BTicino - Impianti Elettrici - Quadri Elettrici

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BTicino spa Via Messina, 38 20154 Milano - Italia

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Quadri elettrici secondo Norme CEI 17-13/1 e 17-13/3

Estratto dal Catalogo Generale

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Indice

Quadri elettrici di bassa tensione Premessa Definizioni principali

pag. pag.

3 6

Asimmetria della corrente

pag.

10

Caratteristiche di limitazione

pag.

13

Prove relative all'apparecchiatura

pag.

17

Apparecchiature ASD

pag.

18

Strutture tipiche dei quadri

pag.

21

Caratteristiche elettriche

pag.

28

Accessibilità dei componenti

pag.

32

Verifiche e prove

pag.

36

Dati relativi all'apparecchiatura

pag.

46

Dati relativi ai componenti

pag.

47

Manutenzione

pag.

51

Addetti

pag.

53

Esempi di verifica

pag.

54

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Corso specialistico 3 1

BTicino s.p.a. - Maggio 1997

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Premessa

Ai quadri elettrici in b.t. si applicano le prescrizioni contenute nelle norme CEI 17-13 (norme europee EN 60439) "Apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per Bassa Tensione". Queste norme si dividono in quattro parti: La parte 1, CEI 17-13/1 (EN 60439-1) "Prescrizioni per le apparecchiature di serie (AS) e non di serie (ANS)". Si applica a tutti i tipi di apparecchiature siano esse costruite in serie (AS) (conformi ad un tipo o a un sistema costruttivo prestabilito o comunque senza scostamenti tali da modificarne in modo determinante le prestazioni rispetto all’apparecchiatura tipo totalmente provata), che costruite non in serie (ANS). Queste ultime sono apparecchiature contenenti sistemazioni verificate con prove di tipo o non verificate con prove di tipo purché queste ultime siano derivate (es. attraverso calcolo) da sistemazioni verificate che abbiano subite le prove previste. Si considerano costruite in serie AS anche quelle apparecchiature nelle quali alcune fasi di montaggio sono eseguite fuori dall’officina del costruttore dell’AS, purché il montaggio sia effettuato secondo le istruzioni del costruttore in maniera che risulti assicurata la conformità al tipo provato. La parte 2, CEI 17-13/2 (EN 60439/2) "Prescrizioni particolari per i condotti sbarre". Si applica ai condotti sbarre ed ai loro accessori. Si applica inoltre a condotti sbarre destinati ad alimentare apparecchi di illuminazione mediante unità di derivazione. La parte 3, CEI 17-13/3 (EN 60439/3) "Prescrizioni particolari per apparecchiature assiemate di protezione e di manovra destinate ad essere installate in luoghi dove personale non addestrato ha accesso al loro uso. Quadri di distribuzione (ASD)". Si riferisce a quadri di distribuzione con involucro, fissi, costruiti in serie, destinati sia alle applicazioni domestiche sia in altri luoghi con uso da parte di persone non qualificate (ovvero non istruite o avvertite sui pericoli dell’elettricità). Per questi quadri è previsto l’impiego in corrente alternata con tensione nominale verso terra non superiore a 300V. I dispositivi di protezione contro il cortocircuito, inseriti nei circuiti di uscita, devono avere ciascuno una corrente nominale non superiore a 125A; la corrente totale in entrata non deve essere superiore a 250A. La parte 4, CEI 17-13/4 (EN 60439-4) "Prescrizioni particolari per apparecchiature assiemate per cantiere (ASC)". Si applica alle apparecchiature assiemate costruite in serie e progettate per l’uso nei cantieri, ovvero per luoghi di lavoro temporanei, che non sono normalmente accessibili al pubblico; tali quadri possono essere di tipo trasportabile o mobile.

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Nota I quadri di cantiere (ASC) e di distribuzione (ASD) sono quadri totalmente provati e devono essere conformi sia alla norma CEI 17-3/1 che alle prescrizioni particolari aggiuntive (rispettivamente la CEI 17-13/4 e la CEI 17-13/3). 3

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Premessa

Dichiarazione di conformità degli impianti: Legge 46/90 Gli impianti elettrici sono soggetti alla dichiarazione di conformità, prevista dalla Legge 46/90 Art. 9 ed in particolare dal D.M. 20/2/92, che deve essere rilasciata dall'installatore che ha eseguito i lavori; la dichiarazione deve essere compilata non solo per gli impianti nuovi, ma in occasione di tutti gli interventi manutentivi, ad eccezione di quelli che rientrano nella manutenzione ordinaria. Dichiarazione di conformità dei componenti: direttive comunitarie CEE Ai sensi delle direttive comunitarie la relazione con la tipologia dei materiali impiegati, é allegata obbligatoria alla suddetta dichiarazione di conformità degli impianti; in particolare - per i componenti in bassa tensione - la direttiva è la 73/23 CEE e seguenti.

Procedure di dichiarazione di conformità

Autodichiarazione

Certificazione

Marchiatura

E' un attestato di conformità del fabbricante al cliente

Attestato di conformità redatto dal laboratorio fornito dal costruttore

Uso del Marchio del laboratorio da parte del fabbricante

Costruttori

Laboratori privati (CESI, IENGF)

Laboratorio privato IMQ

Marcatura secondo le direttive Comunitarie Europee

Direttive Comunitarie Europee Marcatura CE direttiva macchine in vigore dal 1 gennaio 1995 (recepita in Italia dal 21 settembre 1996) Marcatura CE direttiva EMC in vigore dal 1 gennaio 1996 Marcatura CE direttiva B.T. in vigore dal 1 gennaio 1997. Nota Bene - se i componenti sono già marcati CE (relativamente a EMC) ed installati secondo le istruzioni del produttore, il quadro può essere automaticamente marcato "CE" (sulla targa del costruttore) sempre relativamente alla EMC (riferimento EN 60439-1-A11). - se il quadro è realizzato conformemente alla CEI 17-13 (e lo deve essere), può essere automaticamente marcato "CE" (sulla targa del costruttore) relativamente alla D.B.T. - sulla targa non bisogna distinguere tra marcatura "CE" relativa alla D.B.T. e EMC, quindi bisogna apporre un'unica marcatura. La distinzione va fatta sulla documentazione di progetto.

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Premessa

Campo di applicazione Apparecchiature (cioé quadri elettrici) totalmente provate (AS) o parzialmente provate (ANS) con le seguenti caratteristiche: - Vn < 1000V a.c. o 1500V d.c. - f < 1000 Hz (altrimenti considerazioni particolari) - fisse o mobili con o senza involucro; per cui un insieme di componenti montati e collegati anche se privi di involucro (es. quadro elevatore) ricadono nella prescrizione della presente norma - apparecchiature per produzione, trasmissione, distribuzione, protezione e manovra di impianti o utilizzatori di energia elettrica - apparecchiature su navi, veicoli a rotaia, macchine utensili, equipaggiamenti da sollevamento ecc. (alle quali si applica anche la CEI 44-5) - non si applica ad unità funzionali che corrispondono alle relative norme di prodotto (es. sezionatori a fusibile, avviatori ecc.). N.B. Il quadro elettrico è un prodotto come qualsiasi altro, quindi deve rispondere alle specifiche norme e un costruttore deve assumersene la responsabilità rilasciando una dichiarazione di conformità (alla CEI 17-13).

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Definizioni principali

Apparecchiatura (assiemata di protezione e manovra) Combinazione di uno o più apparecchi di protezione, misura, segnalazione, regolazione ecc., montati e cablati sotto la responsabilità di un costruttore; il dibattito sviluppato su questa definizione ha consentito di definire come quadro elettrico anche il semplice centralino dell'appartamento, al quale in alternativa é applicabile la Norma Sperimentale CEI 23/51;questa tuttavia non sostituisce la norma CEI 17-13/3; quest'ultima comunque non è di difficile applicazione. Apparecchiatura AS Apparecchiatura totalmente provata con prove di tipo o realizzata conformemente a prototipo/i verificato/i con prove di tipo o a sistemi costruttivi prestabiliti (ammessi scostamenti non determinanti dal prototipo)* * Cosa significa scostamento determinato dal prototipo? Tale interrogativo lo dobbiamo affrontare e risolvere tecnicamente,dimostrando che la differenza tra quadro realizzato e quadro di riferimento provato sono solo apparenti e non influenti sul fenomeno elettrico che stiamo analizzando. Affrontiamo i problemi uno alla volta: Verifica tenuta al c.to c.to (fig.1) Il prototipo di riferimento ha superato la prova (piegatura e surriscaldamento barre, grado protezione del quadro) con dei parametri di prodotto ed elettrici ben precisi: - carpenteria MAS HD BTicino - Megatiker MA 1250 BTicino - sistema di barre a "C" con specifici isolatori BTicino - Icc presunta efficace 50 kA - Ipk limitata dal dispositivo di protezione 85 kA (fenomeni dinamici e di energia d'arco) vedere fig. 6 - energia passante limitata dal dispositivo di protezione 25 MA2s (fenomeni termici) vedere fig. 8.

Prototipo AS

1250A

Derivato AS

1600A

OK

Derivato AS

NO

1600A

Esempio di verifica della tenuta al C.to C.to

MAS HD Icc = 50 kA Ip = 85 kA I2t = 25 MA2s



fig. 1

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Il quadro derivato, pur avendo delle differenze apparenti (interruttore MA1600 con barra a "C" di dimensione maggiore quindi con maggiore resistenza meccanica) può essere dichiarato un derivato AS dal prototipo di riferimento (per quanto concerne la tenuta al c.to c.to) in quanto a fronte della Icc presunta efficace di 50 kA l'interruttore MA1600 limita il "fenomeno elettrico", identicamente all' MA1250, cioé Ipk = 85 kA e energia passante = 25 MA2s (fig. 7-9). Nel caso venisse installato (vedi 3° esempio) un interruttore da 1600A con caratteristiche di limitazione inferiori a quello provato (a parità di Icc presunta efficace), non si potrebbe parlare di derivato AS per 50 kA ma potrebbe essere (per esempio) per 40 kA presunta efficace, sempre che l'interruttore in esame limitasse, in corrispondenza di tale valore di 40 kA la Ipk ≤ 85 kA e l'energia passante ≤ 25 MA2s. Per meglio comprendere tali affermazioni vedi gli esempi (fig. 3÷9). Verifica della sovratemperatura - Metodi CEI La norma CEI EN 60439-1 (CEI 17-13/1) mette a disposizione due metodologie di prova e verifica delle sovratemperature, applicabili a quadri AS/ASD. A) Con i circuiti percorsi realmente dalla rispettiva In La verifica si effettua con una serie di sonde termometriche applicate nei punti critici del quadro; la prova è molto analitica ma male si presta alla realizzazione di quadri derivati analoghi, in quanto questi ultimi dovrebbero essere praticamente identici al prototipo B) Prova a mezzo resistori (fig. 2) In pratica il produttore dei contenitori utilizza appositi resistori, in sostituzione degli interruttori automatici e degli altri componenti, per verificare quale è la potenza dissipabile nell'involucro, in funzione di uno specifico ∆ϑ massimo nella parte alta del quadro (es. 25W per ∆ϑ = 25 °C); chi realizza un quadro dovrà in seguito verificare che i circuiti previsti dissipino una potenza minore od uguale alla potenza dissipabile misurata dal produttore del contenitore. Metodo BTicino In realtà BTicino ha adottato una metodologia di prova che prevede la verifica dei quadri con installati gli interruttori, effettivamente percorsi dalla rispettiva In (metodo A); contemporaneamente viene misurata la potenza dissipata dai vari circuiti in funzione di un determinato ∆ϑ (metodo B). L'incrocio di queste due metodologie consente di ottenere risultati molto attendibili, che diventano un valido punto di riferimento a cui sono riconducibili i quadri elettrici realizzati con lo stesso involucro, con installati componenti di tipo analogo, anche se disposti in modo diverso all'interno del quadro. Quindi sommando alla temperatura ambiente la sovratemperatura in funzione della potenza dissipata (ricavabile dalle tabelle "Risultati delle verifiche di sovratemperatura" riportate nella presente Guida) si ottiene la temperatura massima nella parte alta del quadro, che deve essere inferiore a 65° C allorquando i collegamenti siano realizzati con cavi isolati in PVC.

