uscita dedicate: illuminazione, prese, terminali
HVAC…
Capacità evolutiva
Oggi, numerose linee convergono verso i quadri secondari. Generalmente,
occupano i condotti tecnici, circolano nei controsoffitti e nei pavimenti flottanti
degli edifici.
Questa architettura tradizionale rende delicata ogni evoluzione dell'installazione
dei carichi: i cavi inadeguati dovranno essere sostituiti, i comandi dovranno essere
scollegati e riassegnati… Il costo è generalmente notevole, così come
il tempo di realizzazione.
Delle soluzioni basate su canalizzazioni elettriche prefabbricate contribuiscono
a migliorare la flessibilità degli spazi operativi.
QGBT
Quadro generale
di bassa tensione
ccProtezione
ccMisura
Quadro secondario
Quadro secondario
ccProtezione
ccProtezione
ccMisura
ccComando
ccMisura
ccComando
Quadro secondario
ccProtezione
ccMisura
ccComando
Modulo ventilconvettore
Tapparella
Lampada
Prese di corrente
Pulsanti, interruttori
465
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Soluzione per distribuzione
integrata per uffici
Architettura di distribuzione elettrica Roombox
Principio
Quadro generale di bassa tensione
La distribuzione a monte resta convenzionale, un QGBT alimenta dei quadri
secondari.
Quadri secondari
Questi quadri alimentano:
cc i circuiti, le apparecchiature di controllo/comando di sicurezza e i carichi situati in
zone la cui vocazione non è soggetta a evoluzione: zone di passaggio, locali tecnici,
bagni;
cc i circuiti delle prese di corrente; generalmente, questa infrastruttura viene terminata
solo quando le esigenze d'installazione dell'occupante sono note, ovvero quasi
al completamento dell'edificio… luci, cassette di climatizzazione ed eventuali
schermature solari saranno già in posizione;
cc le linee in uscita dei “bus” di alimentazione delle Roombox che servono le zone
in cui è richiesta flessibilità: in generale open-space e zone ufficio.
Le Roombox
Situate, di preferenza, nei controsoffitti di corridoi e open-space, le Roombox
possono essere considerate come miniquadri di protezione e controllo di prossimità.
Ognuna gestisce la protezione e il comando di 12 circuiti:
cc illuminazione, cassette HVAC, schermature solari.
Se i terminali di climatizzazione, le luci e le schermature solari restano in posizione
durante uno spostamento delle pareti, generalmente il loro comando elettrico evolve:
nuove regole di controllo, nuove disposizioni di pulsanti. I cavi di potenza e quelli dei
pulsanti sono dotati di connettori estraibili che rendono le modifiche rapide e facili,
limitando i nuovi studi elettrici a una semplice variazione del layout. Anche i pulsanti
senza batterie né fili contribuiscono notevolmente alla flessibilità.
QGBT
Circuiti prese
Modulo ventilconvettore
Tapparella
Lampada
Quadro
secondario
piano X
Prese di corrente
Circuiti illuminazione passaggi, locali tecnici, bagni
Pulsanti
Bus di alimentazione Roombox
1F+N
2,5 mm²
Bus di alimentazione Roombox
1F+N
1,5 mm²
Apparecchiature terminali: lampade, cassette, schermature solari
caratteristiche elettriche principali delle Roombox
tensione di alimentazione / frequenza
corrente max di ingresso
tensione d'uscita
carico max ammissibile per linea in uscita
(nel limite di 16 A per l'insieme delle linee)
466
230 V CA – 50 Hz
16 A
230 V
600 VA (2,6 A)
Distribuzione dell’energia alle Roombox
Regole di protezione della conduttura principale di distribuzione
e dei cavi di derivazione alle Roombox
La scelta della protezione dalle sovracorrenti sulla conduttura principale di
distribuzione è in funzione della sezione dello stesso secondo le regole abituali.
Se le derivazioni verso le Roombox sono poi realizzate con un cavo della stessa
sezione della conduttura principale di distribuzione non è necessario ripetere la
protezione con un interruttore dedicato sul punto di derivazione.
La ricerca dell’ottimizzazione economica può condurre all’utilizzo di un cavo per le
derivazioni di sezione inferiore rispetto a quella del cavo principale di distribuzione.
In tal caso occorre valutare se si rende opportuno prevedere una protezione dedicata
da installarsi sul punto di derivazione:
cc per il cortocircuito la protezione dedicata non è obbligatoria quando la
lunghezza del tratto di conduttura della derivazione non supera i 3 metri e
quando sono soddisfatte le condizioni previste nel paragrafo 473.2.2.1
della norma CEI 64-8;
cc per il sovraccarico la protezione è sempre garantita dall’interruttore
magnetotermico presente in ingresso della Roombox.
Per garantire la selettività differenziale totale, la protezione contro le correnti
di dispersione può essere fatta con interruttori o blocchi vigi differenziali a monte
da 300 o 30 mA classe A tipo si (superimmunizzato).
Protezione dalle sovratensioni dovute al fulmine
cc Livello di tenuta ad impulso della Roombox: categoria III (4 kV).
