IMPIANTI D'ILLUMINAZIONE PUBBLICA
1) PREMESSA
La presente relazione è rivolta ad illustrare una rete di illuminazione pubblica,
in parte esistente ed in parte da realizzare, che si snoda per circa 2 Km lungo
la strada Provinciale n°68 in comune di Concordia Sagittaria attualmente a
servizio unicamente di detta viabilità.
La presente trattazione viene inoltrata per illustrare le opere riguardanti
l’elettrificazione della rete di illuminazione mediante la posa in opera di cavi di
alimentazione, quadri di regolazione e protezione e corpi illuminanti in quanto
è già stata prevista e realizzata nel 1° lotto – stralcio la predisposizione di
tutte le opere – tubazioni da inserire nel terreno ove insiste la pista ciclabile
quali,
a
titolo
di
esempio
non
esaustivo,
fondazioni
inserimento lampade a pavimento, tubazioni per
dei
pali,
punti
di
cavidotti, pozzetti, etc. E’
evidente che queste opere, già eseguite, segnano in maniera definitiva le
caratteristiche elettriche e illuminotecniche del presente intervento che si
configurano quindi quali opere di completamento.
La situazione attuale consta di una linea di illuminazione pubblica costituita da
pali in acciaio tronco conici h=8.00 ml fuori terra sui quali sono montati dei corpi
lampada marca “GRECHI” dotati di due lampade da 125 W a vapori di mercurio
per ogni armatura in classe I. Detti corpi lampada verranno sostituiti da corpi
lampada di classe II tipo “Brallo” e/o “Kaos 1” dotati di lampade al sodio ad alta
pressione da 150 lux tipo “SON – 2000 K – 15000 lumen – Ra 4” atte a garantire
un illuminamento medio della carreggiata di 20 lux attenuabile fino a 10 lux
mediante dimer. Ogni corpo lampada è dotato di due livelli di illuminamento.
L’intervento proposto prevede la realizzazione di una rete di illuminazione a
servizio della pista ciclo pedonale mediante posa in opera di corpi illuminante
tipo “Disano” mod. Brallo o “AEC” mod. “Kaos 1”, o similari dotati di lampade al
sodio ad alta pressione da 70W, completi di braccio da 40/50 cm e ghiera di
fissaggio posta a circa 4.00 – 5.00 ml dal piano di utilizzo della pista. Il tutto
illustrato in apposita tavola grafica. Le caratteristiche delle lampade sono
“SON – 70 WTS – 2000 K – 6600 lumen – Ra 4”.
Data la notevole distanza tra due punti luce contigui (circa 29 ml) si è pensato
di integrare l’illuminazione della pista ciclo-pedonale mediante la posa in opera
di corpi illuminanti a filo terreno, inseriti nelle due fasce laterali pavimentate,
in corrispondenza dei tozzetti di cls, costituiti da faretti tipo “Disano mod.
Microfloor” o similari con passo di 6.00 ml funzionanti a Led con potenza
impegnata di circa 1 Watt ciascuno, posti sotto trasformatori di sicurezza.
Dette lampade, a differenza delle precedenti, sono alimentate a 24 volt e
saranno collegate al trasformatore attraverso linee e cavidotti indipendenti. Nel
tratto in uscita
dal trasformatore le linee saranno intubate entro proprie
tubazioni.
Tali corpi illuminanti hanno il compito di segnalare il tracciato del percorso
ciclopedonale e, data la modestissima entità del segnale luminoso, non
modificano significativamente l’habitat.
E’ stata prevista la posa in opera di faretti a led in ragione di un palo si ed uno
no. Sulla base di ogni palo, a circa 40 cm dal suolo, saranno fissati, a mezzo
adeguate staffe e forature del palo, trasformatori di tipo meccanico che
alimenteranno n° 10 punti luce led cadauno.
Detto trasformatore sarà posto entro scatole IP65. i collegamenti saranno
eseguiti attraverso appositi bocchettoni in grado di garantire un indice di
protezione
minimo
alimentazioni
in
IP44.
cavi
in
Da
questo
doppio
trasformatore
isolamento
tipo
si
RG7
dipartiranno
intubati
che
le
lo
collegheranno ai corpi illuminanti Led in serie come indicato nello schema
grafico di progetto.