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potenza dissipabile 25W ∆ϑ = 25K potenza dissipata ≤ 25W temperatura ambiente = 40 °C temperatura max parte alta del quadro ≤ 65 °C ▼

Es.

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Questo metodo, estremamente elastico e funzionale, risulta applicabile per correnti nominali fino a 125\250A, quindi ben si presta a risolvere tutti i problemi legati ai quadri di distribuzione ASD, che sono gli unici (oltre agli ASC - quadri per cantieri edili) che devono essere dichiarati obbligatoriamente AS. Tutti gli altri quadri conviene dichiararli ANS, per sfruttare il vantaggio di dover fare minori e meno gravose prove individuali (come ad esempio la misura della resistenza di isolamento invece della prova tensione applicata); inoltre è possibile utilizzare lo stesso metodo della Potenza dissipata minore o uguale della Potenza dissipabile fino a 3150 A, come previsto dalla norma CEI 17-43 (applicabile solo a quadri ANS). Si ricordi comunque che un quadro dichiarato ANS, essendo riconosciuto dalla norma, ha una propria dignità normativa al pari di un quadro dichiarato AS. Unità di misura della sovratemperatura Il kelvin (K) è stato adottato in ambito nazionale ed internazionale come unità di misura dell'intervallo di temperatura e della temperatura termodinamica. Poiché il grado Celsius (°C), corrisponde all'intervallo di un kelvin una sovratemperatura verrebbe espressa dallo stesso numero sia in gradi Celsius che in gradi kelvin. La decisione di esprimere le sovratemperature in gradi kelvin evita però di confondere i limiti di sovratemperatura con valori di temperatura assoluta.

MAS lamiera

400 mm

10W 5W 5W 5W

mm

200

200

600 mm

600 mm

NO

mm

mm

10W 2W 8W 5W

Derivato AS

MAS lamiera

200

400 mm

10W 5W 5W 5W

Esempio di verifica della sovratemperatura

OK

400 mm

Derivato AS

Prototipo AS

600 mm

Quadro in materiale isolante fig. 2

Apparecchiatura ANS Apparecchiatura verificata parzialmente con prove di tipo e parzialmente tramite calcolo (CEI 17-43 - CEI 17-52 - CEI 11-26 ) ▼ Tisystem

Nota: al fine della rispondenza normativa un quadro dichiarato ANS ha la stessa dignità di un quadro dichiarato AS.

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CEI 17-43: metodo per la determinazione delle sovratemperature E' applicabile così com'é, senza prove di tipo (solo apparecchiatura ANS) CEI 17-52: metodo per la determinazione della tenuta al cto cto delle apparecchiature ANS Rimanda alla CEI 11-26: calcolo degli effetti delle correnti di cto cto. La CEI 17-52 dice inoltre che la tenuta al cto cto di una ANS viene considerata verificata se i calcoli dimostrano che la ANS non deve sopportare sollecitazioni meccaniche più elevate della struttura di serie (di riferimento). In pratica, secondo quanto sopra esposto, bisogna ripartire gli sforzi meccanici su un numero maggiore o minore di isolatori a seconda che si estrapoli verso l'alto o verso il basso Estrapolazione Tipo struttura ANS AS * ANS

Icc 60 kA 50 kA 40 kA

Passo isolatori portasbarra 400 mm 500 mm 600 mm

* L'estrapolazione parte da un punto di riferimento che è stato realmente verificato con una prova di tipo, questo per controllare l'applicabilità dalla CEI 11-26 al sistema, in esame.

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Valori di picco della prima semionda della corrente di cto cto (Ipk) compresa la componente unidirezionale Il vettore della tensione ruota 50 volte al secondo rispetto allo 0, il c.to-c.to puo' avvenire in qualsiasi istante quindi "l'angolo di inserzione" Ψ è casuale (fig. 3). Analizziamo i due estremi, cioé Ψ = π/2 (90°) e Ψ = 0 (0°) per un cto cto in un circuito puramente induttivo: 1) Ψ = π/2 La sinusoide della corrente è simmetrica rispetto allo 0 e il valore Ipk = √ 2 Icc Esempio Icc = 10 kA Ipk = 14,1 kA

La corrente è in ritardo di 90° (rispetto alla tensione) punto inizio cto cto ψ = π/2

V

V

0

t

ψ ψ = angolo di fase

i 0

inviluppi simmetrici t

fig. 3

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2) Ψ = 0


Si può essere portati a dire (erroneamente) che in questo caso, la sinusoide della corrente, essendo sfasata di 90° in ritardo, parte da un massimo negativo in un tempo = 0 (fig. 4). Questo non è possibile in quanto V = L di dt cioé la tensione per sostenere un simile fenomeno deve tendere all'infinito, mentre abbiamo appena visto che V = 0; quindi la corrente parte da 0 ed assume un andamento totalmente asimmetrico e costante nel tempo. La sinusoide della corrente è totalmente asimmetrica rispetto allo 0 ed il valore Ipk = √ 2 Icc . 2 Esempio Icc = 10 kA Ipk = 28,2 kA

▼

ψ =0

punto inizio cto cto

V

0

▼

Non è possibile in quanto V = L di dt

t

quindi

inviluppi asimmetrici

▼

i

0

t

fig. 4

R

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Abbiamo esaminato circuiti puramente induttivi; in realtà, esistendo delle componenti resistive, l'andamento della corrente è il seguente (sempre per Ψ = 0): Ipk = k √ 2 Icc inoltre l'asimmetria non è costante nel tempo (fig. 5). k è un coefficiente il cui valore, compreso tra 1 e 2, è inversamente proporzionale al "peso" della componente resistiva, cioé dipende dal cosϕ di c.to c.to; praticamente più abbiamo Icc basse più statisticamente cosϕcc è alto quindi k tende al valore unitario. Viceversa se la Icc è elevata cosϕcc è basso quindi k tende a 2. I valori di k sono indicati anche dalla CEI 17-13/1.

~ 0,01 s i

gli inviluppi dei picchi di corrente non sono simmetrici rispetto all'asse del tempo ~ 0,05 s

0 t

~ 0,02 s

fig. 5

N.B. Un dispositivo limitatore impedisce che venga raggiunto il valore di cresta della prima semionda (fig. 5a).

i

Andamento naturale Andamento limitato

t

fig. 5a R

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Dalla curva in esame si può notare che, per la Icc presunta efficace = 50 kA, senza dispositivo di limitazione; Ipk ≅ 105 kA con cosϕ = 0,2; con limitatore MA1250 Ipk ≅ 85 kA (fig. 6) Caratteristica di limitazione dalla Ipk determinata dall'interruttore Megatiker MA1250

10

3

Ip (kA) 0,15 10 85 kA

2

0,20

MA1250

0,3

0,5 10

1

0,7 0,8

0,9

cosϕ standard di cto cto normati da CEI 17-13/1

0

10

0

10

10 1

2

Icc (kA)

50 kA

10

fig. 6

Icc = corrente simmetrica presunta di cortocircuito (valore efficace in kA) Ipk = massimo valore di cresta massimi valori di cresta della corrente presunta di cortocircuito corrispondenti ai fattori di potenza sopraindicati massimi valori di cresta della corrente presunta di cortocircuito

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Caratteristica di limitazione dalla Ipk determinata dall'interruttore Megatiker MA1600 Come si puo'notare dalla curva in esame l'MA1600 limita il valore Ipk analogamente all'MA1250 (fig. 7).

10

3

Ip (kA) 0,15 10 85 kA

2

MA1600 0,20

0,3

0,5 10

1

0,7 0,8

0,9

0

10

0

10

10 1

2

Icc (kA)

50 kA

10

fig. 7


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Caratteristica I2t/Icc dell'interruttore Megatiker MA1250 Dalla curva di limitazione dell'energia passante vediamo che a fronte di una Icc presunta efficace di 50 kA l'interruttore Megatiker MA1250 limita l'energia passante a 25 MA2s (fig. 8).

1010 1000 800

I2t (A2s)

1250

109

108

25 MA2s 107

106

105

104

103

102

101

100 100

101

102

103

104 Icc (A)

105

50 kA fig. 8

Intervento termico con partenza da caldo Θ0 = 70° C Icc = corrente simmetrica presunta di cortocircuito (valore efficace in A) I2t = energia specifica passante (A2s)

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Caratteristica I2t/Icc dell'interruttore Megatiker MA1600 Come si può notare dalla curva in esame l'interruttore Megatiker MA1600 limita il valore di A2s per Icc = 50 kA analogamente all'interruttore Megatiker MA1250 (fig. 9).

1010

1600 1250

I2t (A2s) 109

108

25 MA2s 107

106

105

104

103

102

101

100 100

101

102

103

104 Icc (A)

105

50 kA fig. 9

Intervento termico con partenza da caldo Θ0 = 70° C Icc = corrente simmetrica presunta di cortocircuito (valore efficace in A) I2t = energia specifica passante (A2s)

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Prove relative all'apparecchiatura

Elenco delle verifiche e prove da eseguire sulle apparecchiature AS ed ANS Le prove numerate da 1÷7 costituiscono le prove di “tipo” ed hanno lo scopo di verificare la conformità di un tipo di apparecchiatura alla norme. Vengono eseguite sul prototipo. Le prove numerate da 8 a 11 sono le prove “individuali” e hanno lo scopo di rivelare difetti inerenti ai materiali e alla fabbricazione. Caratteristiche n° da controllare Riferim. AS 1 Limiti di 8.2.1 Verifica dei limiti sovratemperatura di sovratemperatura tramite prove (prova di tipo) 2

Tenuta alla 8.2.2 tensione applicata

Verifica della tenuta alla tensione applicata (prova di tipo)

3

Tenuta al cortocircuito

8.2.3

Verifica della tenuta al cortocircuito (prova di tipo)

4

Efficienza del circuito di protez. Connessione fra le masse e il circuito di protezione

8.2.4

Tenuta al cortocircuito del circuito di protezione

8.2.4.2

5

Distanze in aria e superficiali

8.2.5

6

Funzionamento

8.2.6

7

8.2.7

8

Grado di protezione Cablaggio, funzionamento elettrico

8.3.1

9

Isolamento

8.3.2

8.2.4.1

10 Misura di protezione

8.3.3

11 Resistenza di isolamento

8.3.4

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Verifica dell’effettiva connessione fra le masse ed i circuiti di protezione, tramite ispezione o misura della resistenza (prova di tipo) Verifica della tenuta al cortocircuito del circuito di protezione tramite prova (prova di tipo) Verifica delle distanze in aria e superficiali (prova di tipo) Verifica del funzionamento meccanico (prova di tipo) Verifica del grado di protezione (prova di tipo) Ispezione della apparecchiatura includente l’ispezione del cablaggio e, se necessario, la prova del funzionamento elettrico (prove individuali) Prova di tensione applicata (prova individuale) Controllo delle misure di protezione e della continuità del circuito di protezione (prova individuale)

ANS Verifica dei limiti di sovratemperatura tramite prove o estrapolazione da apparecchiature di serie (AS) che abbiano superato la prova di tipo Verifica della tenuta alla tensione applicata secondo 8.2.2 oppure 8.3.2, o verifica della resistenza di isolamento secondo 8.3.4 (vedere n° 11) Verifica della tenuta al cortocircuito tramite prove o per estrapolazione da sistemazioni di apparecchiature di serie o similari che abbiano superato la prova di tipo

Verifica dell’effettiva connessione fra le masse ed i circuiti di protezione, tramite ispezione o misura della resistenza Verifica della tenuta al cortocircuito del circuito di protezione tramite prove o adeguato studio della sistemazione del conduttore di protezione (7.4.3.1.1 ultimo capoverso) Verifica delle distanze in aria e superficiali Verifica del funzionamento meccanico Verifica del grado di protezione Ispezione della apparecchiatura includente l’ispezione del cablaggio e, se necessario, la prova del funzionamento elettrico Prova di tensione applicata oppure verificata della resistenza di isolamento secondo 8.3.4 (vedere n° 11) Controllo delle misure di protezione Verifica della resistenza di isolamento se non sono state eseguite prove secondo 8.2.2 oppure 8.3.2 (vedere n° 2 e n° 9)

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Apparecchiature ASD

Tipi di apparecchiatura ASD - con involucro - per uso interno - contenente dispositivi di protezione con In per singola uscita ≤ 125A e Σ In in entrata ≤ 250A - Un verso terra = 300V - deve essere di tipo AS - destinati all'uso in corrente alternata N.B. Le apparecchiature destinate alle applicazioni domestiche o utilizzate da persone non qualificate devono essere di tipo ASD. - se la chiave è consegnata a persona qualificata il quadro B può non essere di tipo ASD (fig. 10).

