Guida al Sistema Bassa Tensione

Guida

2014-2015

TM

Indice

Indice Generale Guida al Sistema Bassa Tensione

1 Introduzione 3

2 Le norme 11

3 Caratteristiche della rete 17

4 Protezione dei circuiti 37

5 Caratteristiche degli apparecchi di protezione 117 e manovra

6 Protezione delle persone 371

7 Protezione degli apparecchi utilizzatori 409 e ambienti particolari

8 Quadri prefabbricati 473

9 Il sistema di installazione modulare 503

10 Illuminazione di emergenza 521

1

Introduzione

2

3

Indice 1 - Introduzione

n Generalit pag. 4

n Studio di una installazione pag. 7

Introduzione

4

Generalit

Scopo della Guida BT La guida non vuol essere n un libro n un catalogo tecnico, ma uno strumento di lavoro destinato a soddisfare molteplici esigenze. Lobiettivo quello di aiutare il progettista e lutilizzatore di reti elettriche a scegliere le apparecchiature che meglio si adattano allimpianto. La complessit degli impianti di distribuzione di energia elettrica spesso rende difficile questa scelta per la diversit dei problemi da risolvere e la variet di materiali elettrici che il progettista deve scegliere. La guida il complemento indispensabile ai cataloghi dei prodotti di bassa tensione. Questo documento intende fornire informazioni pratiche e presenta, sotto forma

di tabelle sempre illustrate da uno o pi esempi, i problemi che si pongono

al momento della definizione delle apparecchiature da installare. Talvolta i dati presenti nelle tabelle di questa guida sono necessariamente

approssimati. In ogni caso i risultati sono sempre in favore della sicurezza e rispettano quanto

indicato dalla norma CEI 64-8 VII Edizione. Qualora si desideri un calcolo pi preciso si consiglia limpiego del Software I-project

MT/BT.

Contenuti della presente edizione Il successo avuto dalle precedenti edizioni della Guida BT presso i nostri Clienti ci ha motivati a preparare ed a pubblicare questa nuova edizione. In essa, abbiamo provveduto ad aggiornare i contenuti tecnici legati allevoluzione della gamma di prodotti (miglioramento di prestazioni, nuovi prodotti, ecc.). Il tutto stato organizzato in uno spirito di continuit rispetto alle precedenti edizioni, per fornire ai nostri Clienti informazioni teoriche e pratiche per luso coordinato dei prodotti del Sistema BT di Schneider Electric, oltre che regole generali di impiantistica di bassa tensione applicabili in un pi ampio contesto. In questa opera di aggiornamento, abbiamo spesso tenuto in evidenza i suggerimenti che ci sono stati rivolti dai nostri Clienti, a cui vanno dunque i nostri ringraziamenti. La nostra speranza che questa edizione venga accolta con favore, contribuendo cos a rinsaldare i legami di collaborazione con tutti i nostri Clienti.

Il Software i-project MT/BT I concetti espressi nella Guida BT sono alla base della realizzazione del Software i-project MT/BT. La conoscenza della guida consentir una migliore comprensione delle procedure di calcolo messe in atto dal software e quindi un migliore sfruttamento pratico dello stesso software per la progettazione rapida degli impianti in modo sicuro ed economico. Il Software i-proiect MT/BT un programma destinato a chi opera nel settore dellimpiantistica elettrica ed di supporto allo studio dellimpianto elettrico di media e bassa tensione e alla realizzazione del documento di progetto.

5

Funzione dellinterruttore automatico Linterruttore svolge un ruolo determinante nellimpianto elettrico. Le sue funzioni fondamentali sono quelle di sezionamento e protezione

di una rete elettrica. Una scelta appropriata dellinterruttore automatico garantisce una sicurezza globale

dei beni, delle persone e dei cicli produttivi.

Scelta dellinterruttore automatico La scelta di un interruttore automatico deve essere fatta in funzione:

c delle caratteristiche della rete sulla quale viene installato; c della continuit di servizio desiderata; c delle diverse regole di protezione da rispettare.

Caratteristiche della rete Tensione La tensione nominale dellinterruttore automatico deve essere maggiore o uguale alla tensione tra le fasi della rete.

Frequenza La frequenza nominale dellinterruttore automatico deve corrispondere alla frequenza della rete. Gli apparecchi funzionano indifferentemente alle frequenze di 50 o 60 Hz (per impiego su reti a 400 Hz vedere a pag. 366, per impiego su reti a corrente continua vedere a pag. 350).

Corrente di impiego/corrente nominale La regolazione della protezione termica dello sganciatore dellinterruttore automatico deve essere maggiore o uguale alla corrente dimpiego della linea sulla quale installato e deve essere minore o uguale alla corrente ammissibile (portata) della conduttura.

Corrente di cortocircuito/potere di interruzione Il potere di interruzione dellinterruttore automatico deve essere almeno uguale alla massima corrente di cortocircuito che pu verificarsi nel punto in cui esso installato. A pag. 62 proposto un metodo che permette di determinare la corrente di cortocircuito in un punto qualsiasi dellimpianto. Eccezione: il potere di interruzione dellinterruttore automatico pu essere inferiore alla corrente di cortocircuito,se a monte esiste un dispositivo: c che abbia il potere di interruzione corrispondente alla corrente di cortocircuito nel punto della rete dove installato; c che limiti l'energia specifica passante (I2t) e la corrente di cresta a valori inferiori a quelli ammissibili dallinterruttore automatico a valle e dai conduttori (vedere le curve di limitazione da pag. 267 e le tabelle di filiazione da pag. 278).

