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PREFAZIONE

È la prima volta che decido di promuovere congiuntamente la preparazione e la diffusione di una collanaeditoriale e tale decisione non poteva che riguardare l’impiantistica elettrica, elettronica , ascensori ,scalemobili che coinvolge migliaia di operatori aventi diversi livelli professionali. Questa decisione è stata presacon lo scopo di contribuire alla crescita culturale e professionale degli operatori del settore, perché è tra gliobiettivi di promuovere la cultura della sicurezza elettrica, elettronica, manutenzione, installazione degliimpianti negli edifici, alla cui preparazione ed applicazione e contribuire alla formazione degli operatori delsettore. È quindi un momento particolare per il settore dell’impiantistica, anche alla luce delle nuovetecnologie che si stanno imponendo. Infatti, la normativa tecnica è in evoluzione e ha necessità di guide diapplicazione.In fine del corso questi informazioni diventerà un libro che sarà il risultato di un lavoro di gruppo, in cuisono stati coinvolti diversi autori del “GRUPPO INGEGNERI TECNICI MANUTENTORI “ sarà scelti sulla basedelle competenze a proposito degli specifici argomenti.IN FASE INIZIALE è STATO NOMINATO SIG.MIRKO SPADONI, in fase di completamento del libronomineremo anche altri candidati del gruppo. Grazie per la collaborazione.

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UNITÀ DI MISURA

In Italia e nell’Unione Europea è in vigore il Sistema di unità di misura detto Internazionale, in sigla SI. Glialtri sistemi di misura preesistenti sono stati dichiarati non validi, in quanto usano grandezze “nonassolute”, cioè soggette a variazioni di valore. Per esempio non è “assoluto” il “sistematecnico” che adotta come unità fondamentale il kg-forza, in quanto il suo valore varia da luogo a luogo infunzione della accelerazione di gravità. Questa è la corretta teoria; purtroppo, nella pratica (specie nei Paesiextraeuropei di lingua inglese) sono ancora in uso unità di misura quali: pollice, piede, yarda, libbra, cavallo-vapore, ecc.

Il Sistema Internazionale di unità di misura SI è l’unico sistema utilizzabile in tutto il territorio dell’UnioneEuropea in quanto adottato con la Direttiva 80/181/CEE, pubblicata nel 1980. Successivi emendamenti allaDirettiva consentono fino al 2010 anche l'utilizzo, in aggiunta, delle unità imperiali inglesi (pollici,galloni,ecc…). Il sistema si basa su sette grandezze fondamentali e due supplementari. Le grandezze utilizzate nel SIsono riportate nelle tabelle e si dividono in fondamentali, supplementari e derivate.

Tab. 1 Grandezze fondamentali, supplementari e relative unità

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Tab. 2 Grandezze derivate di maggiore interesse per progettisti ed installatori elettrici

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SEGNI GRAFICI

I segni grafici da utilizzare in elettrotecnica sono codificati dal Comitato Tecnico 3 dell’IEC ed adottati dalCENELEC e dal CEI. Esiste una vasta raccolta di segni raggruppati per scopi specificiche risolvono la stragrande maggioranza delle necessità impiantistiche. In alcuni casi particolari(apparecchiature di recente concezione o di utilizzo non esteso) non è possibile individuare simboliadeguati; in tali casi possono essere creati nuovi simboli il cui significato deve però essere spiegato in unalegenda allegata al disegno nel quale sono utilizzati. I “simboli di maggiore interesse”, alcuni dei quali sonoqui di seguito riprodotti, sono elencati nelle pubblicazioni:• CEI EN 60617-3 (CEI 3-15): Conduttori e dispositivi di connessione• CEI EN 60617-7 (CEI 3-19): Apparecchiature e dispositivi di comando e protezione• CEI EN 60617-8 (CEI 3-20): Strumenti di misura, lampade e dispositivi di segnalazione• CEI EN 60617-11 (CEI 3-23): Schemi e piani di installazione architettonici e topografici

SIMBOLITab. 3 Segni grafici distintivi (CEI 3-19)

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Tab. 4 Contatti a due o tre posizioni (CEI 3-19)

Tab. 5 Contatti a funzionamento anticipato e ritardato

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Tab. 5 Contatti a ritardo intenzionale

Tab. 6 Contatti a ritorno automatico e a posizione mantenuta

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Tab. 7 Ausiliari di comando unipolari (CEI 3-19)

Tab. 8 Ausiliari di posizione (CEI 3-19)

Tab. 9 Contatti funzionanti per effetto della temperatura (CEI 3-19)

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Tab. 10 Apparecchi di manovra e comando (CEI 3-19)

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Tab. 11 Avviatori motori (CEI 3-19)

Tab. 12 Dispositivi di comando (CEI 3-19)

Tab. 13 Esempi di relé di misura (CEI 3-19)

Tab. 14 Dispositivi vari (CEI 3-19)

Tab. 15 Strumenti di misura e dispositivi di segnalazione

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Tab. 16 Esempi di strumenti indicatori (CEI 3-20)

Tab. 17 Esempi di strumenti registratori (CEI 3-20)