Quadro senza portello

Quadro con portello munito di serratura

A

B fig. 10

- se il quadro A è installato in locale accessibile (chiave) solo a persona qualificata può non essere di tipo ASD (fig. 10). - persona qualificata o addestrata (CEI 64-8 art.29.1): 1) persona istruita (colui che per cultura o professione conosce i rischi legati all'utilizzo dell'energia elettrica) 2) persona avvertita (colui che svolge altre attività ma che è avvertito su come utilizzare il quadro elettrico).

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Apparecchiature ASD

Prescrizioni supplementari per i quadri ASD La norma CEI 17-13/3 è integrativa della CEI 17-13/1 nel senso che riporta solo le varianti; fra queste le più importanti si possono così sintetizzare: - Non sono ammessi quadri di tipo aperto o con grado di protezione inferiore a IP2XC. - E' definita una corrente nominale che è la somma aritmetica delle correnti nominali dei circuiti di entrata. - Sono definiti nuovi fattori di contemporaneità nominali convenzionali inferiori di un punto rispetto a quelli previsti per gli AS - L’incasso a muro dei quadri é da considerare condizione ordinaria. - Le parti in ferro dei quadri devono essere debitamente protette contro la ruggine e gli involucri devono essere resistenti agli urti. - E' vietato installare apparecchi su pannelli asportabili (ad esempio strumenti di misura o lampade spia non ad innesto); si possono nei casi necessari utilizzare a questo scopo pannelli a cerniera. - Per la protezione mediante isolamento completo non è richiesto che gli involucri abbiano grado di protezione ≥ IP2XC. - Non sono ammesse parti estraibili. - Sono cambiate le prove (vedere il paragrafo seguente).

InΣ =In(Σ Iu) fc In IP

2XC

anche da incasso protezione dalla ruggine e dagli urti singole uscite per i circuiti terminali per PE

Principali provvedimenti aggiuntivi per quadri ASD (fig. 11)

SITUAZIONI VIETATE fissaggio di apparecchi su pannelli asportabili (usare pannelli a cerniera)

installazione di di estraibili apparecchi installazione estraibili

R

fig. 11

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Apparecchiature ASD

Elenco delle verifiche e delle prove da eseguire N° 1

Caratteristiche da controllare Limiti di sovratemperatura

2

Proprietà dielettriche

3

Tenuta al cortocircuito

4

Efficienza del circuito di protezione Connessione effettiva fra le masse dell’apparecchiatura e il circuito di protezione Tenuta al cortocircuito del circuito di protezione

5 6

Distanze di isolamento in aria e superficiali Funzionamento meccanico

7

Grado dl protezione

8

Costruzione ed identificazione

9

Resistenza all’impatto

10

Resistenza alla ruggine e all'umidità Resistenza dei materiali isolanti al calore Resistenza dei materiali isolanti al riscaldamento anormale ed al fuoco

11 12

13

14

15 16

Resistenza meccanica dei mezzi di fissaggio degli involucri Cablaggio, funzionamento elettrico

Isolamento Misure di protezione

Riferimento Prova 8.2.1 Verifica dei limiti di sovratemperatura tramite prova (prova di tipo) 8.2.2 Verifica delle proprietà dielettriche tramite prova (prova di tipo) 8.2.3 Verifica della tenuta al cortocircuito tramite prove (prove di tipo) 8.2.4 8.2.4.1 Verifica della connessione effettiva tra le masse ed il circuito di protezione, mediante ispezione o misura della resistenza (prova di tipo) 8.2.4.2 Verifica della tenuta al cortocircuito del circuito di protezione tramite prova (prova di tipo) 8.2.5 Verifica delle distanze di isolamento in aria e superficiali (prova di tipo) 8.2.6 Verifica del funzionamento meccanico (prova di tipo) 8.2.7 Verifica del grado di protezione (prova di tipo) 8.2.8 Verifica della costruzione e della identificazione (prova di tipo) 8.2.9 Verifica della resistenza all’impatto, (prova di tipo) 8.2.10 Verifica della resistenza alla ruggine 8.2.13 e all'umidità (prova di tipo) 8.2.11 Verifica della resistenza dei materiali isolanti al calore (prova di tipo) 8.2.12 Verifica della resistenza dei materiali isolanti al riscaldamento anormale ed al fuoco dovuti ad effetti elettrici interni (prova di tipo) 8.2.14 Verifica della resistenza meccanica dei mezzi di fissaggio degli involucri (prova di tipo) 8.3.1 Ispezione dell’apparecchiatura compresa l’ispezione dei cablaggio e, se necessario, prova del funzionamento elettrico (prova individuale) 8.3.2 Prova dielettrica * (prova individuale) 8.3.3 Controllo delle misure di protezione e della continuità elettrica dei circuiti di protezione (prova individuale)

* non richiesta per costruzioni "semplici"

R

Quadri di distribuzione ASD Per i quadri ad installazione fissa per uso domestico e similari (terziario e piccola industria) con il campo di applicazione sotto indicato, è stata pubblicata la Norma Sperimentale CEI 23-51 "Prescrizioni per la realizzazione, le verifiche e le prove dei quadri di distribuzione per installazioni fisse per uso domestico e similare" quale ausilio ai tecnici preposti nelle fasi di realizzazione verifiche e prove delle apparecchiature. Campo di applicazione della Norma Sperimentale CEI 23-51 - Quadri in corrente alternata fino a 125A in entrata (raccomandazione degli ASD corrente totale in entrata max 250A). Dispositivi di protezione dal cortocircuito in uscita fino a 63 (raccomandazione degli ASD fino a 125A). Tensione di alimentazione fino a 440V. - Corrente di corto circuito fino a 10 kA oppure il quadro deve essere protetto da dispositivo limitatore con corrente limitata non superiore a 15 kA. In caso contrario la CEI 23-51 non si applica. 20

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Principali tipi di quadri I quadri b.t. possono avere le seguenti strutture (fig. 12): - aperte completamente o con la sola chiusura frontale (solo per uso da parte di personale addestrato, in officine elettriche o similari) - ad armadio con diversi sistemi di compartimentazione (usuali quadri di potenza Power center, Motor control center ecc.) - a leggio (di normale uso nei luoghi di controllo) - a cassette componibili (batterie di distribuzione) - da incasso o a parete Apparecchiatura aperta Struttura (di qualsiasi tipo) che sostiene l' equipaggiamento elettrico con le parti in tensione accessibili Apparecchiatura aperta con protezione frontale Apparecchiatura aperta con copertura frontale avente grado di protezione ≥ IP2x (xxB) Apparecchiatura chiusa Apparecchiatura chiusa su tutti i lati con grado di protezione ≥ IP2x (xxB) N.B. Il basamento può essere IP00; i piani orizzontali a portata di mano IPxxD

Quadro aperto completamente o con sola chiusura frontale

Quadro ad armadio

Quadro a leggio

Quadro a cassette componibili

Principali tipi di quadri Quadro da incasso o da parete

fig. 12

R

21

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Gradi di protezione preferenziali Il grado di protezione deve essere adeguato alle sollecitazioni ambientali; sono preferenziali i seguenti gradi: Installazione all'interno IP00 IP20 - IP21 IP30 - IP31 - IP32 IP40 - IP42 IP50

Installazione all'esterno

IP43 IP53 - IP54 - IP55 IP64 - IP65

Protezione contro i contatti diretti mediante ripari (fig. 13) Il grado di protezione minimo deve essere IP20 (oppure IPXXB). Per superfici orizzontali facilmente accessibile durante l’uso, il grado di protezione non deve essere inferiore a IP40 oppure (IPXXD). Per quadri ASD il grado di protezione deve esser almeno IP 2XC. La rimozione dei ripari deve esser possibile solo nel rispetto di una delle seguenti condizioni. 1) La rimozione deve richiedere l’uso di un attrezzo o di una chiave Ie chiavi sono ammesse solo se affidate a personale qualificato. 2) La rimozione deve provocare mediante interruttore elettrico, il sezionamento delle parti in tensione che diventano accessibili; se è prevista l’esclusione del blocco per l’ispezione da parte di persone autorizzate, il blocco deve riprestinarsi automaticamente alla richiusura della porta.. 3) La rimozione deve provocare, mediante idonei meccanismi, la protezione delle parti attive con uno schermo mobile. 4) Dietro al riparo principale deve esserci un secondo riparo che garantisca almeno un grado di protezione IP 10 rimovibile solo mediante attrezzo. La protezione può essere anche realizzata mediante isolamento oppure mediante alimentazione con bassissima tensione di sicurezza (SELV).

Rimozioni ammesse solo se affidate a personale qualificato

Protezione contro i contatti indiretti mediante ripari

Interblocco maniglia/ interruttore generale

minimo IP 10

Interblocco maniglia/interruttore generale R

fig. 13

22

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Gradi di protezione degli involucri (codice IP) IEC 529 (1989) - EN 60529 (1992) - CEI 70-1 (1992) Questa norma si applica agli involucri per materiale elettrico la cui tensione nominale non supera 72,5 kV. La seconda edizione di questa norma non varia in generale il significato dei gradi IP, ma chiarisce alcuni aspetti non evidenti sulla precedente edizione. Secondo detta norma il grado IP può essere usato esclusivamente con le due cifre caratteristiche e con le lettere addizionali previste che hanno il seguente significato: 1a cifra Protezione delle persone contro il contatto con parti pericolose (vedi anche lettera aggiuntiva) e protezione dei materiali contro l'ingresso dei corpi solidi estranei. Cifra IP0X IP1X

IP2X

Protezione contro l'ingresso dei corpi solidi

IP3X

IP4X

Significato nessuna protezione protetto contro i corpi solidi superiori a 50 mm (esempio: contatti involontari della mano) protetto contro i corpi solidi superiori a 12 mm (esempio: dita della mano) protetto contro i corpi solidi superiori a 2,5 mm (arnesi, fili) protetto contro i corpi solidi superiori a 1 mm (arnesi, fili, fili sottili)

IP5X

protetto contro le polveri (nessun deposito nocivo)

IP6X

totalmente protetto contro le polveri

R

23

sfera Ø 50 mm

dito di prova Ø 12 mm

filo Ø 2,5 mm

filo Ø 1 mm

camera a polvere di talco

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2a cifra Protezione dei materiali contro l'ingresso dannoso dell'acqua Cifra IPX0 IPX1

IPX2

Significato nessuna protezione protetto contro le cadute verticali di gocce d'acqua

protetto contro le cadute di gocce d'acqua fino a 15° dalla verticale

caduta gocce verticale

inclinazione 15° 15°

Protezione contro l'ingresso d'acqua

IPX3

protetto contro le cadute d'acqua a pioggia fino a 60° dalla verticale

IPX4

protetto contro gli spruzzi d'acqua da tutte le direzioni

IPX5

protetto contro i getti d'acqua con lancia da tutte le direzioni

60°

in tutte le direzioni Ø 6,3 mm - P ≥ 3 Atm

IPX6

protetto contro le proiezioni d'acqua simili a onde marine in tutte le direzioni Ø 12,5 mm - P ≥ 10 Atm

IPX7

protezione contro gli effetti dell'immersione immersione in vasca per 30 minuti

IPX8

R

24

protezione contro gli effetti delle sommersione

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Lettera aggiuntiva Da usarsi qualora la protezione delle persone contro il contatto con parti pericolose sia superiore a quella d'ingresso dei corpi solidi richiesta dalla prima cifra caratteristica. Lettera A