Numero di poli Il sistema di distribuzione (TT, TN, IT) e la funzione richiesta (protezione, manovra, sezionamento) determinano il numero dei poli degli apparecchi (vedere a pag. 22).

Continuit di servizio In funzione delle esigenze di continuit di servizio di una rete (regolamenti di sicurezza, vincoli di esercizio ecc.) il progettista pu essere portato a scegliere

degli interruttori automatici che assicurino: c una selettivit totale tra due apparecchi installati in serie; c una selettivit parziale (vedere le tabelle di selettivit a pag. 290).

Introduzione

6

Generalit

Regole di protezione Protezione delle persone contro i contatti indiretti Le misure di protezione contro i contatti indiretti tramite interruzione automatica del circuito dipendono dal sistema di distribuzione impiegato (vedere a pag. 18). Nel sistema TT (schema caratteristico a pag. 23) la protezione assicurata dai dispositivi differenziali a corrente residua DDR (vedere a pag. 374). Nel sistema IT o TN (schemi caratteristici a pag. 24 e 26) la protezione in generale

assicurata dai dispositivi di protezione contro i cortocircuiti. La corrente di regolazione magnetica di questi apparecchi permette di determinare,

nel rispetto della protezione delle persone, la lunghezza massima dei cavi in

funzione della loro sezione (vedere a pag. 397). Inoltre nel sistema IT limpianto deve essere costantemente sorvegliato da un

controllore permanente disolamento CPI (vedere a pag. 28).

Protezione dei cavi c L'interruttore automatico, in caso di sovraccarico, deve intervenire in tempi compatibili con la caratteristica di sovraccaricabilit del cavo. Questa verifica si effettua confrontando la corrente nominale dello sganciatore con la portata del cavo (vedere a pag. 48).

c L'interruttore automatico, in caso di cortocircuito, non deve lasciar passare un'energia specifica superiore a quella che pu essere sopportata dal cavo.

Questa verifica si effettua confrontando la caratteristica I2t del dispositivo di

protezione con lenergia specifica ammissibile del cavo K2S2 (vedere a pag. 76). c In casi particolari in cui la protezione termica dell'interruttore automatico

sovradimensionata, oppure l'interruttore non munito di sganciatori termici,

necessario assicurarsi che la corrente di cortocircuito all'estremit pi lontana

della linea provochi l'apertura dell'interruttore automatico per mezzo

degli sganciatori magnetici.

Ne risulta una lunghezza massima protetta in funzione della sezione del cavo (vedere a pag. 79).

Protezione dei condotti sbarre c Linterruttore automatico posto a monte del condotto sbarre deve proteggere lo stesso dagli effetti della corrente di corto circuito che si possono identificare nelleffetto dinamico, con il valore della corrente di cresta, e dalleffetto termico che a sua volta pu essere identificato con la corrente di breve durata. Questi due valori, riportati nelle caratteristiche tecniche dei condotti identificano, per questi, il limite massimo di sopportabilit che non dovr essere mai superato.

Il coordinamento della protezione con il condotto sta in questo, cio linterruttore

dovr evitare di lasciare passare una corrente di cresta o di breve durata superiore

a quella del condotto. c Per la protezione alle persone la soglia magnetica dellinterruttore dovr avere

una taratura tale che sia inferiore alla corrente di corto circuito di fondo linea .

Protezione dei diversi componenti elettrici Alcune apparecchiature necessitano di protezioni con caratteristiche speciali. il caso dei motori (vedere a pag. 421) dei trasformatori BT/BT (vedere a pag. 435),

delle batterie di condensatori (vedere a pag. 439) e dei circuiti alimentati

dai generatori (vedere a pag. 433).

Realizzazione dei quadri elettrici La recente evoluzione del concetto di sicurezza dei quadri elettrici ha posto

allattenzione generale lesigenza di realizzare quadri di bassa tensione

in conformit alle relative norme CEI. A questo argomento dedicato un capitolo (vedere a pag. 471) che fornisce i criteri

fondamentali per la corretta determinazione delle caratteristiche tecniche dei quadri,

sia nel campo delle applicazioni domestiche e similari che in quello industriale.

Avvertenze La Guida BT e il Software i-project costituiscono un mezzo di ausilio per una progettazione preliminare e veloce degli impianti elettrici di bassa tensione. Tutti i rischi per ci che concerne la progettazione sono assunti dallutente. Lutente dovr inoltre controllare la rispondenza della guida e dei programmi alle proprie esigenze, interpretando criticamente i risultati per verificare la congruenza con le scelte progettuali utilizzate. Schneider Electric si riserva di modificare il contenuto di questi documenti in relazione allevoluzione normativa e di prodotto.

P=12kWP=37kW

Introduzione Studio di una installazione

Ci proponiamo di studiare il seguente Caratteristica dei cavi impianto in un sistema di neutro TN. Tra ogni trasformatore e linterruttore di arrivo corrispondente ci sono 5 m di cavo unipolare e tra un interruttore di arrivo e un interruttore di partenza c 1 m di sbarre in rame. Tutti i cavi sono in rame e la temperatura ambiente di 40C.

lunghezza [m]

40 riferimento cavi

S1 Ib [A]

350 modalit di posa

cavo unipolare PVC su passerella perforata con 4 circuiti vicini

35 S2 110 cavo multipolare XLPE su passerella con 4 circuiti vicini

80 S3 29 cavo multipolare PVC in canaletta con 2 circuiti vicini

30 S4 230 cavo multipolare XLPE su passerella con 2 circuiti vicini

50 S5 65 cavo multipolare XLPE a parete 65 S6 22 cavo multipolare XLPE in tubo 10 S7 17 cavo multipolare PVC in tubo

D'0

PEN

D0

PEN

2x800kVA

20kV/400V

A

D4 D7D1

D2

B PEN

S1 S7

S4 N PE

Ausiliari PED

U

S6

D6

U

D5

S5

PE PE F.M.Utilizzatori

C PEN

S2

D3

S3

N PE

Illuminazione: 30lampadefluorescentiperfase(2x58W)