Tab. 18 Esempi di strumenti integratori (Contatori) (CEI 3-20)

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Tab. 19 Lampade e dispositivi di segnalazione (CEI 3-20)

Tab. 20 Linee (CEI 3-23)

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Tab. 21 Indicazione di conduttori (CEI 3-23)

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Tab. 22 Segni per l’installazione architettonica: Prese a spina (CEI 3-23)

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Tab. 23 Segni per l’installazione architettonica: Interruttori (CEI 3-23)

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Tab. 24 Canalizzazioni prefabbricate

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Tab. 25 Conduttori e dispositivi di connessione (CEI 3-15)

Tab. 26 Derivazioni, morsetti, collegamenti (CEI 3-15)

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Tab. 27 Dispositivi di connessione (CEI 3-15)

Tab. 28 Segni grafici di terra

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SCHEMI

Nell’ambito dell’attività impiantistica e della sua documentazione, lo schema ha una funzione essenziale,quale strumento destinato alla rappresentazione dei diversi collegamenti che consentono ai componentielettrici di operare. Esistono diversi tipi di schema, a seconda delle finalità che il progettista si pone; nelseguito viene fornita una panoramica. Lo schema elettrico è la rappresentazione grafica realizzata mediantel’uso di segni grafici, con blocchi di identificazione ed annotazioni riferite ai componenti di un impianto.Oltre che per la realizzazione dell’impianto stesso, lo schema viene utilizzato in fase di esecuzione,manutenzione e di prova, per cui deve essere completo di tutte le nozioni ed informazioni necessarie alloscopo.La rappresentazione di un circuito può essere di tipo:• unifilare : due o più conduttori vengono rappresentati da una sola linea, e i segni grafici fornisconol’indicazione del numero di conduttori presenti in ogni linea e delle loro connessioni• multifilare : è la vera rappresentazione completa di un circuito elettrico.Nell’ambito dei circuiti costitutivil’apparecchiatura o l’impianto,si possono inoltre distinguere:• circuiti di potenza : circuiti il cui compito è alimentare gli organi di potenza;• circuiti ausiliari : circuiti che alimentano bobine di comando (contattori, relé, ecc.) e che servono aprovocare manovre e/o segnalazioni.

Fig. 29 Rappresentazione grafica di un circuito unifilare (a) e trifilare (b) per l'alimentazione di un motore

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Fig. 30 Schema di circuito trifilare e funzionale

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Categorie d'impiego dei contattori secondo IEC 947

Corrente alternata

(IEC 408 - CEI 17-11 - VDE 0660 T1)

Categoriad'impiego

Applicazioni Tipiche

AC-1 Inserzione o disinserzione di carichi non o debolmente induttivi, forni a resistenza

AC-2 Avviamento e arresto di motori ad anelli

AC-3 Avviamento ed arresto con interruzione dell'alimentazione di motori a gabbia

AC-4 Avviamento e frenatura in controcorrente, manovra ad impulsi di motori a gabbia

AC-5a Inserzione di lampade a gas

AC-5b Inserzione di lampade ad incandescenza

AC-6a Inserzione di trasformatori

AC-6b Inserzione di batterie di condensatori

AC-7a Inserzione di carichi debolmente induttivi per applicazioni domestiche e similari

AC-7b Motori di elettrodomestici

AC-8aInserzione di motori per compressori di raffreddamento ermeticamente incapsulati,con ripristino manuale del sovraccarico

AC-8bInserzione di motori per compressori di raffreddamento ermeticamente incapsulati,con ripristino manuale del sovraccarico

AC-11 Comando di elettromagneti in a.c. (IEC 337-1, CEI 17-12 VDE 0660T2)

AC-12Comando di carichi resistivi e carichi a stato solido con isolamento ottenuto con optoisolatori

AC-13 Comando di carichi a stato solido con trasformato di isolamento

AC-14 Comando di piccoli carichi elettromagnetici (<= 72 VA)

AC-15 Comando di carichi elettromagnetici (> 72 VA)

AC-20 Inserzione e disinserzione di carichi a vuoto

AC-21 Inserzione o disinserzione di carichi non o debolmente induttivi, forni a resistenza

AC-22Inserzione e disinserzione di carichi misti resistivi e induttivi, compresi sovraccarichimodesti

AC-23Avviamento ed arresto con interruzione dell'alimentazione di motori a gabbia ocarichi fortemente induttivi

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Categorie d'impiego dei contattori secondo IEC 947

Corrente continua

(IEC 408 - CEI 17-11)

Categoriad'impiego

Applicazioni Tipiche

DC-1Inserzione o disinserzione di carichi non o debolmente induttivi, forni a resistenzaL/R = 1 ms

DC-3Motori in derivazione: avviamento, arresto, frenatura in contro corrente, manovraad impulsi

DC-5Motori in serie: avviamento, arresto, frenatura in contro corrente, manovra adimpulsi

DC-6 Inserzione di lampade ad incandescenza

DC-11 Comando di elettromagneti L/R = 40 ms (IEC 337-1 CEI 17-12 VDE 0660T2)

DC-12Comando di carichi resistivi e a stato solido con isolamento ottenuto con optoisolatori