Significato protetto contro l'accesso con il dorso della mano. Il calibro di accessibilità di diametro 50 mm deve mantenere un'adeguata distanza dalle parti pericolose protetto contro l'accesso con un dito. Il dito di prova articolato di diametro 12 mm e di lunghezza di 80 mm deve mantenere una adeguata distanza dalle parti pericolose protetto contro l'accesso con un attrezzo. Il calibro di accessibilità di diametro 2,5 mm e di lunghezza 100 mm deve mantenere un'adeguata distanza dalle parti pericolose protetto contro l'accesso con unfilo. Il calibro di accessibilità di diametro 1 mm e di lunghezza 100 mm deve mantenere un'adeguata distanza dalle parti pericolose

B

C

D

Lettera A

Lettera B

3

2

1

f ≈ 5kg

4

Calibri di prova contro i contatti diretti

3

2

4

f ≈ 1kg 1

1 - sfera metallica Ø 50 mm 2 - piattello di arresto isolante Ø 45 mm 3 - impugnatura isolante Ø 10 mm, lunghezza 100 mm

1 - dito di prova metallico Ø 12 mm, lunghezza 80 mm 2 - piattello di arresto Ø 50 mm spessore 20 mm 3 - impugnatura isolante (dimensioni non specificate)

Lettera C

Lettera D 3

4

2

f ≈ 0,3kg 1

1 - asta rigida metallica Ø 2,5 mm 2 - sfera di arresto isolante Ø 35 mm 3 - impugnatura isolante Ø 10 mm, lunghezza 100 mm 4 - collegamento alla lampada di prova

3

2

4

f ≈ 0,1kg 1

1 - filo rigido metallico Ø 1 mm 2 - sfera di arresto isolante Ø 35 mm 3 - impugnatura isolante Ø 10 mm, lunghezza 100 mm 4 - collegamento alla lampada di prova

Lettera supplementare Da usarsi per fornire ulteriori informazioni relative al materiale. Lettera H M

S

R

W

25

Significato apparecchiatura ad alta tensione provato contro gli effetti dannosi dovuti all'ingresso d'acqua, quando le parti mobili dell'apparecchiatura (per esempio rotore di una macchina rotante) sono in moto provato per gli effetti dannosi dovuti all'ingresso d'acqua, quando le parti mobili dell'apparecchiatura (per esempio rotore di una macchina rotante) non sono in moto adatto all'uso in condizioni atmosferiche precise e dotato di misure o procedimenti protettivi addizionali

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Protezione contro i contatti indiretti mediante messa a terra

Involucro interno: SI Supporti interni: non necessario Viti, cerniere, targhette: non necessario

fig. 14

S max

AA AA AA AA

Collegamenti equipotenziali dei pannelli

S1

Con supporto apparecchi: SI S1 ≤ S max

AA AA AA AA

viti vit i

S1

Sola protezione apparecchi S1 ≤ 6 mm2 (consigliato) non necessario se le viti assicurano il contatto

fig. 15

R

26

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Strutture tipiche dei quadri A

A

A

V

Collegamenti a terra delle parti dei quadri Con supporto apparecchi: SI

Solo protezione apparecchi: SI (a meno che le cerniere non realizzino equipotenzialità)

Solo chiusura antimanovra: NO

fig. 16

4

2

1 5 4

Quadri con pannello frontale chiuso mediante viti o altri dispositivi richiedenti l’uso di un attrezzo 1) Materiale isolante di adeguata resistenza 2) Cavi in ingresso ed in uscita adeguatamente isolati (compreso PEN e PE) 3) Caratteristiche di doppio isolamento e contrassegno attestante tali caratteristiche 4) Grado di protezione non inferiore a IP40 5) Parti metalliche interne non messa a terra

3 Condizioni di protezione con involucro isolante

7

8

Quadri apribili Tutte le caratteristiche suddette e inoltre: 6) Maniglia adeguatamente isolata 7) Protezione contro i contatti diretti (calotte coprimorsetti, barre coperte, ecc..) 8) Barriera contro i contatti con parti metalliche interne che possono andare accidentalmente in tensione

6

R

fig. 17

27

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Tensione nominale di funzionamento Ue Limite di tensione entro cui un circuito dell'apparecchiatura funziona regolarmente (fig. 18).

L2

▼

L1

▼

Ue

L1

▼


N

▼

Ue

L3

Ue ≤ Ui

N

fig. 18

Tensione di isolamento nominale Ui Limite di tensione relativamente alla quale un circuito dell' apparecchiatura è stato designato e conseguentemente sottoposto alla tensione di prova applicata. Ue = stellata su circuiti monofasi, concatenata su circuiti 3F+N Tensione di prova La tensione di prova deve avere il valore indicato nelle tabelle sottoriportate, tratte dalla CEI 17-13/1. 8.2.2.4.1 Per il circuito principale e per i circuiti ausiliari non considerati in 8.2.2.4.2. Tensione d'isolamento nominale Ui (V) Ui ≤ 60

Tensione di prova a.c. - valore efficace (V) 1000

60 < Ui ≤ 300 300 < Ui ≤ 690 690 < Ui ≤ 800 800 < Ui ≤ 1000 1000 < Ui ≤ 1500 (solo per d.c.)

2000 2500 3000 3500 3500

8.2.2.4.2 Per i circuiti ausiliari che secondo le indicazioni del costruttore non devono essere collegati al circuito principale, conformemente alla tabella sotto riportata. Tensione d'isolamento nominale Ui (V)

Tensione di prova a.c. - valore efficace (V)

Ui ≤ 12 12 < Ui ≤ 60 Ui > 60

250 500 2 Ui + 1000 con un minimo di 1500

Questa tabella può anche essere applicata ai circuiti principali ed ausiliari con componenti elettronici in accordo con le indicazioni date dal costruttore. N.B. - La tensione di prova può essere applicata partendo dal 50% del valore richiesto.

R

28

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sistema 400/230V

sistema 400/230V

Ue = 690V a.c. Ui = 690V a.c. Uprova = 2500V x 1 min

Ue = 400V a.c. Ui = 690V a.c. Uprova = 2500V x 1 min

F N

sistema IT

▼

Teleruttore che funzionando a 230V determina Ue = 400V

Ui = concatenata anche sul monofase

L1 L2 L3 N

▼

1° guasto permanente

Nei sistemi IT tutti i componenti l'impianto (quadri compresi) devono avere una Ui relazionata alla concatenata (anche se monofasi)

apparecchiatura

U = concatenata

fig. 19

Corrente nominale Valore di corrente che non determina superamenti dei limiti di sovratemperatura (durata prova qualche ora)* * Questa definizione non subordina più l'intervento automatico della protezione (es. magnetotermica) al superamento della In (e quindi della sovratemperatura) del relativo circuito in quanto non identifica la In del magnetotermico con la In del circuito. BTicino, per ovvie ragioni di sicurezza e per coerenza con la norma CEI 64-8 (IB ≤ In ≤ Iz) identifica In del dispositivo magnetotermico posto a protezione del circuito stesso con la corrente nominale del circuito.

Corrente nominale ammissibile di breve durata (Icw) Valore efficace di una corrente che circola realmente nel circuito per un tempo specificato es. 20 kA x 1 s = 400 MA2s (verifica la tenuta termica del circuito e va sempre associata alla Ipk). Solitamente tale Icc è raggiunta con una tensione ridotta (se si utilizza la tensione nominale massima diventa corrente presunta) Corrente nominale ammissibile di picco (Ipk) Valore assegnato dal costruttore ad un determinato circuito che può sopportare in modo soddisfacente i relativi fenomini dinamici. Corrente di cto cto nominale condizionata (da interruttore limitatore o da fusibile) Valore efficace di una corrente presunta di cto cto che il circuito può portare a condizione che vi sia uno specificato dispositivo di limitazione associato. R

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Fattore di contemporaneità di un quadro o un circuito K = Σ IB / Σ In IB = corrente effettiva ciascun circuito In = corrente nominale ciascun circuito Il fattore di contemporaneità di un quadro o un circuito può essere definito dal costruttore o si possono utilizzare i valori convenzionali riportati nelle tabelle sottostanti.

Valori convenzionali per quadri AS ed ANS

Valori convenzionali per quadri ASD

Numero dei circuiti principali 2e3 4e5 da 6 a 9 compresi 10 (e più)

Fattore di contemporaneità 0,9 0,8 0,7 0,6

Numero dei circuiti principali 2e3 4e5 da 6 a 9 compresi 10 (e più)

Fattore di contemporaneità 0,8 0,7 0,6 0,5

Targhe 1) - nome o marchio costruttore * 2) - tipo o numero identificazione * costruttore del quadro è colui che realizza il montaggio dei componenti o l'organizzazione che se ne assume la responsabilità

Su documento riguardante l'apparecchiatura (o su targa) 1) - EN 60439-1 (CEI 17-13/1) 2) - f = 50 Hz 3) - Ue = 400V 4) - Ui = 690V 5) - Ue circuiti aux = 230V 6) - In ciascun circuito 7) - tenuta al cto cto: es. 20 kA x 1 s Ipk = 40 kA 8) - grado di protezione: IP40 9) - protezione delle persone: contatti diretti = mediante involucro contatti indiretti = mediante circuito di protezione con interruzione al 1° guasto sistema TT 10) - condizioni di servizio : installazione interna temperatura ambiente 40°C umidità relativa = 50% a 40°C 11) - dimensioni a - l - p (non obbligatoria per ANS) 12) - massa (non obbligatoria per ANS) 13) - coefficente di contemporaneità K del/dei vari circuiti. N.B. La targa deve essere solidamente applicata all'apparecchiatura e scritta in modo indelebile.

R

30

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Eliminazione cariche elettriche CEI 64-8 (462.4) Prevedere mezzi appropriati per assicurare la scarica dell'energia elettrica immagazzinata nei condensatori quando essa possa costituire un pericolo per le persone. CEI 64-8 (411.2) Q ≤ 0,5 µC per le parti toccabili in servizio ordinario Q ≤ 50 µC per le altre parti U (V) 220 380 500 1000 5000 10000

Cmax (µ F) CEI 64-8 0,16 0,09 0,07 0,03 0,007 0,003

Cmax (µ F) DPR 547/55 33 11 6,5 1,5 0,4 0,05

Q = C . V .√ 2

Norma CEI 17-13/1 art. 7.4.4 I contatti accidentali non sono considerati pericolosi se la tensione risultante delle cariche statiche scende sotto i 120V d.c. in meno di 5s dopo il sezionamento dell'alimentazione. Calcolo della resistenza di scarica dei condensatori La resistenza da installare per la scarica dei condensatori viene calcolata secondo formula indicata dalla norma CEI EN 60831-1 fascicolo 2379E (CEI 33-9). t

R≤

k . C . log e

UN √ 2 UR

dove: t é il tempo di scarica da UN √ 2 a UR espresso in secondi (s) R é la resistenza di scarica espressa in megaohm (MΩ) C é la capacità nominale, espressa in microfarad per fase (µ F) UN é la tensione nominale dell'unità, espressa in volt (V) UR é la tensione residua ammessa, espressa in volt (V) k é il coefficiente dipendente dal metodo di collegamento dei resistori con le unità capacitive. Ad esempio applicando la formula ad un gruppo di condensatori si ottiene: 180 s 3 x 33 µ F x Iog e

400V √ 2 75V

= 0,899 MΩ = 899 kΩ

Cioé la tensione residua VR si riduce al valore di 75V in tre minuti (180s). Per cui in questo caso o si mettono le resistenze calcolate secondo il metodo dei 120V in 5s oppure si mettono dei cartelli monitori. R

31

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Le quote indicate nel disegno sono "raccomandate" quindi non obbligatorie (fig. 20). Ragionevolmente, per quanto possibile, è bene attenersi a tali indicazioni.