Determinazione della corrente nominale degli interruttori La tabella di pag. 416 permette di determinare la corrente nominale dellinterruttore

terminale D3 di protezione al circuito dilluminazione in funzione della potenza,

del tipo e del numero di lampade. Per le altre partenze si considera la corrente nominale dellinterruttore di taglia

immediatamente superiore alla corrente dimpiego calcolata.

riferimento interruttori

D0 e D0

potenza

800 kVA

corrente dimpiego [A] 1155

corrente nominale [A] 1250

D1 350 400 D2 110 125 D3 30 lampade/fase 2 x 58 W 29 32 D4 230 250 D5 65 80 D6 22 25 D7 17 20

Determinazione della sezione del cavo Dalle tabelle a pag. 50 e seguenti si ricavano i coefficienti di correzione in funzione delle modalit di posa e le rispettive sezioni minime dei cavi.

riferimento cavi

S1

In interruttori [A] 400

coefficiente Ktot 0,64

Iz [A] 373

sezione minima [mm2] 300

S2 125 0,68 131 50 S3 32 0,61 38 16 S4 250 0,75 258 120 S5 80 0,91 98 16 S6 25 0,91 27 4 S7 20 0,87 21 2,5

7

Introduzione

8

Determinazione della caduta di tensione Le tabelle da pag. 57 permettono di determinare la caduta di tensione per i diversi cavi. Il cos medio dell'installazione 0,9. Occorre verificare in seguito, che la somma delle cadute di tensione lungo la linea sia inferiore al 4%.

Calcolo della caduta di tensione dei diversi circuiti c Circuito di illuminazione u = 0,65 + 0,78 + 1,33 = 2,76% c Circuito di forza motrice (65 A) u = 0,63 + 1,86 = 2,49% c Circuito di forza motrice (22 A) u = 0,63 + 3,15 = 3,78% c Circuito ausiliario u = 0,60% = 0,6%

riferimento cavi

I dimpiego [A]

sezione [mm2]

lunghezza [m]

u%

S1 350 300 40 0,65 S2 110 50 35 0,78 S3 29 16 80 1,33 S4 230 120 30 0,63 S5 65 16 50 1,86 S6 22 4 65 3,15 S7 17 2,5 10 0,60

Determinazione della corrente di cortocircuito La tabella a pag. 66 permette di ottenere il valore della corrente di cortocircuito sulle sbarre di parallelo in funzione della potenza e del numero di trasformatori. Le tabelle a pag. 68 permettono di determinare la corrente di cortocircuito nei differenti punti in cui sono installate le protezioni.

riferimento interruttore sganciatore

D0 e D0 NS1250N Micrologic 2.0 D1 NSX400N Micrologic D2 NSX160F TM125D D3 iC60H C32 D4 NSX250N TM250D D5 NSX100B TM80D D6 iC60L C25 D7 NG125L C20

Scelta del dispositivo di protezione Per scegliere il dispositivo di protezione sufficiente verificare che: Pdi Icc. Per la scelta dell'interruttore automatico si utilizzino le tabelle a pag. 128 e seguenti.

riferimento sezione [mm2] lunghezza [m] Icc [kA]

A 45 B 300 40 27 C 50 35 13 D 120 30 23

Studio di una installazione

La selettivit delle protezioni Le tabelle di selettivit da pag. 290 permettono di determinare i limiti di selettivit tra i diversi livelli di distribuzione. Per acquistare significato, i limiti di selettivit devono essere confrontati con i valori della corrente di cortocircuito calcolati

precedentemente. I limiti di selettivit tra gli interruttori D0-D1, D0-D4 e D0-D7 sono moltiplicati

per il numero di trasformatori in parallelo.

Esempio La selettivit tra un NS1250N e un NSX400N totale.

PENPEN

2x800kVA 20kV/400V

A

B

C

PEN

PEN

S1

S2

S3

N PE

PE

S5

D

N PES7

PE

S6

PE

S4

totale

45kA

D4 NSX250N TM250D

D7 NG125L C20

D5 NSX160B TM80D

D6 iC60L C25

D3 iC60H C32

27kA

23kA

13kA

D1 NSX400N Micrologic

D2 NSX160F TM125D

Ausiliari

Totale

10kA

Totale Totale

Totale Totale

U UUtilizzatori

D0 NS1250N

Micrologic2.0

D0 NS1250N

Micrologic2.0

Applicazione della tecnica di filiazione Lapplicazione della tecnica di filiazione permette di installare interruttori con potere di interruzione inferiore alla corrente di cortocircuito nel punto di installazione. Le tabelle a pag. 278 permettono di effettuare il coordinamento tra due apparecchi.

Nel caso di trasformatori in parallelo si possono utilizzare le tabelle da pag. 72 per la scelta degli interruttori a valle delle sbarre di parallelo. I limiti di selettivit tra gli interruttori cos scelti in genere inferiore a quello ottenuto

con la soluzione standard.