Oltre a questo intervento il progetto prevede, per effettuare un risparmio
energetico, la posa in opera di corpi lampada, su pali, dotati di un sistema che
consente la riduzione di potenza su ogni singolo punto luce con due livelli di
illuminamento. Tale soluzione consente di diminuire la potenza utilizzata
mantenendo uniforme l’illuminamento secondo le indicazioni delle normative
vigenti.
Ogni linea in partenza sarà protetta da adeguato interruttore magnetotermico
differenziale atto a garantire il mantenimento in efficienza della linea ed
evitare problematiche legate ad eventuali contatti diretti ed indiretti.
Data la lunghezza delle linee si prevede la realizzazione della rete mediante
posa in opera di cinque bracci indipendenti. I cavidotti collegano sia i corpi
lampada a servizio della strada provinciale sia i corpi lampada a servizio della
pista ciclabile. Le linee faranno capo ad un quadro elettrico generale tipo
“Conchiglia”
o
similare
della
capacità
minima
di
120
moduli
e
dotato
superiormente di contenitore omologato per contatore Enel.
Ogni braccio sarà servito da quattro cavi attivi più la terra. Ad ogni fase verrà
collegato alternativamente un corpo illuminante al fine di ridurre l’intensità di
corrente su ogni cavo attivo.
La sezione delle linea sarà dimensionata per una caduta massima di tensione
pari al 4% (quattropercento) come richiesto dalle norme UNI - CEI.
Considerata la presenza di complessivi 59 punti luce costituiti da lampade da
150 Watt e di altrettante lampade da 70 W montate a 4.00 – 5.00 ml di altezza,
su un unico braccio, preposti all’illuminazione della pista ciclo pedonale, si
ricava che per l’illuminazione pubblica dovrà essere previsto un impegno di
potenza
pari a circa 18.0 KW in trifase che, a favore della sicurezza, viene
ampliato a 20 kW, tenendo conto anche di un minimo di impegno legato alla
presenza di Led segnapasso (1 W in monofase).
Riportiamo di seguito la verifica illuminotecnica sia della pista ciclo pedonale ed
anche della strada in quanto vengono cambiati e/o posti in opera nuovi corpi
illuminanti e variate le relative potenze in gioco.
Come detto nel punto precedente, i corpi lampada a servizio della pista ciclabile e
della strada saranno in classe II mentre i trasformatori 220/24 V a servizio delle
luci a led, del tipo meccanico, non saranno in doppio isolamento o isolamento
rinforzato. Si sottolinea, come evidenziato nelle tavole grafiche riportanti i percorsi
dei cavidotti funzionanti a 24 V che gli stessi saranno separati da quelli funzionanti
a 220/380 V.
La separazione avverrà inserendo detti cavi entro apposite tubazioni in PVC
flessibile allo scopo predisposte.
Per quanto riguarda poi il punto di alimentazione, cioè il punto ove verrà
posizionato il contatore dell’Ente erogante (Enel), esso è già presente a circa
1300 ml dall’inizio della pista (Piazza Matteotti).
Come può essere visto dallo schema unifilare e da quello a blocchi, riportato
nella medesima tavola, le linee in partenza dal quadro generale andranno a
servire un primo tratto iniziale composto da n° 12 lampade da 150 W e n° 12
lampade da 70 W, un secondo braccio servirà le lampade per strada e pista
ciclabile dalla n° 13 alla n° 27, poi sono previsti due bracci simmetrici a
servizio delle lampade che vanno dalla n° 28 alla n° 45 ed una dalla n° 46 alla
futura n° 61.
Questo ultimo braccio, ovviamente, termina con la lampada n° 59 che è l’ultima
prevista da porre in opera in questo intervento. Sul quadro è già stato
predisposto il quinto braccio che servirà il tratto di illuminazione dalla lampada
n° 59 alla n° 72. Questo tratto sarà oggetto di intervento futuro.