Altezza di installazione ▼ ▼ ≤2m 1,6 m

▼ 0,8 m

▼ 0,2 m

▼

▼

▼

▼

fig. 20

R

32

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aa

AA AA AA

ff

b c

e

b Definizioni relative alla struttura

e d

fig. 21

Vietato entrare

Accessibilità al retroquadro

fig. 22

Involucro IPXXC Questo tipo di quadro è solitamente chiuso con viti e pertanto nessuna misura di protezione è richiesta per la parte interna

Quadro senza necessità di accesso all'interno in servizio ordinario

R

fig. 23

33

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Identificazione cavi La norma CEI 17-13 richiede la conformità alle indicazioni dello schema. "quando applicabile" devono essere conformi alle CEI 16-2 e 16-4. A tale riguardo vedere la tabella riportata sulla Guida alla dichiarazione di conformità dei quadri. Tipi di componenti Per quanto concerne i componenti si distinguono (con riferimento alla fig. 21): a) sbarre principali destinate ad alimentare più circuiti b) i circuiti principali comprendenti gli apparecchi e le connessioni che convogliano correnti forti destinate ad energizzare gli utilizzatori (circuiti di potenza) c) i circuiti ausiliari, comprendenti i dispositivi e le connessioni che convogliano correnti deboli destinate al controllo, alla segnalazione, al telecomando d) unità funzionali comprendenti tutti i componenti elettrici che concorrono a realizzare una specifica funzione (per esempio per la protezione di una conduttura l’unità funzionale può essere costituita da un interruttore automatico magnetotermico, per la protezione di un motore dal complesso comprendente fusibili, contattore, relè termico, ecc.) Le unità funzionali contenute in un quadro possono essere non separate, oppure separate mediante barriere o diaframmi per ottenere la protezione contro i contatti diretti, la limitazione della probabilità di trasmissione d’arco, la protezione contro il passaggio di corpi solidi. La suddivisione può essere (riferirsi sempre alla fig. 21): d) a scomparto e) a frazione di scomparto f) a celle (frazione di scomparto completamente chiuse salvo che per i passaggi delle connessioni) Gli scomparti e le celle possono essere non protette contro il contatto diretto oppure munite di barriere disposte in modo da proteggere gli operatori dai contatti diretti con le unità funzionali adiacenti. Condizioni di accessibilità di un retro quadro da parte di personale autorizzato (fig. 22-23) I passaggi che non sono riparati dalle parti attive con grado di protezione almeno IPXXB devono, considerarsi agibili solo a personale autorizzato. Ciò presuppone che siano tenuti chiusi a chiave e che possano essere aperti solo dagli addetti autorizzati debitamente addestrati e che esistano appositi cartelli monitori. L’agibilità a persone addestrate richiede che sia soddisfatta almeno una delle seguenti condizioni: - distanza sufficiente tra il gruppo funzionale, ispezionabile, debitamente protetto (almeno con grado IPXXA* ) e i gruppi funzionali adiacenti - uso di barriere di suddivisione fra scomparti - uso di celle di segregazione. Provvedimenti più semplici sono allo studio dal TC 64 IEC (S519). Comunque è fin d’ora ammesso che personale debitamente addestrato possa ispezionare, regolare, sostituire ed anche ampliare, sotto tensione, le apparecchiature interne ad un quadro.

R

* Non prescritto dalla Norma ma dedotto dalla consuetudine in atto (l’ispezionabilità delle cabine MT/BT ). 34

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Definizioni relative alla struttura Segregazioni: protezione contro i contatti diretti rispetto a parti in tensione poste al di là della barriera (fig. 24). Grado minimo prescritto IPXXB (grado minimo ottenuto con apparecchiature BTicino IP20) Segregazione Forma 1 Nessuna segregazione; per sostituire un componente bisogna togliere tensione all'interno del quadro Segregazione Forma 2 Segregazione delle sbarre principali dalle unità funzionali; per sostituire un componente bisogna togliere tensione all'interno del quadro. Segregazione Forma 3 (3A e 3B) Segregazione delle sbarre principali dalle unità funzionali e segregazione di tutte le unità funzionali l'una dall'altra, con l'eccezione dei loro terminali di uscita. Nella forma 3A i terminali di uscita non sono separati dalle sbarre principali, nella 3B sono invece separati. Con questa forma è possibile sostituire un'unità funzionale (se asportabile o estraibile) senza togliere tensione all'interno del quadro Segregazione Forma 4 Segregazione delle sbarre dalle unità funzionali e segregazione di tutte le unità funzionali l'una dall'altra, compresi i loro terminali di uscita. Con questa forma è possibile, oltre a quanto è previsto per il Forma 3, sostituire una linea di partenza senza togliere tensione all'intero quadro.

Forma 1 Nessuna separazione

Forma 2 Separazione delle sbarre dalle unità funzionali

Forma 3 Separazione delle sbarre dalle unità funzionali e separazione di tutte le unità funzionali l'una dall'altra con l'eccezione dei loro terminali di uscità

Forma 4 Separazione delle sbarre dalle unità funzionali e separazione di tutte le unità funzionali l'una dall'altra compresi i loro terminali di uscità

Forme 1 - 2 - 3 - 4

R

fig. 24

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Verifiche e prove

Verifica limiti di sovratemperatura Tale prova si pone l'obbiettivo di verificare che non vengano superati i limiti di sovratemperatura nelle diverse parti del quadro in modo da non provocare danni ai componenti od alle persone. I componenti installati nell'interno di un quadro quando sono attraversati dalle correnti di impiego IB generano calore per effetto Joule secondo la nota relazione Wd = RI2B (dove R è la resistenza del componente). La potenza effettivamente dissipata puo' essere ricavata facilmente moltiplicando il valore Wd riferito alla In per il rapporto I2B / I2n. Quindi un interruttore che ha una In (30°C) = 10A porterà a 60°C 9A quindi dissiperà (9/10)2 Pw (Pw = potenza dissipata a 10A). La potenza dissipata totale installata in un quadro provoca l'innalzamento di temperatura: - dell'aria interna al quadro rispetto all' aria ambiente - dei diversi componenti interni - degli involucri e delle maniglie esterne. La temperatura dell'aria interna è limitata dalle esigenze di funzionamento dei componenti, che non devono essere declassati oltre certi limiti: per esempio i cavi isolati in PVC hanno temperatura di esercizio di 70°C e per avere una portata residua non insignificante non devono essere installati in ambienti con temperatura superiore a 55 ÷ 60°C. Gli interruttori automatici magnetotermici hanno caratteristiche di intervento riferite a 30°C e quindi anticipano i tempi di intervento fino a richiedere declassamenti intollerabili per temperature superiori a 55 ÷ 60°C. Pertanto si può subito stabilire che la temperatura massima tollerabile nell' interno del quadro non deve superare i 55 ÷ 60°C (65°C nella parte alta).

R

36

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Verifiche e prove

Sovratemperature ammissibili nei quadri elettrici I limiti di temperatura indicati nella tabella sotto non devono essere superati per le apparecchiature se queste sono provate secondo le prescrizioni contenute nella Norma CEI 17-13/1. La sovratemperatura di un elemento o di una parte è la differenza tra la temperatura di questo elemento o parte e la temperatura dell’aria ambiente all’esterno dell’apparecchiatura. Parti di apparecchiatura Componenti incorporati 1)

Terminali per conduttori esterni isolati

Sovratemperatura (K) In accordo con le norme relative ai componenti singoli o, in assenza di tali norme; secondo le istruzioni del costruttore, tenendo in considerazione la temperatura interna dell’apparecchiatura. 70 2)

Sbarre e conduttori, contatti ad innesto di parti asportabili o estraibili che si collegano alle sbarre

Limitata da: - resistenza meccanica del materiale conduttore - possibili influenze sull’apparecchiatura adiacente - limite di temperatura ammissibile per i materiali isolanti a contatto con il conduttore - influenza della temperatura del conduttore sugli apparecchi ad esso connessi - per i contatti ad innesto, natura e trattamento superficiale del materiale dei contatti 3) Organi di comando manuale di metallo 15 3) Organi di comando manuale 25 in materiale isolante Involucri e coperture esterne accessibili 30 4) (superfici metalliche) Involucri e coperture esterne accessibili 40 4) (superfici isolanti) Connessioni particolari del tipo Determinata dai limiti fissati per i componenti a presa e spina dell’equipaggiamento di cui fanno parte (5)

Limiti di sovratemperatura

1) Il termine "componenti incorporati" significa: - apparecchi convenzionali di protezione e manovra; - sottoassiemi elettronici (es. ponti raddrizzatori, circuiti stampati); - parti di equipaggiamento (es. regolatore, alimentatore stabilizzato di potenza, amplificatore operazionale). 2) Il limite di sovratemperatura di 70K è un valore basato sulla prova convenzionale di cui in 8.2.1. Un’apparecchiatura usata o provata nelle condizioni di installazione può avere connessioni di tipo, natura e disposizione diverse da quelle usate per la prova; può quindi risultare ed essere richiesta o accettata una sovratemperatura diversa sui terminali di connessione. 3) Per gli organi di comando manuale posti all’interno dell’apparecchiatura, accessibili solo dopo la sua apertura (ad es. maniglie di emergenza e maniglie estraibili, d’uso poco frequente) sono ammesse sovratemperature più elevate. 4) Salvo prescrizione diversa, nel caso di coperture ed involucri accessibili, ma che non richiedono di essere toccati in condizioni normali di servizio, è ammesso aumentare i limiti di sovratemperatura di 10 K. 5) Ciò permette un grado di flessibilità rispetto all’equipaggiamento (es. dispositivi elettronici) soggetto a limiti di sovratemperatura diversi da quelli normalmente attribuiti agli apparecchi di protezione e manovra.

Unità di misura della sovratemperatura Il kelvin (K) è stato adottato in ambito nazionale ed internazionale come unità di misura dell'intervallo di temperatura e della temperatura termodinamica. Poiché il grado Celsius (°C), corrisponde all'intervallo di un kelvin una sovratemperatura verrebbe espressa dallo stesso numero sia in gradi Celsius che in gradi kelvin. La decisione di esprimere le sovratemperature in gradi kelvin evita però di confondere i limiti di sovratemperatura con valori di temperatura assoluta. R

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Verifiche e prove Per quadri AS Per AS

V

A B

Generatore tensione Generatore diditensione ad per 1 industriale minuto aimpulso frequenza per 1 minuto

Sintesi della prova di tenuta alla tensione applicata Per quadri ANS (misura di resistenza di isolamento)

Per ANS (misura di resistenza di isolamento)

kΩ

B

A

Megaohmetro Megaohmmetro alimentato a 500V con uscita a 500V d.C. Minimo 1 kΩ per ogni V di tensione nominale

Minimo 1 kΩ per ogni V di tensione nominale stellata

fig. 25

R

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Verifiche e prove

Verifica tenuta alla tensione applicata (fig. 26) Tale prova si pone l'obbiettivo di evitare cedimenti d'isolamento che potrebbero innescare cto cto.

L1 L2

G

L3 N PE

involucro metallico fig. 26

Tensione applicata x 1min a 50 Hz: deve avere il valore indicato nelle tabelle sottoriportate, tratte dalla CEI 17-13/1. 8.2.2.4.1 Per il circuito principale e per i circuiti ausiliari non considerati in 8.2.2.4.2.

Tensione d'isolamento nominale Ui (V) Ui ≤ 60 60 < Ui ≤ 300 300 < Ui ≤ 690 690 < Ui ≤ 800 800 < Ui ≤ 1000 1000 < Ui ≤ 1500 (solo per d.c.)

Tensione di prova a.c. - valore efficace (V) 1000 2000 2500 3000 3500 3500

8.2.2.4.2 Per i circuiti ausiliari che secondo le indicazioni del costruttore non devono essere collegati al circuito principale.

Tensione d'isolamento nominale Ui (V) Ui ≤ 12 12 < Ui ≤ 60 Ui > 60

Tensione di prova a.c. - valore efficace (V) 250 500 2 Ui + 1000 con un minimo di 1500

Questa tabella può anche essere applicata ai circuiti principali ed ausiliari con componenti elettronici in accordo con le indicazioni date dal costruttore. N.B. - La tensione di prova può essere applicata partendo dal 50% del valore richiesto.