PENPEN

2x800kVA 20kV/400V

A

B

C

PEN

PEN

S1

S2

S3

N PE

PE

S5

D

N PES7

PE

S6

PE

S4

totale

45kA

D4 NSX250N TM250D

D7 NG125L C20

D5 NSX100B TM80D

D6 iC60N C25

D3 iC60N C32

27kA

23kA

13kA

D1 NSX400F Micrologic

D2 NSX160B TM125D

Ausiliari

Totale

10kA

Totale Totale

Totale Totale

U UUtilizzatori

D0 NS1250N

Micrologic

D0 NS1250N

Micrologic

9

Introduzione

10

riferimento cavi

interruttori sezione [mm2]

lunghezza [m]

lunghezza massima [m]

S1 NSX400N Micrologic 300 40 153 S2 NSX160F TM125D 50 35 141 S3 iC60H C32 16 80 170 S4 NSX250N TM250D 120 30 122 S5 NSX100B TM80D 16 50 69 S6 (1) iC60L C25 4 65 55 S7 NG125L C20 2,5 10 41

Verifica della protezione delle persone Nel sistema di distribuzione TN si deve verificare la massima lunghezza del cavo protetto dal rispettivo interruttore automatico. Le tabelle da pag. 397 indicano, in funzione della regolazione della protezione magnetica, la lunghezza del cavo per la quale assicurata la protezione delle persone con SF = SPE. Lesempio della tabella sottostante basato sullo schema ottenuto con il miglioramento della selettivit.

(1) La protezione delle persone non assicurata per il cavo S6 di sezione 4 mm2 . Le soluzioni possibili sono: c aumentare la sezione del cavo a 6 mm2; cos facendo la lunghezza massima protetta di 82 m; c utilizzare un interruttore iC60L con sganciatore B25 che assicura una lunghezza massima protetta di 109 m con il cavo da 4 mm2; c installare un dispositivo differenziale.

Studio di una installazione

11

Indice 2 - Le norme

n Introduzione pag. 12

Le norme

12

Introduzione

Gli impianti elettrici di bassa tensione sono regolamentati da un insieme di testi che hanno lobiettivo di definire le misure per la protezione dei beni e delle persone. Tale obiettivo, necessario per il corretto funzionamento degli impianti, prevede lutilizzo di apparecchi che rispondono alle norme di costruzione e implica losservanza di regole che definiscono le modalit di installazione di questi apparecchi.

Norme tecniche e norme di legge Il progetto di un impianto elettrico deve essere elaborato per soddisfare le esigenze di funzionamento e di servizio, nel rispetto dei fondamentali requisiti della sicurezza. Il progetto un documento di natura tecnica, regolamentato da testi normativi (tecnici) e legislativi. Questi guidano alla scelta appropriata di apparecchiature che rispondono ai requisiti di buona tecnica e ne definiscono le modalit di installazione e di utilizzo per il corretto esercizio dellimpianto. In Italia, il primo testo legislativo costituito dal Decreto del Presidente

della Repubblica (DPR) n. 547 del 27/4/1955, che riguarda la prevenzione infortuni

sul lavoro. Esso applicabile unicamente ai luoghi di lavoro, ove cio esista la figura del datore di lavoro e del lavoratore dipendente, non quindi applicabile (salvo ulteriore specifica): c nel settore Civile; c nel settore Scuola; c nel settore locali di Pubblico Spettacolo.

La legge n. 186 e la regola dellarte Un importante passo avanti stato fatto, nel 1968, con lemanazione della legge n.186: "Disposizioni concernenti la produzione di materiali, apparecchiature, macchinari, installazioni e impianti elettrici ed elettronici". La legge 186 composta di due soli articoli qui riportati: Art. 1. Tutti i materiali, le apparecchiature, i macchinari, le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici devono essere realizzati e costruiti a regola darte. Art. 2. I materiali, le apparecchiature, i macchinari, le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le norme del Comitato Elettrotecnico Italiano si considerano costruiti a regola darte. Lart. 1 ribadisce lobiettivo che vengano realizzate opere "a regola darte"; lart. 2 evidenzia lintenzione del legislatore di fornire un riferimento preciso, individuandolo nelle norme CEI. Ci lascia al progettista la libert (e la conseguente responsabilit) di soluzioni alternative, che soddisfino comunque i fondamentali requisiti di sicurezza; si possono cio realizzare apparecchiature e impianti a regola darte anche al di fuori della Normativa CEI, ma in tal caso si tenuti a dimostrare la rispondenza alla regola dellarte medesima. Di fatto quindi, le Norme CEI sono considerate una delle possibili forme di regola dellarte, sia per gli impianti che per i singoli componenti. La legge n. 186, entro certi limiti, implica il superamento del DPR 547 in materia elettrica in favore della Norma CEI, pi affidabile, aggiornata e completa dal punto di vista tecnico di quanto non possa essere la legge dello Stato di per s generica e,

su certi punti, necessariamente obsoleta. Inoltre, la sua applicazione non si limita agli ambienti di lavoro, ma si estende a tutti

gli impianti elettrici.

Le direttive comunitarie Sono strumenti legislativi comunitari emanati dal Consiglio della Comunit su proposta della Commissione Europea; liter di approvazione coinvolge il Parlamento Europeo al fine di armonizzare la legislazione dei paesi membri, che sono tenuti ad adottarle entro i termini stabiliti dalle Direttive stesse. Lo scopo principale delle direttive quello di eliminare gli ostacoli tecnici agli scambi

commerciali nellambiente del Mercato Unico Europeo, fissando per i diversi tipi di prodotto i requisiti essenziali della sicurezza. Le Direttive prevedono lapplicazione della marcatura CE da parte del costruttore, il quale attesta la rispondenza del prodotto ai requisiti essenziali della sicurezza, riportati in tutte le DIRETTIVE COMUNITARIE applicabili al prodotto in questione. La marcatura CE obbligatoria e rappresenta la condizione necessaria per limmissione dei prodotti sul mercato e la loro libera circolazione allinterno della Comunit Europea. La marcatura CE un obbligo amministrativo ed destinata al controllo delle autorit (ad es. doganali); non quindi un marchio destinato allutente (ad es. il cittadino). I prodotti elettrici di Bassa Tensione utilizzati nella distribuzione devono riportare la marcatura CE dal 1 Gennaio 1997. Nota: la marcatura CE deve essere apposta dal fabbricante o dal suo mandatario nella Comunit sul materiale elettrico o, in alternativa, sullimballaggio, sulle avvertenze duso o sul certificato di garanzia, in modo visibile, facilmente leggibile e indelebile. Le Direttive Comunitarie applicabili (salvo alcune eccezioni) sono due, di seguito descritte.