Il presente progetto prevede l’abbandono del cavidotto attualmente esistente ed il
recupero dei cavi tesati esistenti ed il loro stoccaggio in luogo indicato dalla D.L.
Le sezioni e le protezioni sono individuate negli schemi unifilari del quadro
allegato al progetto.
Oltre
alla
verifica
delle
cadute
di
tensione
viene
effettuato
un
calcolo
illuminotecnico per garantire sia sul piano stradale che nella pista ciclabile, sia
presente rispettivamente un’illuminazione superiore ai 5 lux minimi richiesti
(pista ciclabile) e verificata anche un’illuminazione minima della provinciale
superiore o pari ai 10 lux in seconda accensione.
Questa ultima verifica è anche legata alla sostituzione dei corpi lampada che
passano da una potenza installata di 250 W ad una di 150 W.
Riportiamo in allegato, la verifica di un tratto di strada provinciale, nonché la
verifica di un tratto di pista ciclabile (vedi allegato).
Gli impianti di questo tipo sono TT, con corrente fornita in trifase 380V – 50 Hz
con ripartizione dei corpi lampada tra le tre fasi ed il neutro.
Per quanto riguarda le protezioni elettriche si fa presente che a monte d'ogni
linea – braccio, in apposito quadro con protezione minima IP44, come
precedentemente detto, saranno posti interruttori magnetotermici differenziali a
protezione di ciascun tratto di rete da sovratensioni e/o contatti diretti ed
indiretti. E’ garantita in ogni punto la disequazione “25 / id > Re” dove “Re” è la
resistenza di terra ed “id” è la corrente di intervento del differenziale.
La sezione minima di collegamento è di 2,5 mmq. Si sottolinea che le lampade
da 150 W saranno collegate con cavi da 4,0 mmq in doppio isolamento come
indicato nella relativa tavola grafica per attestarsi su valori di perdita di
tensione complessivi inferiori al 4.00%.
Si riportano di seguito le verifiche delle cadute di tensione per ogni singolo
braccio.
2) NORMATIVE
-
legge 1 marzo 1968 n°186 - materiali ed apparecchiature per l'esecuzione a regola d'arte.
-
Legge 18 ottobre 1977 n° 791 - direttive per imp. fra i 50 e 1000 V continua e 75 e 1500 V alternata.
-
Legge 23 dicembre 1978 n° 833 - prevenzione infortuni.
Norme CEI generali con particolare riferimento:
-
CEI 64-8
- impianti elettrici utilizzatori
-
CEI 64-81 - impianti elettrici in locali da bagno, docce ecc.
-
CEI 64-9 - impianti elettrici utilizzatori negli edifici a destinazione residenziale o similare
-
CEI 64-50 - guida per l'integrazione impianti elettrici ausiliari
-
CEI 20-19 - cavi isolati in gomma
-
CEI - 20-20 cavi isolati in pvc
3) IMPIANTO DI MESSA A TERRA E SCARICHE ATMOSFERICHE
L'impianto di messa a terra, già eseguito, è costituito da corda in rame da 35
mmq direttamente inserito nel terreno. Detto impianto è già presente in quanto
le lampade esistenti sono in classe I e debbono essere mantenute in opera fino
alla loro completa sostituzione.
Oltre alla corda nuda
saranno poste in opera puntazze in ferro zincato o
ramato nel numero e lunghezza tale da garantire una resistenza di terra tale da
verificare il rapporto 25/id ≥ Re dove id è il valore della corrente differenziale ed
Re è il valore della resistenza di terra.
Si è tenuto il valore 25 in quanto siamo in ambiente umido (esterno)
Detto impianto verrà collegato con l’impianto esistente.
Tutte le parti metalliche dei corpi illuminanti e sostegni saranno collegate con
questo impianto anche se le apparecchiature previsti nell’intervento sono in
classe II ed i cavi in doppio isolamento.
Detta scelta è stata effettuata in quanto in fase transitoria i corpi illuminanti
sono in classe I cioè nel periodo transitorio da quando la pista ciclabile è
eseguita a quanto saranno posti in opera i nuovi corpi illuminanti l’impianto è
classificato in classe I e deve essere dotato di impianto di terra.