R

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Verifiche e prove Foglio metallico al di sopra delle aperture delle giunzioni

G L1

Prova particolare per involucro isolante

L2 L3 involucro isolante V prova x 1,5

N

fig. 27

Verifica richiesta solo per ANS L1 L2

K

L3 N Verifica resistenza di isolamento

PE

risultato ok

es. E = 230V

R ≥ 230 kΩ

▲

V applicata = 500V

se R ≥ 1 kΩ per V

▲

N.B. CEI 64-8 R ≥ 500 kΩ (quindi richiedere sempre tale valore) fig. 28

R

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Verifiche e prove

Prova tensione a impulso, sostitutiva delle precedenti Es. 8 kV 1.2/50 µs

kV % Valore di cresta V

fron te d 'o

ell' on da

50

ad

Parametri caratteristici di un impulso

cod

nda

≅ 100

t (µs)

Tc Te Tc = tempo di cresta Te = tempo emivalore

fig. 29

Tenuta al cortocircuito dei quadri elettrici La Norma CEI 17-13/1 prescrive che i quadri elettrici siano costruiti in modo da resistere alle sollecitazioni termiche e dinamiche derivate dalla corrente di cortocircuito fino al valore specificato dal costruttore. Verifica tenuta al cto cto Tale prova si pone l'obbiettivo di verificare che non si abbiano deformazioni degli involucri (con variazioni del grado di protezione), diminuzione distanze in aria (con piegature delle barre), proiezione di pannelli frontali (a causa delle sovrapressioni dovute all'energia d'arco). Quando è necessario effettuare tale verifica? Verifica necessaria per Icc > 10 kA valore efficace > 15 kA valore di cresta limitata Ne consegue che in tutti i casi in cui siamo al di sotto di tali valori non neccessitano particolari considerazioni sulla tenuta al c.to c.to, salvo naturalmente accertarsi che i dispositivi di protezione siano in grado di interrompere le Icc previste.

R

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Verifiche e prove

Caratteristica di limitazione dalla Ipk determinata dal Btdin 60 - 100 - 250 Si può notare che tutti i Btdin limitano la Ipk sotto i 15 kA, esattamente ≤ 7,5 kA (fig. 30). Quindi nei quadri protetti da tali componenti non necessitano particolari verifiche per quanto concerne la tenuta al c.to c.to.

10

3

Ipk (kA) 0,15 10

2

0,20

0,25

0,45 10

Btdin 100

1

0,65

63 32

16 10

0,75 Btdin 60

0,85

4 0,9

0

10

0

10

10 1

2

Icc (kA)

10

fig. 30

Icc = corrente simmetrica presunta di cortocircuito (valore efficace in kA) Ipk = massimo valore di cresta massimi valori di cresta della corrente presunta di cortocircuito corrispondenti ai fattori di potenza sopraindicati massimi valori di cresta della corrente effettiva di cortocircuito

R

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Verifiche e prove

Caratteristica di limitazione dalla Ipk determinata dal Megatiker MA100 - MA/ME125 Anche i questi tipi di dispositivi la Ipk risulta limitata sotto i 15 kA (fig. 31).

10

3

Ipk (kA) 0,2 10

2

0,25

0,3 MA 15 kA

100 - 125A 40 - 63A 25A

0,5

10

ME

1

0,7 0,8

16A

0,9

0

10

0

10

Icc (kA)

2

10 1

10 25 kA 19 kA

fig. 31

Icc = corrente simmetrica presunta di cortocircuito (valore efficace in kA) Ipk = massimo valore di cresta massimi valori di cresta della corrente presunta di cortocircuito corrispondenti ai fattori di potenza sopraindicati massimi valori di cresta della corrente effettiva di cortocircuito

R

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Verifiche e prove

Apparecchiatura dotata di dispositivo di protezione

▲

Dichiarare Icc presunta efficace max ai terminali di uscita

Apparecchiatura non dotata di dispositivo di protezione nell'unità d'arrivo Dichiarare Icc di breve durata per 1 s e I picco oppure La Icc nominale condizionata da protezione magnetotermica o fusibile (posta a monte) specificando: - corrente nominale - potere di interruzione - corrente limitata - I2t A Se abbiamo una risalita sbarre verificare la Icw x 1 s in modo da garantire la protezione o da un magnetotermico a monte o dall'intervento M.T. B Le sbarre principali devono essere verificate (protette da dispositivo a monte). C La possibilità di c.to c.to su questo tratto è ipotizzata molto improbabile quindi il tratto stesso và verificato in funzione delle sollecitazioni limitate dall'interruttore derivato. D Questo c.to c.to è previsto, quindi necessita una verifica

▲

SI

A

B

▲

sbarre principali

▲

SI

NO

C

▲

SI

D

R

fig. 32

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Verifiche e prove

Tenuta al cortocircuito delle apparecchiature elettriche La Norma CEl 17-13/1 prescrive che per un’apparecchiatura avente più unità di arrivo che possono funzionare contemporaneamente, o una unità di arrivo e una o più unità di partenza verso macchine rotanti di potenza elevata che possono contribuire alla corrente di cortocircuito, deve essere preso un accordo allo scopo di definire i valori della corrente di cortocircuito presunta in ogni unità di arrivo, di partenza e nelle sbarre. Rapporto fra i valori di picco ed i valori efficaci della corrente di cortocircuito Il valore di picco della corrente elettrica (valore di picco della prima semionda della corrente di cortocircuito compresa la componente unidirezionale), che serve per determinare gli sforzi elettrodinamici, si ottiene moltiplicando il valore efficace della corrente di cortocircuito per il fattore "n" desumibile dalla tabella sotto. Valore efficace della corrente di cortocircuito

cosϕ

n = K.√2

Icc ≤ 5 kA 5 kA < Icc ≤ 10 kA 10 kA < Icc ≤ 20 kA 20 kA < Icc ≤ 50 kA 50 kA < Icc

0,7 0,5 0,3 0,25 0,2

1,5 1,7 2 2,1 2,2

R

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Dati relativi all'apparecchiatura

Dati relativi all’apparecchiatura Il costruttore * deve fornire le informazioni relative all’apparecchiatura fornita. Tali informazioni possono essere riportate in targa oppure fornite in altre maniere appropriate. Le informazioni riportate ai punti 1 e 2 devono essere riportate in targa le altre possono essere riportate anche su altri documenti (schemi cataloghi ecc.) 1. Nome e marchio di fabbrica del costruttore (per costruttore si intende la ditta o l’impresa che ne cura il montaggio finale). 2. Tipo e numero di identificazione che renda possibile ottenere dal costruttore tutte le informazioni necessarie. 3. Norma di riferimento (CEI 17-13/1 EN 60439/1 ) 4. Natura della corrente e frequenza nel caso di a.c. 5. Tensioni di funzionamento nominali. 6. Tensioni nominali dei circuiti ausiliari. 7. Limiti di funzionamento (corrente nominale, corrente di cortocircuito, fattore di contemporaneità ecc). 8. Corrente nominale di ciascun circuito. 9. Tenuta al cortocircuito. 10. Grado di protezione. 11. Misura di protezione delle persone. Contro i contatti diretti e indiretti. 12. Condizioni di servizio per installazione all’interno, all’esterno o per usi speciali, se differenti dalle condizioni normali di servizio. 13. Tipo e sistema di messa a terra per il quale l’apparecchiatura è destinata. 14. Dimensioni (altezza, larghezza, profondità). Massa o peso, questa indicazione non è prevista per le costruzioni elettriche ANS. All’interno dell’apparecchiatura deve essere possibile identificare i singoli circuiti ed i loro dispositivi di protezione. * Ditta o impresa che ne cura il montaggio finale , o l'organizzazione e che se ne assume la responsabilità (colui che sottoscrive la dichiarazione di conformità alle norme CEI 17-13 )

Istruzioni per l’installazione, il funzionamento e la manutenzione Il costruttore deve specificare nei suoi documenti o cataloghi le eventuali condizioni per l’installazione il funzionamento e la manutenzione dell’apparecchiatura e degli equipaggiamenti in essa contenuti. Se lo schema dei collegamenti non risulta evidente dalla sistemazione materiale degli apparecchi installati, si devono fornire adeguate informazioni aggiuntive quali schemi dei circuiti o tabelle dei collegamenti. Condizioni di servizio Le apparecchiature conformi alla Norma CEI 17-13 sono previste per il funzionamento nelle normali condizioni di servizio. Se si usano componenti che non sono previsti per queste condizioni devono essere adottati accorgimenti particolari atti ad assicurare un corretto funzionamento.

R

46

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Colori degli indicatori luminosi e loro significato

Colore Significato Rosso Emergenza

Spiegazione Condizioni pericolose

Azione dell'operatore Azione immediata per trattare una condizione pericolosa (per es. azionando l’arresto di emergenza)

Giallo

Anormale

Controllo e/o intervento (per es. ristabilendo la funzione desiderata)

Verde

Normale

Condizione anormale; Condizione critica imminente Condizione normale

Blu

Obbligatorio

Indicazione della condizione che richiede un’azione dell’operatore

Azione obbligatoria

Altre condizioni: può essere usato ogni volta che si ha un dubbio sull’impiego dei colori rosso, giallo, verde, blu

Controllo

Bianco Neutro

Facoltativa

Esempi d'applicazione Pressione/temperatura fuori dai limiti di sicurezza. Caduta di tensione interruzione Oltrecorsa oltre la posizione di arresto Pressione/temperatura superiore ai limiti normali. Sganciamento del dispositivo di protezione Pressione/temperatura entro i limiti normali. Autorizzazione a procedere Istruzione per inserire valori preselezionati

Informazione generale

Luci intermittenti Per ulteriore distinzione o informazione e specialmente per dare maggiore evidenza al segnale si possono usare luci intermittenti nei seguenti casi: - per attirare l’attenzione; - per richiedere un’azione immediata; - per indicare una discordanza tra il comando dato e lo stato reale dell’apparecchiatura; - per indicare un cambiamento in corso (intermittenza durante il periodo di transizione). Si raccomanda di utilizzare la frequenza più elevata delle luci intermittenti per l’informazione avente priorità superiore (Pubblicazione IEC 73 per i valori di intermittenza raccomandati e per i rapporti impulso/pausa). I principi di indicazione sono allo studio nel CENELEC CT 44X).

R

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Pulsanti luminosi Gli attuatori dei pulsanti luminosi devono essere colorati conformemente al codice delle tabella sotto. Quando risulta difficile assegnare un colore appropriato, deve essere usato il bianco. Il colore rosso per l’attuatore di arresto di emergenza non deve dipendere della sua fonte di luce. In aggiunta alle indicazioni funzionali si raccomanda che i pulsanti siano marcati con segni grafici, vicino o preferibilmente sugli attuatori, per es.: Avviamento o inserzione

Avviamento o disinserzione

Pulsanti che provocano alternativamente avviamento e arresto o inserzione e disinserzione

417-IEC 5007

417-IEC5008

417-IEC-5010

I

Codice-colori per i pulsanti e loro significato

I

Pulsanti che provocano un movimento quando sono premuti, e un arresto quando sono rilasciati (per esempio azione mantenuta) 417-IEC-5011

T

Colore

Significato

Spiegazione

Esempi di applicazione

Rosso

Emergenza

Giallo

Anormale

Azionare in caso di condizione pericolosa o emergenza Azionare in caso di condizione anormale

Arresto di emergenza. Inizio della funzione di emergenza Intervento per sopprimere una condizione anormale. Intervento per riavviare un ciclo automatico interrotto

Verde

Sicurezza

Blu

Obbligatorio

Bianco

Non viene attribuito alcun significato specifico Non viene attribuito alcun significato specifico Non viene attribuito alcun significato specifico

Grigio

Nero

Azionare in caso di condizione di sicurezza o per preparare una condizione che richiede un’azione obbligatoria Azionare in caso di condizione che richiede un’azione obbligatoria Per l’avvio generale delle funzioni ad eccezione dell’arresto di emergenza (Vedere anche la nota) Per l’avvio generale delle funzioni ad eccezione dell’arresto di emergenza (Vedere anche la nota) Per l’avvio generale delle funzioni ad eccezione dell’arresto di emergenza (Vedere anche la nota)

Funzione di ripristino

Avvio (preferenziale) Arresto

Avvio Arresto

Avvio Arresto (preferenziale)

Nota - Quando viene utilizzato un mezzo supplementare di codifica (per es. struttura, forma, posizione) per l’identificazione degli attuatori a pulsante, lo stesso colore bianco, grigio o nero può essere utilizzato per varie funzioni (per es. bianco per attuatori di avvio e arresto).