13

Direttiva per il materiale elettrico di Bassa Tensione (2006/95/CE) Annulla e sostituisce la legge 791 del 18/10/1977. Si applica a tutti i prodotti elettrici di Bassa Tensione (tra 50 a 1000 Vca

e tra 75 e 1500 Vcc), assicurandone un livello di sicurezza adeguato, stabilito

mediante i requisiti essenziali (minimi). Assicura peraltro la libera circolazione dei prodotti elettrici in tutti gli Stati membri. Nello stesso tempo demanda alle Norme tecniche il compito di prescrivere

le questioni specifiche conseguenti ai dettami della Direttiva stessa:

in particolare, condizione sufficiente perch un prodotto sia ritenuto sicuro secondo

la legge n.791, la rispondenza alla Norma armonizzata del CENELEC recepita dalla Comunit e pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale della Comunit o, in assenza di questa, alle Norme CEE o IEC o, infine, alle Norme del paese di produzione purch di sicurezza equivalente a quella richiesta in Italia.

Direttiva sulla Compatibilit Elettromagnetica (EMC) (2004/108/CE) Annulla e sostituisce il Decreto Legislativo n.472 del 4/12/1992. Si applica a tutte le apparecchiature elettrotecniche ed elettroniche, nonch

agli impianti ed installazioni che contengono componenti elettrici ed elettronici,

che possono creare perturbazioni elettromagnetiche o il cui funzionamento

possa venire influenzato da tali perturbazioni. Tali apparecchiature devono essere costruite in modo che: c le perturbazioni elettromagnetiche generate siano limitate ad un livello che consenta agli apparecchi radio, di telecomunicazione ed altri apparecchi di funzionare in modo conforme alla loro destinazione; c abbiano un adeguato livello di immunit alle perturbazioni elettromagnetiche che permetta loro di funzionare in modo conforme alla loro destinazione.

Decreto Ministeriale n.37 del 22-1-2008 (in vigore dal 27 marzo 2008) Lobbligo alla sicurezza coinvolge, in un qualsiasi processo produttivo, tutti gli operatori, ciascuno in misura dipendente dalle capacit decisionali o di intervento che gli competono. quindi compito di ognuno, per la propria parte, osservare leggi, regolamenti e norme, applicandoli con diligenza, al fine di rendere limpalcatura normativa non fine a se stessa. a questo scopo che, anche se con grave ritardo, era uscita nel marzo del 1990 la legge 46/90, che costituiva il primo testo legislativo a comprendere e disciplinare tutti gli aspetti relativi alla sicurezza degli impianti e, in particolare, degli impianti elettrici. Questa legge, nel quadro complessivo della regolamentazione degli impianti elettrici ai fini della sicurezza, risultata particolarmente importante, in quanto: c ribadiva la legge n. 186 del 1968, per cui il rispetto delle Norme CEI/UNI condizione sufficiente per la conformit alla regola dellarte; c imponeva lutilizzo dellinterruttore differenziale ad alta sensibilit (In 1 A, ved. Regolamento dattuazione) e ladeguamento degli impianti esistenti. c inoltre aveva sancito:

v la lotta allabusivismo, ostacolando il lavoro di soggetti impreparati che potrebbero

realizzare impianti pericolosi, sia dal punto di vista dellinstallazione,

sia per la qualit stessa dei materiali impiegati,

v lindividuazione precisa e giuridica delle figure chiave, con relativi compiti e

responsabilit:

- Committente - Progettista - Installatore - Collaudatore v lobbligatoriet del progetto (ove richiesto), che costituisce il primo passo n ella direzione della sicurezza dellimpianto. Linsieme di queste regole ha contribuito, in qualche modo e in qualche misura, ad ottenere una maggiore sicurezza degli impianti., pur non risolvendo il problema prioritario che quello della mancanza di verifiche e controlli a valle della realizzazione e della messa in esercizio. Si era cercato di responsabilizzare tutti i protagonisti del processo produttivo ad

essere qualificati nel proprio lavoro, a partire dallimprenditore (Committente) per la sua parte di responsabilit per arrivare allinstallatore, che deve comunque essere professionalmente preparato, conoscere la normativa vigente e i materiali e non essere solo un buon esecutore o, al pi, un buon organizzatore dei lavori. Lart. 9 della legge n. 46, in particolare, aveva imposto allinstallatore il rilascio della dichiarazione di conformit dellimpianto realizzato, in cui si assicura il rispetto della regola dellarte. Ai fini del rispetto di questo obbligo e dellassunzione delle responsabilit conseguenti, nella maggioranza dei casi conviene allinstallatore riferirsi alle norme CEI, in quanto gi di per s regola dellarte.

Le norme

14

Introduzione

In pratica quindi, linstallatore deve dichiara la conformit dellimpianto alle norme CEI. Dopo quasi 20 anni di onorata carriera, la legge 46/90 stata sostituita dal Decreto

Ministeriale 37/08, entrato in vigore il 27 marzo 2008. Pur abrogando la Legge 46/90 (ad eccezione degli articoli 8 - Finanziamento delle

attivit di normazione tecnica, 14 - Verifiche, 16 - Sanzioni) ed il DPR 447/91, il nuovo decreto ministeriale ne ha mantenuto i principi generali ampliandone il campo di applicazione.