4) VERIFICHE SULLA RETE
Le caratteristiche dei componenti dell’impianto elettrico sono state scelte
tenendo
conto
delle
condizioni
di
esercizio
e
dell’ambiente;
opportuni
dispositivi di sezionamento e comando garantiscono la sicurezza.
Per ogni circuito dell’impianto è prevista l’installazione di un dispositivo di
protezione magnetotermico atto ad interrompere le correnti di sovraccarico e di
corto circuito, prima che tali correnti possano diventare pericolose per gli
effetti termici e meccanici sui conduttori e nelle relative connessioni.
Il coordinamento tra conduttura e dispositivo di protezione contro i sovraccarichi è
stato fatto scegliendo dispositivi e conduttori che soddisfino le seguenti relazioni:
Ib ≤ In ≤ Iz
nonché
If ≤ 1.45 Iz
dove:
Ib
corrente di impiego
In
corrente nominale del dispositivo di protezione
Iz
portata della conduttura
If
corrente convenzionale di funzionamento del dispositivo di protezione
( If = 1.45 In per interruttori automatici ad uso civile ).
La protezione contro i corti circuiti è stata fatta scegliendo dispositivi aventi un
potere d’interruzione maggiore o uguale alla corrente di corto circuito presunto
nel punto di installazione ed aventi un tempo d’intervento inferiore a quello che
porterebbe la temperatura dei conduttori oltre il limite ammissibile.
Quest’ultima condizione è stata verificata dalla seguente formula:
ti
∫I
2
dt ≤ K 2 S 2
0
dove:
ti
∫I
2
dt
è l'integrale di Joule per la durata del corto circuito .
0
S
K
è la sezione del conduttore.
è il valore caratteristico dell’isolamento.
115 per i cavi in rame isolati in PVC .
La sezione dei conduttori scelta è tale da garantire, in relazione alla corrente
d’impiego ed alla lunghezza della conduttura, che la caduta di tensione sia inferiore
al 4% rispetto alla tensione nominale di consegna. È questo il valore più restrittivo.
5) CADUTE DI TENSIONE
La caduta di tensione massima ammessa dalle norme CEI 11-11 fas. 147
non può superare il 4% nel caso di circuiti di illuminazione e misti, il 6% nel
caso di altri circuiti.
In conformità con le tabelle CEI -Unel 35023 è necessario soddisfare la
seguente relazione:
ΔV =
K⋅ L⋅ I
1000
Riportiamo di seguito i valori delle cadute di tensione unitarie delle varie
sezioni di cavo Tab. CEI UNEL 35023
220V – Monofase
380V – Trifase
sezione
(mmq)
K
K
(mV/Am)
(mV/Am)
1.5
2.5
4.0
6.0
10
16
25
35
50
29.70
17.80
11.10
7.41
4.47
2.80
1.78
1.28
0.947
23.90
14.40
9.08
6.10
3.72
2.39
1.55
1.15
0.878
6) VERIFICA
DELLE
CADUTE
DI
TENSIONE
DEI
SINGOLI
BRACCI
COSTITUENTI LA RETE
Si riporta di seguito la verifica delle cadute di tensione dei tratti di cavo
soggetti a maggior intensità di corrente e più lunghi.
A tale proposito si prende in considerazione il tratto che va dal contattore
(posto all’altezza del palo n° 46) alla piazza di Concordia – G. Matteotti.
Esso è composto da tre bracci in partenza dal quadro generale.
Il primo braccio ha una lunghezza di collegamento di 1020 ml. Dopo questo
tratto di collegamento la rete allaccia quattro utenze – pali per ogni fase. La
potenza richiesta per ogni fase è di (150+70) x 1,20 per quattro pali utenza –
Qp = 1,06 KW.
L’intensità di corrente in partenza è pari a 4,8 A.