R

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Forma geometrica e significato dei segnali di sicurezza La tabella sotto dà il significato generale della forma geometrica Forma geometrica

Significato

Divieto o prescrizione

▼

Forma geometrica e significato generale

Avvertimento

Salvataggio, informazione o complementare

Colori di sicurezza e colori di contrasto Il significato generale assegnato ai colori di sicurezza deve essere quello indicato nella tabella sotto. Colore di sicurezza Rosso

Giallo Significato generale dei colori di sicurezza Verde

Azzurro 2)

Significato o scopo Arresto Divieto

Esempi di applicazioni Segnale di arresto Dispositivo di arresto di emergenza Segnale di divieto Questo colore s'impiega anche per segnalare materiale antincendio Attenzione Segnali di avvertimento Pericolo latente (pericoli di incendio, esplosione radiazione, tossicità ecc.) Segnaletica di soglie, passaggi bassi, ostacoli, ecc. 1) Situazioni di sicurezza Segnali di passaggi Pronto soccorso e di uscite di sicurezza Docce di soccorso Posti di pronto soccorso e di salvataggio Prescrizione Segnali di obbligo di portare Informazione un equipaggiamento individuale di sicurezza Ubicazione del telefono

1) Il rosso-arancio fluorescente (vedere UNI 7543/2, prospetto II) può essere impiegato al posto del giallo, fuorché nei segnali di sicurezza. Questo colore ha in effetti un grado di visibilità elevata particolarmente nelle condizioni di illuminazione naturale debole. 2) E' da considerarsi come colore di sicurezza solo in combinazione con simboli o con un testo su segnali di prescrizione o di informazione con istruzioni tecniche di sicurezza ad esclusione degli avvisi (vedere UNI 7543/3).

R

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Professional Club

Dati relativi ai componenti ATTENZIONE PRIMA DI ACCEDERE AI CIRCUITI ELETTRICI DELLE APPARECCHIATURE APRIRE L'INTERRUTTORE GENERALE ED ATTENDERE ALMENO UN MINUTO PER CONSENTIRE LA SCARICA DEI CONDENSATORI

IMPIANTI ELETTRICI SOTTO TENSIONE

ATTENZIONE PERICOLO

E' VIETATO : ● Eseguire lavori su impianti sotto tensione ● Toccare gli impianti se non si è autorizzati ● Togliere i ripari e le custodie di sicurezza prima di aver tolto tensione.

Esempi di cartelli antinfortunistici

E' OBBLIGATORIO : ● Aprire gli interruttori di alimentazione del circuito, prima di effettuare interventi.

● Assicurarsi del collegamento a terra prima di iniziare i lavori. ● Tenersi ben isolati da terra, con mani e piedi asciutti, o usando pedane e guanti isolanti. ● Tenere lontani dagli impianti materiali estranei.

MA HE ICO SC TTR E EL

R

50

NON USARE ESTINTORI IDRICI O A SCHIUMA SU APPARECCHIATURE ELETTRICHE IN TENSIONE

Professional Club

Manutenzione

Concetto generale di manutenzione Il concetto di manutenzione è così descritto dalla Norma UNI 9910 (CEI 56-50): "Combinazione di tutte le azioni tecniche ed amministrative, incluse le azioni di supervisione, volte a mantenere od a riportare un componente, un'apparecchiatura o sistema nello stato in cui possa eseguire la funzione richiesta". Con questo riferimento la progettazione di un impianto elettrico, la scelta dei componenti e le condizioni di esercizio impongono una strategia di manutenzione. Per garantire che il quadro elettrico sia sempre nelle condizioni di massima sicurezza e affidabilità, è opportuno seguire programmi di manutenzione preventiva, per ridurre al minimo interventi di manutenzione correttiva o di riparazione a guasto ormai avvenuto. Messa in servizio La prima operazione da effettuare è il collegamento dei circuiti esterni. Seguendo le indicazioni dello schema elettrico si procede all’allacciamento dei circuiti di potenza e successivamente dei circuiti ausiliari. Controlli preliminari Prima di mettere in tensione il quadro, eseguire i seguenti controlli: - controllo visivo generale per accertare eventuale presenza di corpi estranei - pulizia generale con particolare attenzione alle parti isolanti, utilizzando stracci asciutti - verifica del serraggio di ogni connessione - verifica del serraggio e della continuità del circuito di protezione eseguire su ogni interruttore alcune manovre di azionamento, incluse le diverse posizioni di funzionamento degli interruttori in esecuzione estraibile sezionabile - verificare il corretto collegamento di tutti i circuiti ausiliari ed i circuiti della strumentazione - controllare mediante megaommetro il valore di resistenza d’isolamento tra le varie parti e tra le fasi verso massa: - minima tensione di prova 500V a.c. - valore minimo di resistenza 1 kΩ/V (ad esempio 400 kΩ per 400V a.c., secondo CEI EN 60439-1). Al termine di questa sequenza preliminare di controllo portare tutti gli interruttori in posizione di contatti principali aperti, riarmando quelli eventualmente rimasti in posizione di "scattato relè". Mettere il quadro in condizioni di funzionamento chiudendo tutte le coperture previste ed inserendo tutti gli eventuali interblocchi. Per interruttori aperti tipo Megabreak occorre caricare manualmente le molle di chiusura. Messa in tensione - collegare l’alimentazione ai circuiti ausiliari e verificare il funzionamento delle segnalazioni e degli eventuali comandi - mettere in tensione il circuito di potenza verificare con i relativi dispositivi gli interruttori differenziali, la strumentazione ed ogni altra apparecchiatura senza carico. - chiudere i vari circuiti di potenza in modo sequenziale e verificare il corretto funzionamento - se l’impianto lo permette, verificare il funzionamento con tutti gli utilizzatori collegati in funzione. R

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Professional Club

Manutenzione

Esempio di scheda di manutenzione programmata Componente: Interruttori Intervallo di intervento consigliato: - semestrale Descrizione delle operazioni: 1

interruttori estraibili/sezionabili: verificare il corretto funzionamento nelle varie posizioni

2

interruttori differenziali: mensilmente verificare con circuito di prova o tasto di prova il corretto funzionamento

3

interruttori con fusibili: verificare l'eventuale invecchiamento (alterazione di colore) dei punti di contatto dei fusibili

4

controllare il serraggio di conduttori/barre nei punti di allacciamento agli interruttori

5

verificare il corretto funzionamento degli interblocchi elettrici/meccanici

6

verificare il corretto funzionamento degli accessori interni agli interruttori (bobine ausiliari - comando)

7

per interruttori aperti tipo Megabreak verificare il funzionamento del motore carica molle di chiusura/apertura

8

in presenza di particolari sollecitazioni elettriche - meccaniche, verificare con intervallo di tempo minore il corretto funzionamento di tutti i componenti

9

pulizia generale con stracci asciutti, senza utilizzare prodotti liquidi o chimici

10 ....................................................................................................................................... Nota: Si richiama l’attenzione sulla necessità di eseguire la gran parte delle operazioni sopra descritte in assenza di tensione.

Interventi di manutenzione programmata data ..........................

N° operazioni eseguite ............... firma ......................................

data ..........................


data ..........................


data ..........................


data ..........................


data ..........................


data ..........................


R

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Professional Club

Addetti Persona istruita per conoscenze tecniche ed esperienze

CEI 64-8 PAR. 29.1

Persona addestrata

Persona avvertita che riceve istruzioni riguardanti pericoli dell'elettricità

Definizione del personale (competenze in relazione al pericolo elettricità)

R

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CEI 11-27 PAR. 1.2.13 PAR. 1.2.14

Preposto ai lavori. Persona responsabile dell'esecuzione dei lavori affidatigli e delle misure di sicurezza

Addetto ai lavori. Persona addestrata che esegue materialmente lo specifico lavoro

CEI EN 60204-1 PAR. 3.30 PAR. 3.35

Persona istruita. Persona avente conoscenze tecniche od esperienza per conoscere ed evitare pericoli

Persona avvertita. Persona sufficientemente informata o sorvegliata da persona istruita

Professional Club

Esempi di verifica

Determinazione della temperatura all'interno dei quadri Per la verifica della sovratemperatura in un quadro é indispensabile determinare la Potenza totale dissipata dai componenti e dai collegamenti in esso contenuti Ptot. Per calcolare la Ptot converrà tener conto delle condizioni di carico dei circuiti, definite in base alla conoscenza delle correnti effettive, oppure in base all’applicazione di fattori di contemporaneità opportunamente calcolati. A tale scopo si propone un metodo di valutazione delle condizioni di carico che considera le variazioni determinate dalla temperatura all’interno del quadro, con i conseguenti riflessi sui valori delle correnti nominali. Il metodo prevede la riparametrazione delle correnti nominali di ciascun circuito In… alla temperatura effettivamente presente all'interno del quadro. Poichè la temperatura non dovrebbe superare i 65°C nella parte superiore, si può supporre che la stessa in corrispondenza dell'altezza media del quadro si aggirerà sui 60°C. Sarà quindi necessario, una volta stabilito il valore massimo di temperatura ϑ ammesso all'interno di un quadro (dato di partenza della progettazione), identificare per ciascun interruttore i valori della corrente nominale riparametrata alla temperatura Inϑ, con l'aiuto di apposite tabelle. L'applicazione della formula di seguito riportata consentirà di valutare le potenze effettivamente dissipate dai diversi apparecchi. Ptot = Pd gen

(

Inϑ gen In gen

2

2

2

2

) ( ) ( ) ( ) ( Inϑ...

+ Pd...

+ Pd3

In...

Inϑ3 In3

+ Pd2

Inϑ2 In2

+ Pd1

Inϑ residua * In1

2

)

* (fino esaurimento Inϑ gen)

▲

Icc = 20 kA

A

Schema del quadro ANS in verifica

V

P

x1

x1

x2

x6

x4

Interruttore

MA630

ME160

ME125

Btdin250

Btdin250 ME160

n° interruttore

1

1

2

1

6

1

4

In (30-40 °C)

630A

160A

100A

40A

25A

160A

63A

In0 (60 °C)

570A

130A

92A

34A

21,8A

130A

53A

IB

540A

127A

90A

32A

20A

126A

45A

459xK(0,9) = 414

Btdin250

180xK(0,7) = 126 540A

R

- Tenuta al cto cto condizionata dai dispositivi di protezione interni all'apparecchiatura: 20 kA - Grado di protezione: IP30 - Protezione delle persone dai contatti diretti mediante involucro - Protezione delle persone dai contatti indiretti mediante circuito di protezione con interruzione al 1° guasto (sistema TN-S) - Condizioni di servizio: temperatura ambiente 35°C (uso interno). 54

Professional Club

Esempi di verifica

∆ θ = 30°K

A A A V 1+1

1+1

1+1

Quadro Multi-a system HD appoggiato a parete 600x600 mm

CV

3

3

= 12W

ϑamb = 35°C ∆ϑ = 30°K Potenza dissipabile = 414W IϑG < Σ Iϑ derivati

A

131W

MA630

∆θ = 25°K

B

C

D

E

ME160 Btdin ME125 ME125 (160A) (40A) (100A) (100A)

S

F

G

H

I

L

M

Btdin

T

25A 25A 25A 25A 25A 25A

U

63A 63A 63A 63A

N

O

P

Q

Btdin

R ME160 (160A)

Verifica sovratemperatura quadro ANS

n° interruttori interruttori + basi + cavi interruttore barre ▼

▼

▼

interruttore basi cavi ▼ ▼

2

Ptot = (47,7+83,3)

▼

▼

A

130 160

2

( )

R

+ 2 (16,5+0,99+5,55)

55

( 3440 ) +

C

2

2

( ) + (16,5+0,99+5,55) ( 2463 ) + 53 63

N-O al 100% 2

+ 2 (19,5+2,7+6,9)

R

2

+ (12+0,39+3,48)

F-G-H-I-L-M

+ (45,9+4,2+13,44)

D-E

2

21,8 + 6 (7,2+0,36+2,16) ( ( 570 25 ) 630 )

P (carico 130-106=24)

92 91 ( 100 ) + (45,9+4,2+13,44) ( 160 ) + (13x3) + 12 = 2

B (con carico rimanente)

S-T-U

misura

363W

Professional Club

Esempi di verifica

Megatiker M160÷1600 installati in quadri Cavo/barra tipo MA630 MH630 ML630

Uso delle tabella Potenza dissipata dagli interruttori per l'identificazione dei valori da considerare