Esempi di schemi di alimentazione mediante conduttura
monofase
C20A 2P
+ vigi 300 mA
tipo “si ”
L
N
PE
Conduttura 3 x 2,5 mm²
3 x 2,5 mm²
(o 3 x 1,5 mm²
con L ≤ 3 m)
2 Roombox max su un cavo da 3 x 2,5 mm²
C32A 2P
+ vigi 300 mA
tipo “si ”
L
N
PE
Conduttura 3 x 6 mm²
L≤3m
3 x 2,5 mm²
o 3 x 1,5 mm²
4 Roombox max su un cavo da 3 x 6 mm²
467
Soluzione per distribuzione
integrata per uffici
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Esempi di schemi di alimentazione mediante conduttura trifase
C20A 4P
+ vigi 300 mA
tipo “si ”
L1
L2
L3
N
PE
3 x 2,5 mm²
(o 3 x 1,5 mm²
con L ≤ 3m)
PB106556-24
Conduttura 5 x 2,5 mm²
3 x 2 Roombox max su un cavo da 5 x 2,5 mm²
C32A 4P
+ vigi 300 mA
tipo “si ”
L1
L2
L3
N
PE
L ≤ 3m
3 x 2,5 mm²
o 3 x 1,5mm²
PB106556-24
Conduttura 5 x 6 mm²
4 x 3 Roombox max su un cavo da 5 x 6 mm²
Esempio pratico di bilancio di potenza
di una Roombox
Roombox adottata: 8 linee in uscita per illuminazione + 4 terminali HVAC
per alimentare 4 uffici da 12 m².
equipaggiamento
per ufficio
2 x lampade da 62 W
1 x terminale HVAC (senza R integrativa) 150 W
totale 1 ufficio
totale 1 Roombox (4 uffici)
potenza
totale
corrente
totale
124 W
150 W
274 W
1096 W
0,54 A
0,65 A
1,19 A
4,76 A
Come in questo esempio, la corrente assorbita da una Roombox sarà spesso di
circa 5 A (illuminazione T5 + ventilconvettore a 2 o 4 tubi).
In queste condizioni, ogni fase di un cavo-bus 5 x 2,5 mm² potrà alimentare fino a 3
Roombox, ovvero 9 per cavo-bus:
cc ovvero 36 uffici da 12 m²,
cc per un calcolo sommario, considerare 1 cavo 5 x 2,5 mm² per aree di circa 500 m².
468
Linee in uscita
Potenza ammissibile
potenza unitaria massima ammissibile per linea in uscita
tensione d’uscita
frequenza
corrente massima
potenza max
cosϕ min
caratteristiche di protezione
tecnologia
230 V ac +10% -15%
50 Hz ±2%
2,6 A
600 VA
0
Protezione contro i sovraccarichi con temporizzazione
sufficiente all’avvio di schermature solari e terminali HVAC
Uscita statica a protezione elettronica.
Solo il circuito di fase è interrotto
Attenzione: la somma delle potenze effettive pilotate dalle linee in uscita non deve
superare la potenza totale massima ammissibile,ovvero 3665 VA.
Declassamento della potenza totale secondo la posizione
della Roombox
Imax Roombox
temperatura ambiente
(Pmax totale disponibile
nel limite di 600 VA/linea di uscita)
installazione a soffitto
Desiderabile
30°C
40 °C
50 °C
16 A
(3600 VA)
15 A
(3400 VA)
13 A
(3000 VA)
Accettabile
Potenza dissipata
La potenza totale dissipata a pieno carico dalla Roombox è inferiore a 60 W.
Cavi di potenza
cc Sezione: 1,5 mm².
cc Lunghezza max: 25 m.
Capacità di alimentazione dei circuiti di illuminazione
per tipo di lampada
Caratteristiche delle lampade
Zone uffici (esempio)
cc Lampade fluorescenti T5 da 14 a 80 W e ballast elettronico da 3 a 5 W.
vv Da 1 a 4 tubi per lampada.
vv Lampada maggiormente impiegata: 60 W (2 tubi 28 W + ballast).
cc Lampade fluorescenti T8 da 16 a 58 W e ballast elettronico da 2 a 4 W.
vv Da 1 a 4 tubi per lampada.
vv Lampada maggiormente impiegata: 75 W (2 tubi 36 W + ballast).
469
Protezione
degli apparecchi
utilizzatori e ambienti
particolari
Soluzione per distribuzione
integrata per uffici
Zone di passaggio (esempio)
cc Con lampade fluorescenti compatte da 9 a 55 W e ballast elettronico separato
da 2 a 4 W.
vv Da 1 a 2 lampade per corpo illuminante.
cc Con lampade a ioduro di sodio da 20 a 150 W e ballast elettronico da 5 a 15 W.
vv Da 1 a 2 lampade per corpo illuminante.
Limiti di preriscaldamento – invecchiamento
tipo
corrente
corrente
di preriscaldamento di fine vita
lampade fluorescenti,
lampade fluocompatte
da 1,5 a 1,6 In, da qualche
decimo a qualche secondo
fino a 2 In
lampadine a ioduri metallici
da 1,5 a 1,6 In per qualche
minuto
fino a 2 In
Capacità di alimentazione lampade fluorescenti
e a ioduri metallici
Numero max di lampade per linea in uscita = 600 VA / (P lampada x 2)*
* arrotondare
cc I limiti di invecchiamento e preriscaldamento sono considerati.
cc Cos ϕ qualunque, grazie alla tecnologia delle uscite Roombox.
Ovvero 5 lampade T5 60 W.
Capacità di alimentazione dei circuiti
delle tapparelle secondo il tipo di motore
motore a 230 V: Potenza W / Coppia Nm numero
135 / 15
200 / 30
285 / 35
310 / 45
4
3
2
1
Attenzione: capacità espressa nel limite della potenza totale massima ammissibile.
Capacità di alimentazione delle cassette HVAC
e delle valvole a 2 vie
terminale
2 tubi, 4 tubi: 230 V / 50 ... 100 W
2 tubi / 2 fili: 230 V / 600 W max
valvola a 2 vie 230 V / 6 W
470
numero
6 ... 12
1
100