DPR 462/01 Il Decreto si prefigge il compito di incrementare il processo di verifica periodica e di regolamentare e semplificare il procedimento di denuncia dellinstallazione dei seguenti impianti: cc impianto di protezione contro le scariche atmosferiche; cc impianto di messa a terra finalizzati alla protezione dai contatti indiretti; cc impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione. Per impianti di terra il DPR intende linsieme di tutti i componenti dellimpianto di terra (dispersori, collettori, conduttore di terra, conduttori di protezione e conduttori equipotenziali) compresi i dispositivi di protezione contro i contatti indiretti (controllori permanenti di isolamento, dispositivi di protezione contro le sovracorrenti e a corrente differenziale). Lo stesso concetto si applica agli impianti e ai dispositivi di protezione contro i fulmini sia interni che esterni alla struttura delledificio. Per gli impianti con rischio di esplosione la denuncia si riferisce a tutte le zone di pericolo, con presenza di fluidi e polveri, e comprende la loro classificazione ivi compresi i provvedimenti per eliminare i rischi connessi. Solo dopo lomologazione si potr mettere in servizio limpianto. Per quanto riguarda la messa in servizio degli impianti elettrici di messa a terra e dei dispositivi di protezione contro i fulmini la dichiarazione di conformit, rilasciata dallinstallazione, equivale a tutti gli effetti allomologazione dellimpianto. Per gli impianti con pericolo di esplosione, successivamente alla dichiarazione di conformit da parte dellinstallatore e alla denuncia dellimpianto da parte del datore di lavoro, lomologazione verr effettuata dalle ASL o dallARPA territorialmente competenti. Il datore di lavoro ha lobbligo di denuncia degli impianti sopra indicati e lobbligo di richiedere la loro verifica agli organismi preposti al controllo, secondo la periodicit definita dallo stesso Decreto. Tali organismi possono essere le ASL oppure gli Organismi Ispettivi di tipo A indipendenti da attivit di progettazione e/o di realizzazione degli impianti e regolamentati dalla Norma CEI UNI 45004. Il datore di lavoro passibile di sanzioni in caso di inadempienza agli obblighi di

legge.

Le Norme CEI c Per quanto finora detto losservanza delle norme CEI diviene in pratica un obbligo per il progettista e linstallatore medio che, in questa maniera, non hanno difficolt a dimostrare la regola dellarte rispetto ad impianti realizzati secondo normative differenti.

15

Norme riguardanti gli impianti elettrici di bassa tensione Costituiscono le regole di concezione e progettazione degli impianti.

Tra queste, la pi importante sicuramente la norma CEI 64-8 che riguarda

le regole generali degli impianti di Bassa Tensione.

Norme riguardanti le apparecchiature di bassa tensione Queste norme definiscono le caratteristiche delle apparecchiature elettriche (dimensioni, prestazioni meccaniche ed elettriche ecc.). Le norme di prodotto di maggiore interesse per il catalogo Schneider Electric sono,

per quanto riguarda gli interruttori automatici, le seguenti:

c interruttori per applicazioni "domestiche e similari" che devono essere conformi

alla norma CEI EN 60898-1; c interruttori per applicazioni "industriali" che devono essere conformi alla norma CEI EN 60947-2; c interruttori differenziali senza sganciatori di sovracorrente incorporati per

installazioni domestiche e similari conformi alla Norma CEI EN 61008-1; c interruttori differenziali con sganciatori di sovracorrente incorporati per

installazioni domestiche e similari conformi alla Norma CEI EN 61009-1; c apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT) v Parte 1: regole generali CEI EN 61439-1

v Parte 2: quadri di potenza CEI EN 61439-2.

v Prescrizioni particolari per i condotti sbarre CEI EN 60439-2; c prescrizioni per la realizzazione, le verifiche e le prove dei quadri di distribuzione

per installazioni fisse per uso domestico e similari: CEI EN 23-51.

Tutti i dispositivi di protezione di nostra produzione sono conformi a queste norme.

Relazioni internazionali Il CEI membro, tra gli altri, dei seguenti organismi internazionali: c IEC (International Electrotechnical Commission): lorganismo che prepara norme tecniche su scala mondiale; costituito nel 1907, attualmente raggruppa i 41 paesi maggiormente industrializzati del mondo ed ha in catalogo pi di 2200 norme. LItalia partecipa a tutti i Comitati Tecnici della IEC e utilizza le norme internazionali come base per le norme italiane; c CENELEC (Comit Europen de Normalisation Electrotechnique): lente normativo europeo avente lo scopo di armonizzare le norme nellambito europeo. costituito da 17 Comitati Tecnici nazionali. Il CENELEC agisce anche per incarico della Comunit Europea con lo scopo di eliminare gli ostacoli agli scambi, dovuti alle normative tecniche, e predisporre i documenti di armonizzazione destinati a diventare, nei singoli Paesi, norme armonizzate ai sensi della Direttiva Comunitaria per i materiali di bassa tensione n. 73/23/CEE.

Norme CEI di particolare rilevanza per impianti e apparecchi di bassa tensione Corrispondenza con le norme europee (CENELEC) ed internazionali (IEC) c La corrispondenza pu essere totale o parziale: maggiori dettagli sono riportati nel testo; c Sotto l'intestazione CENELEC sono riportate anche le corrispondenti norme CEE.

Per informazioni supplementari e la ricerca delle norme di interesse si suggerisce

di visitare il sito www.ceiweb.it.