DC-13 Comando di elettromagneti

DC-14 Comando di carichi elettromagnetici aventi resistori economizzatori nel circuito

DC-21Inserzione o disinserzione di carichi non o debolmente induttivi, forni a resistenzaL/R = 1 ms

DC-23Connessione e distacco di carichi fortemente induttivi (es. motori in serie) L/R = 15ms

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CONCETTI E FORMULECorrente continua (c.c.) e corrente alternata (c.a.) Gli impianti elettrici sono alimentati in corrente continua(che può essere anche ondulata) o in corrente alternata. La Norma CEI 64-8 “Impianti elettrici utilizzatori atensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua” alla notadell’art. 411.1.4.3 indica che una grandezza continua (c.c.), è ritenuta convenzionalmente non ondulataquando:

- l’ondulazione sinusoidale non è superiore al 10% in valore efficace, oppure- l’ondulazione non sinusoidale presenta un valore massimo di picco non superiore a 140 V per un

sistema in c.c. con tensione nominale di 120 V, o analogamente 70 V per un sistema in c.c. contensione nominale di 60 V.

La corrente continua è caratterizzata da un solo senso di percorrenza, dal morsetto del generatore(convenzionalmente definito polo positivo +) al polo negativo (-). Essa è pertanto unidirezionale. Lacorrente alternata è caratterizzata da un’inversione periodica del senso di percorrenza: il valore varia dazero ad un valore massimo nei due sensi, per tornare poi nuovamente a zero compiendo un’oscillazionecompleta. L’intervallo di tempo T è definito periodo e rappresenta il tempo necessario affinché la grandezzaperiodica compia un’oscillazione completa; esso è misurato in secondi. Un secondo conterrà un certonumero di periodi, questo numero rappresenta la frequenza della grandezza periodica. La frequenza nel SI

(sistema internazionale di unità) viene indicata con la lettera f e misurata in Hz. La frequenzarisulta legata al periodo della grandezza periodica dellarelazione:

f =1 / T

L’energia elettrica in Europa e in molti altri Paesi è prodotta e distribuita a 50 Hz, in altri per esempio USA,Giappone, Brasile è a 60 Hz. In Italia la frequenza usata per la corrente alternata vale 50 Hz; il periodo diuna oscillazione vale dunque 0,02s. La circolazione della corrente elettrica determina fenomeni resistivicome più avanti descritto.

Legge di OhmScoperta dal fisico tedesco Georg Ohm nel 1829, è la legge fondamentale dell’elettrotecnicadove:V - tensione, in volt (V)R - resistenza, in ohm ( Ω ) I - corrente, in ampere (A)

La legge di ohm stabilisce una diretta proporzionalità tra corrente e tensione.

V = R * I

R = V / I

I = V / R

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Resistenze in Serie

Quando si hanno delle resistenze in serie, la resistenza totale è data dalla somma delle singoleresistenze:

RT = R1 + R2 + R3 + ... + RN

Legenda: RT resistenza totale ( )

R1 ÷ RN valore delle singole resistenze ( )

Resistenze in Parallelo

Quando si hanno delle resistenze in parllelo, la resistenza totale è data dal reciproco dalla sommadei reciproci delle singole resistenze:

RT = 1 / ( 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + ... + 1 / RN )

quando si hanno solo due resistenze in parallelo si può applicare la seguente formula:

RT = 1 / R1 + 1 / R2

Legenda: RT resistenza totale ( )

R1 ÷ RN valore delle singole resistenze ( )

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Trasformazione Triangolo-Stella e Stella-Triangolo

Trasformazione Triangolo-Stella

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Triangolo Stella

RA = ( RAB * RAC ) / ( RAB+ RAC + RBC )

RB = ( RAB * RBC ) / ( RAB+ RAC + RBC )

RC = ( RAC * RBC ) / ( RAB+ RAC+ RB )

Trasformazione Stella-Triangolo

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Stella Triangolo

RAB = RA + RB + ( RA * RB ) / RC

RBC = RB + RC + ( RB * RC ) / RA

RAC = RA + RC + ( RA * RC ) / RB

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Potenzacorrente alternata trifase

P = √3 . V · I · cos

Q = √3 . V · I · sen

A = √3 . V · I

corrente alternata monofaseP = V · I · cos Q = V · I · sen A = V · I

V = P / ( I . cos I = P / V. cos

corrente continua

P = V.I =R.I2 =V2 / RV = P / II = P / V = V / RR = V / I = P / I2 = V2 / P

dove:V - tensione, in volt (V)R - resistenza, in ohm ( )I - corrente, in ampere (A)P - potenza attiva, in watt (W)Q - potenza reattiva, in voltampere reattivo (VAr)A - potenza apparente, voltampere (VA)cos - fattore di potenza (coseno dell’angolo tra il vettore tensione e il vettore corrente)√3 = 1,73 coefficiente per i circuiti trifasi in corrente alternata trifase

Si riportano i coefficienti di trasformazione tra CV (cavalli vapore) grandezza non più utilizzabile ekW.1 Kw = 1,36 CV1 kWh = 1,36 CVhCV = 0,736 kW