Potenza dissipata Pd (W) dai componenti

In (A)

Sezione (mm2)

R (Ω/km)

Pd cavo/barra*

Pd per polo**

Pd totale barra+polo

320

30x5

0,140

14,34

4,10

18,44

400

30x5

0,140

22,40

6,40

28,80

500

40x6

0,088

21,88

10,00

31,88

630

50x6

0,070

27,78

15,90

43,68

Megatiker ME160 installati in quadri Cavo

Potenza dissipata Pd (W) dai componenti

In (A)

Sezione (mm2)

R (Ω/km)

Pd cavo* in quadri

Pd per polo**

Pd totale cavo+polo

25

10

2,290

1,44

3,4

4,84

40

16

1,450

2,32

4,8

7,12

63

25

0,930

3,69

5,9

9,59

100

50

0,460

4,6

7,5

12,1

160

20x3

0,350

8,96

15,3

24,26

Megatiker MD125-MA100-MA125/ME125/MS125, installati in centralini/in quadri In (A)

Cavo Sezione R (mm2) (Ω/km)

Potenza dissipata Pd (W) dai componenti Pd cavo Pd cavo * Pd in centralini in quadri per polo**

Pd totale cavo + polo in centralini in quadri

16

4

5,920

0,76

1,52

1,35

2,11

2,87

25

10

2,290

0,72

1,44

2,70

3,42

4,14

40

16

1,450

1,16

2,32

2,4

3,56

4,72

63

25

0,930

1,85

3,7

4,20

6,05

7,9 8,72

80

35

0,660

2,11

4,22

4,5

6,61

100

50

0,460

2,30

4,6

6,50

8,80

11,1

125

50

0,460

3,60

7,2

9,40

13,00

16,6

Btdin 60/100/250, magnetotermici 6÷63A, installati in centralini/in quadri Cavo Sezione R (mm2) (Ω/km)

In (A)

Potenza dissipata Pd (W) dai componenti Pd cavo Pd cavo* Pd Pd totale cavo + polo in centralini in quadri per polo** in centralini in quadri

6

2,5

9,550

0,17

0,34

1,10

1,27

1,44

10

2,5

9,550

0,48

0,96

1,10

1,58

2,06

16

4

5,920

0,76

1,52

1,50

2,26

3,02

20

6

3,950

0,79

1,58

1,70

2,49

3,28

25

10

2,290

0,72

1,44

2,40

3,123

3,84

32

10

2,290

1,17

2,34

3,10

4,27

5,44

40

16

1,450

1,16

2,32

4,00

5,16

6,32

50

25

0,930

1,17

2,34

4,50

5,67

6,84

63

25

0,930

1,85

3,7

5,50

7,35

9,2

In = corrente nominale dell'interruttore (40°C Megatiker)

R

*

potenza dissipata da un cavo/barra di lunghezza 1 m N.B. : Nell'esempio di verifica riportato alla pagina precedente é considerato solo il 50% della Pd cavo evidenziata, ossia il contributo dei cavi in uscita, poiché i collegamenti di alimentazione in entrata sono realizzati con barre e basi Tifast Moduli

**

potenza dissipata da un polo dell'interruttore N.B. : In un sistema trifase, se il carico è equilibrato, il polo di neutro non deve venire considerato

56

Professional Club

Esempi di verifica

Quadro dichiarabile con Icc 20 kA condizionata 1

4MA2 s

MA630

Ip=27 kA

3 5

2

4

6

7

ME160 Btdin ME125 ME125 (160A) (40A) (100A) (100A)

7

25A 25A 25A 25A 25A 25A

7

63A 63A 63A 63A

Btdin

Btdin

ME160 (160A)

Verifica tenuta al cto cto Verificare il quadro nei vari punti e confemare l'idoneità alla tenuta al cto-cto:

Componenti comunque protetti da interruttore Megatiker MA630

R

57

1 ingresso cavi 2// 185 mm2 1° ancoraggio max 350 mm (50 kA) su entrata/uscita MA630A 2 barra a "C" 81888 + isolatore 81881/1. 50 kA x 1 s tenuta termica distanza max isolatori 800 mm; 35 kA tenuta dinamica (73,5 IPK) 3 barra flex isolata 81890/630 (200 mm2) 529 MA2s (termica) max ancoraggio 350 mm (50 kA) 4 barra flex isolata 81890/400 (128 mm2) 216 MA2s (termica) 5 barra flex isolata 81890/160 (40 mm2) 21 MA2s (termica) 6 barra come sopra protetta a valle da ME160A max ancoraggio 200 mm (35 kA) 7 sistema Tifast 25 kA x 1 s Ip = 52,5 kA 8 cavi in uscita dai derivati: ME160A verificare max ancoraggi 200 mm (35 kA) Tutti gli altri interruttori limitano la IPK sotto i 15 kA.

Professional Club

Esempi di verifica

Megatiker MA/MH/ML630-800

10 3 9 8 7 6 5 4 3

2

2

0, IP (kA)

10 2 9 8 7

25

0,

6

ML MH

5

MA

4

3

0,

3

27 kA 2

5

0, 10 1 9 8 7

7

0, 8

6

0,

5 4 3

9

0, 2

10 0 100

2

3

4

5

6

7 8 9 10 1

20 kA

3

4

5

6

7 8 9 10

Icc (kA)

Icc = corrente simmetrica presunta di corto circuito (valore efficace ) Ip = massimo valore di cresta massimi valori di cresta della corrente presunta di cortocircuito corrispondenti ai fattori di potenza sopra indicati massimi valori di cresta della corrente effettiva di corto circuito

R

58

2

Professional Club

Esempi di verifica

Megatiker ME160

10 3 9 8 7 6 5 4 3

2

2

0, IP (kA)

10 2 9 8 7

25

0,

6 5 4

3

0,

3

ME160B

16 kA

ME160N ME160H 160 A

5

0,

10 1 9 8 7

25 A

7

0, 8

6

0,

5 4 3

9

0, 2

10 0 100

2

3

4

5

6

7 8 9 10 1

20 kA

3

4

5

6

7 8 9 10

Icc (kA)


R

59

2

Professional Club

Megatiker MA100 - MA/ME125

Esempi di verifica

10 3 9 8 7 6 5 4 3

2

2

0,

IP (kA)

10 2 9 8 7

25

0,

6 5 4

3

0,

3

MA

ME

2

15 kA

100 -125A 40-63A

5 0,

25A 10 1 9 8 7

,7

0

16A

8

6

0,

5 4 3

9

0, 2

10 0 100

2

3

4

5

6

7 8 9 10 1

20 kA

3

4

5

6

7 8 9 10

Icc (kA)


R

60

2

Professional Club

Esempi di verifica

Caratteristica di limitazione Btdin 60/100/250

10 3 9 8 7 6 5 4 3

2

IP (kA)

10 2 9 8 7 6 5 4

25

0,

3

2

45

0, 10 1 9

65 btdin100

0,

8 kA

63

7

75 0, btdin60

6 5

32 16

6

4

85

0,

3

2

10 0 100

9

0,

2

3

4

5

6

7 8 9 10 1

20 kA

3

4

5

6

7 8 9 10

2

Icc (kA)


R

61

Professional Club

Esempi di verifica

Esempio t finale = 65°C t ambiente = 35°C ∆t = 30°K morsettiera tetrapolare / 80A 6,5 moduli *

MD125 In = 80A It = 75A 6 moduli

Verifica sovratemperatura quadro ASD

Id

Btdin60 In = 50A It = 42,5A 8 moduli

Id


Id


Installazione in quadri modulari MAS moduli necessari = 36,5

Metodo A (analitico) (partendo da derivati piccoli) 2

2

2

2

75 - 42,5 - 27,8 + 8,21 x 3 x ( 42,5 ) + 8,21 x 3 x ( ) = 58W ( ) + 7,44 x 3 x ( 27,8 50 50 32 )

Ptot = 8,72 x 3 x 75 80

K=

8403C + 8403TG = 65W (400x600 mm)

▼

75 = 0,66 112,8

(partendo da derivati grandi) 2

2

2

) + 8,21 x 3 x ( 75 -5042,5 ) = 51W ( ) + 8,21 x 3 x ( 42,5 50

Ptot = 8,72 x 3 x 75 80

* N.B. - gli interruttori Btdin60 possono venire alimentati mediante Tifast Pettini utilizzando per l'installazione pannelli art. 8536/16 DGH

R

62

Professional Club

Esempi di verifica

Esempio t finale = 65°C t ambiente = 35°C ∆t = 30°C morsettiera tetrapolare 125A

MD125 In = 100A It = 92A 6 moduli

8 moduli


Id

Id


Id


Installazione in quadri modulari MAS moduli necessari = 38 Verifica sovratemperatura quadro ASD

Metodo A (analitico) (partendo da derivati piccoli)

Ptot = 11,1 x 3 x

K=

2

2

2

2

92 + 7,44 x 3 x 27,8 + 8,21 x 3 x 42,5 + 8,21 x 3 x 92 - 42,5 - 27,8 ) = 67W ) ( 100 ( 50 ( 32 ) ( 50 ) 8403C + 8403TG = 65W (400x600 mm)

▼

92 = 0,81 112,8

(partendo da derivati grandi)

Ptot = 11,1 x 3 x

2

2

2

92 + 8,21 x 6 x 42,5 + 7,44 x 3 x 7 ( 100 ) ( 32 ) ( 50 )

= 65W

* N.B. - gli interruttori Btdin60 possono venire alimentati mediante Tifast Pettini utilizzando per l'installazione pannelli art. 8536/16 DGH

R

63

Professional Club

Esempi di verifica

Megatiker MD125-MA100-MA/ME/MS125, installati in centralini/in quadri

Uso della tabella Potenza dissipata dagli interruttori per l'identificazione dei valori da considerare

In (A)

Cavo Sezione R (mm2) (Ω/km)

Potenza dissipata Pd (W) dai componenti Pd cavo * Pd cavo * Pd Pd totale cavo + polo in centralini in quadri per polo** in centralini in quadri

16

4

5,920

0,76

1,52

1,35

2,11

2,87

25

10

2,290

0,72

1,44

2,70

3,42

4,14

40

16

1,450

1,16

2,32

2,4

3,56

4,72

63

25

0,930

1,85

3,7

4,20

6,05

7,9

80

35

0,660

2,11

4,22

4,5

6,61

8,72

100

50

0,460

2,30

4,6

6,50

8,80

11,1

125

50

0,460

3,60

7,2

9,40

13,00

16,6

Btdin 60/100/250 con modulo differenziale Salvavita - Btdin 60 differenziale monoblocco versione tetrapolare, installati in centralini/in quadri Cavo Potenza dissipata Pd (W) dai componenti In Sez. R Pd cavo Pd cavo Pd interruttore differenz. Pd totale Pd totale cavo + polo (A) (mm2) (Ω/km) in centralini in quadri magneto. mod. differ. inter.+ diff. in centralini in quadri 6

2,5

9,55

0,17

0,34

1,1

0,07

1,17

1,34

1,51

10 2,5

9,55

0,48

0,96

1,1

0,196

1,3

1,78

2,26

16 4

5,92

0,76

1,52

1,5

0,501

2

2,76

3,52

20 6

3,95

0,79

1,58

1,7

0,783

2,48

3,27

4,06

25 10

2,29

0,72

1,44

2,4

1,223

3,62

4,34

5,06

32 10

2,29

1,17

2,34

3,1

2,003

5,1

6,27

7,44

40 16

1,45

1,16

2,32

4

0,878

4,88

6,04

7,2

50 25

0,93

1,17

2,34

4,5

1,371

5,87

7,04

8,21

63 25

0,93

1,85

3,7

5,5

2,177

7,68

9,53

11,38

In = corrente nominale dell'interruttore (30°C Btdin) * potenza dissipata da un cavo di lunghezza 0,5 m nei centralini e 1 m nei quadri ** potenza dissipata da un polo dell'interruttore N.B. : In un sistema trifase, se il carico è equilibrato, il polo di neutro non deve venire considerato

R

64

BTicino - Impianti Elettrici - Quadri Elettrici

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