Riportiamo di seguito le verifiche delle cadute di tensione
B R ACCIO 1
Con n° 4 lampade da 150W e n° 4 da 70 W per singola fase -
lunghezza
collegamento 1020 ml
Intensità di corrente = (4x150x1.20)+(4x70x1.20)
Cavo da 35.0 mmq - caduta di tensione
pari a 4.80 A
1.28 mV/mA
1020 x 1.28 x 4.80
ΔV 1 = -------------------------- = 6.27 V pari a p=2.85%
1000
Si verificano, inoltre, le seguenti cadute di tensione rispettivamente sul
tratto di linea che va dal palo n° 10 al palo n° 7, su quella che va dal palo
n° 7 al palo n° 4 e su quella che va dal palo n° 4 al palo n° 1.
Le perdite di tensione in percentuale sono rispettivamente 0.2%, 0.13%,
0.06%
a
cui
vanno
sommate
le
perdite
afferenti
il
collegamento
precedentemente calcolato pari a 2.85% nonché la perdita del tratto di linea
da 4.0 mmq che collega la lampada da 150 W alla rete, pari a 0.04%.
La perdita totale percentuale del braccio 1 è pari a:
2.85 + 0.2 + 0.13 + 0.06 + 0.04 = 3.28% < 4.00%
Il braccio soddisfa le richieste di legge.
B R ACCIO 2
Detto braccio è costituito da un tratto di collegamento della lunghezza di
660 ml a cui vengono allacciate n° 5 lampade da 150 W e n° 5 lampade da
70 W per fase per una potenza complessiva per fase pari a 1410 W con
un’intensità di corrente pari a 6.40 A.
La perdita di tensione nel tratto di collegamento è pari a:
ΔV 2 = 5.40 V pari a 2.46%
considerando un cavo da 35 mmq la cui perdita di tensione è pari a
ΔV = 1.28 mV/mA
A detta perdita di tensione vanno sommate le perdite relative al tratto
25 – 22, al tratto 22 – 19, al tratto 19 – 16 e quelle del tratto terminale
16 – 13. Le sigle numeriche si riferiscono ai singoli pali e ne individuano la
posizione.
La
perdita
di
tensione
complessiva,
per
questa
fascia,
è
pari
a
3.10% < 4.00%
E’ evidente che non è possibile usare una sezione inferiore senza superare
la percentuale di caduta massima prevista dalla normativa per questo tipo di
impianti. Se si passa infatti ad un cavo della sezione di 25 mmq, la cui
perdita di tensione è di 1.78 mV/mA per metro lineare, si ottiene una perdita
complessiva pari a 4.31% non accettabile in quanto superiore al limite del
4.00% stabilito dalla normativa.
B R ACCI 3 E 4
Detti due tratti sono simmetrici rispetto al quadro generale ed al contatore.
Essi non hanno un tratto di collegamento ma partono direttamente dal quadro.
La potenza per ogni singola fase è di 1.60KW pari ad una intensità di 7.60A.
Si prende in considerazione una sezione di cavo da 16 mmq aventi una
perdita di tensione pari a 2.80 mV/mA per metro lineare.
A seguito delle verifiche, che per brevità non riportiamo, la perdita di
tensione complessiva è pari a 3.00% < 4.00% e quindi ottemperante alla
normativa.
B R ACCIO 5
Questo tratto non troverà attuazione durante i lavori di cui al presente
progetto in quanto lo stesso verrà eseguito in lotti successivi non avendo
trovato copertura in questo finanziamento.
Sul quadro elettrico generale saranno predisposte le protezioni per le linee
che andranno a servire i punti luce – pali che vanno dal n° 64 al n° 72 con
un impegno di potenza per singola fase di 0.9 KW ed un’intensità di
corrente pari a 3.90 A.
A
fronte
di
questi
dati,
vista
la
lunghezza
complessiva
del
tratto,
considerata la sezione di 16 mmq, si otterrà una perdita di tensione pari al
3.10% < 4.00% prevista dalla normativa e quindi ottemperante.
VERIFICA CALCOLO ILLUMINOTECNICO
STRADA PROVINCIALE n°68
VERIFICA CALCOLO ILLUMINOTECNICO
PISTA CICLOPEDONALE