Le norme

16

17

Indice

3 - Caratteristiche della rete

n Sistemi di distribuzione pag. 18

n Protezione e sezionamento dei circuiti pag. 22

n La sicurezza nei sistemi TT pag. 23

n La sicurezza nei sistemi TN pag. 24

n La sicurezza nei sistemi IT pag. 26

n Ulteriori prescrizioni normative pag. 35

18

SistemaTNC

1 2 3

PEN

utilizzatori

1 2 3 N

utilizzatori

PE

Caratteristichedella rete

Sistemi di distribuzione Sistemi TT e TN

Nelle reti BT si considerano tre modi di collegamento a terra (detti anche sistemi di neutro): c sistema TT; c sistema TN in 3 varianti: TN-C, TN-S e TN-C-S; c sistema IT. Essi differiscono per la messa a terra del neutro e per il tipo di collegamento a terra delle masse. Gli schemi e le principali caratteristiche di questi tre sistemi sono indicati qui di seguito. Gli apparecchi installati sulle reti devono assicurare la protezione dei beni e delle persone e soddisfare le esigenze di continuit di servizio dellimpianto.

Sistema TT: neutro collegato a terra c Neutro collegato direttamente a terra; c masse collegate a terra (solitamente interconnesse); c sgancio obbligatorio al primo guasto disolamento, eliminato tramite un dispositivo

differenziale a corrente residua posto a monte dellinstallazione ed eventualmente

su ogni partenza per migliorare la selettivit.

Considerazioni c Soluzione pi semplice per linstallazione; c non necessita di manutenzioni frequenti ( necessario verificare periodicamente

il funzionamento del dispositivo differenziale mediante il tasto di test).

Impiego Sistema elettrico in cui lutenza alimentata direttamente dalla rete pubblica di distribuzione in bassa tensione (edifici residenziali e similari). Nota 1: se le masse non sono collegate ad una terra comune, deve essere utilizzato un dispositivo differenziale su ogni partenza.

Sistema TN: masse collegate al neutro c Neutro collegato direttamente a terra; c conduttore di neutro e conduttore di protezione comuni (PEN): sistema TN-C; c conduttore di neutro e conduttore di protezione separati (PE + N): TN-S; c masse collegate al conduttore di protezione, a sua volta collegato al punto

di messa a terra dellalimentazione.

Si raccomanda di collegare il conduttore di protezione a terra in pi punti; c sgancio obbligatorio al primo guasto disolamento, eliminato tramite i dispositivi

di protezione contro le sovracorrenti o tramite dispositivo differenziale.

Considerazioni c Il sistema TN-C consente risparmio sullinstallazione (impiego di interruttori

tripolari e soppressione di un conduttore); c aumenta i rischi di incendio in caso di forti correnti di guasto; c la verifica dellintervento della protezione deve essere effettuata, se possibile,

durante lo studio tramite calcoli, ed eventualmente al momento della messa

in funzione tramite strumenti di misura. Questa verifica la sola garanzia di funzionamento, sia al momento del collaudo, sia al momento dellutilizzazione, sia dopo qualsiasi modifica o ampliamento sulla rete.

Impiego Sistema elettrico con propria cabina di trasformazione (stabilimenti industriali). Nota 1: nel sistema TN-C il conduttore PEN e nel sistema TN-S il conduttore PE non devono mai essere interrotti. Nota 2: nel sistema TN-C le funzioni di protezione e di neutro sono assolte dallo stesso conduttore. In particolare il conduttore PEN deve essere direttamente collegato al morsetto di terra dellutilizzatore e quindi, tramite un ponte, al morsetto di neutro. Nota 3: i sistemi TN-C e TN-S possono essere utilizzati in una medesima installazione (sistema TN-C-S).Il sistema TN-C deve obbligatoriamente trovarsi a monte del sistema TN-S. Nota 4: per sezioni di fase

19

SistemaTNS

1 2 3

N

utilizzatori

PE

Sistema IT

Sistema IT: neutro isolato c Neutro isolato da terra o collegato a terra attraverso un'impedenza di valore sufficientemente elevato (qualche centinaio di Ohm); c masse collegate a terra individualmente, per gruppi o collettivamente

(si raccomanda la messa a terra collettiva); c segnalazione obbligatoria al primo guasto d'isolamento tramite un controllore

permanente d'isolamento (CPI) installato tra neutro e terra; c sgancio non obbligatorio al primo guasto; c ricerca ed eliminazione del primo guasto; c sgancio obbligatorio al secondo guasto d'isolamento tramite i dispositivi

di protezione contro le sovracorrenti o tramite dispositivo differenziale.

Considerazioni c Necessita di personale qualificato per la manutenzione;

c soluzione che assicura una migliore continuit di servizio; c richiede un buon livello d'isolamento della rete (implica la frammentazione della rete se questa molto estesa, e l'alimentazione degli apparecchi utilizzatori

con dispersioni elevate tramite trasformatori di separazione); c la verifica dello sgancio al secondo guasto deve essere effettuata durante lo studio tramite calcoli ed eventualmente alla messa in funzione tramite strumenti di misura.

Impiego Sistema elettrico con propria cabina di trasformazione (con necessit prioritaria di continuit di servizio). Nota 1: con le masse collegate a terra per gruppi o individualmente, verificare lintervento dei dispositivi automatici secondo la condizione richiesta per i sistemi TT (praticamente sempre necessaria linstallazione di un dispositivo differenziale). Nota 2: con le masse collegate a terra collettivamente, verificare lintervento del dispositivo automatico secondo una condizione analoga a quella richiesta per i sistemi TN. Nota 3: la norma raccomanda vivamente di non distribuire il neutro nei sistemi IT.

20

Caratteristichedella rete

Sistemi di distribuzione Separazione elettrica

Sistema di protezione per separazione elettrica Un metodo di protezione contro i contatti indiretti previsto dalla norma CEI 64-8 e alternativo allinterruzione automatica dellalimentazione la separazione elettrica. Con questo metodo lalimentazione del circuito deve essere realizzata con un trasformatore di isolamento o con una sorgente avente caratteristiche di sicurezza equivalenti (es. gruppo motore-generatore con avvolgimenti separati in modo equivalente a quelli del trasformatore). La tensione nominale del circuito separato non deve superare 500 V. Le parti attive del circuito separato non devono essere connesse in alcun punto a terra e devono essere separate rispetto a quelle di altri circuiti con un isolamento equivalente a quello esistente tra avvolgimento primario e secondario del trasformatore di isolamento. Le masse del circuito separato devono essere collegate tra loro mediante collegamenti equipotenziali non connessi a terra ne a conduttori di protezione o a masse di altri circuiti. Le prese a spina devono avere un contatto di protezione per il collegamento

al conduttore equipotenziale cos come i cavi che alimentano i componenti elettrici

devono possedere un conduttore di protezione. Con questo metodo al verificarsi di un primo guasto nel circuito separato la corrente di guasto non pu praticamente circolare. Al secondo guasto su una polarit diversa da quella interessata dal primo guasto deve intervenire una protezione automatica secondo il criterio stabilito dalla norma per il sistema TN.

Sistemi a bassissima tensione La norma CEI 64-8 individua due sistemi di distribuzione e le rispettive prescrizioni

costruttive per garantire la protezione contro i contatti diretti e indiretti. I due sistemi sono denominati: c a bassissima tensione di sicurezza (SELV); c a bassissima tensione di protezione (PELV). Inoltre se per ragioni funzionali si utilizzano bassissime tensioni, la norma prevede

un sistema denominato a bassissima tensione funzionale (FELV). I circuiti SELV e PELV devono essere alimentati: c con tensioni non superiori a 50 V CA e 120 V CC non ondulata. In alcuni ambienti

a maggior rischio la tensione di alimentazione deve essere ridotta a 25 V CA

e 60 V CC; c da una delle seguenti sorgenti: v trasformatore di sicurezza (CEI EN 61558-2-6 (CEI 96-7), v da sorgente con grado di sicurezza equivalente, v da sorgenti elettrochimiche (batterie di accumulatori), v da dispositivi elettronici (gruppi statici). Inoltre le parti attive devono essere protette contro i contatti diretti mediante

involucro con grado di protezione non inferiore a IPXXB o isolamento in grado di

sopportare una tensione di prova di 500 Veff. per 1 minuto (in ogni caso per PELV,

solo se Un > 25 VCA o 60 VCC per SELV).

Data la complessit della materia si consiglia di consultare la norma.

21

400V

Circuiti separati

50Vmax

Trasformatore disicurezza

Utilizzatore

400V

Circuiti separati

50Vmax

Utilizzatore

Trasformatore disicurezza

400V

50Vmax

Utilizzatore

Trasformatore diisolamento

Sistemi a bassissima tensione

Sistema SELV Il sistema SELV garantisce un elevato livello di sicurezza verso il pericolo di contatti diretti e indiretti e per questo motivo viene impiegato in ambiente a maggior rischio come luoghi conduttori ristretti, luoghi con pareti conduttrici e luoghi con alto livello di umidit.

Condizioni di installazione c Masse non collegate n a terra n al conduttore di protezione o alle masse di altri circuiti elettrici; c parti attive del circuito di alimentazione principale o di eventuali altri circuiti a bassissima tensione PELV o FELV devono essere separate dal circuito SELV mediante schermo o guaina per garantire un livello di sicurezza non inferiore a quello previsto per la sorgente di alimentazione; c prese a spina senza contatto per il conduttore di protezione di tipo tale da non consentire l'introduzione di spine di altri sistemi elettrici; c le spine non devono poter entrare nelle prese di altri sistemi elettrici.

Sistema PELV Per soddisfare i criteri di sicurezza e affidabilit dei circuiti di comando o per esigenze funzionali pu essere necessario collegare a terra un punto del circuito attivo. In tal caso viene utilizzato il sistema PELV che garantisce un livello di sicurezza inferiore rispetto al sistema SELV in quanto non risulta completamente isolato dal sistema esterno. Un guasto verso terra del circuito primario potrebbe introdurre attraverso limpianto di terra delle tensioni pericolose sulle masse del sistema PELV, tale rischio accettabile per la presenza, sul circuito principale, dei dispositivi automatici atti alla protezione contro i contatti indiretti.

Condizioni di installazione c Masse collegate a terra (non obbligatorio); c parti attive del circuito di alimentazione principale separate dal circuito PELV

mediante schermo o guaina atti a garantire un livello di sicurezza non inferiore

a quello previsto per la sorgente di alimentazione; c prese a spina con o senza contatti per il conduttore di protezione, di tipo tale

da non consentire lintroduzione di spine di altri sistemi elettrici; c le spine non devono poter entrare nelle prese di altri sistemi elettrici.

Sistema FELV Il circuito FELV un circuito alimentato, per ragioni funzionali, con un normale trasformatore con tensione secondaria non superiore a 50 V. Un guasto di isolamento tra primario e secondario del trasformatore pu introdurre tensioni pericolose per le persone senza che i dispositivi a monte del circuito FELV intervengano. Il circuito FELV richiede lutilizzo di dispositivi automatici di interruzione atti a garantire la protezione contro i contatti indiretti.

Condizioni di installazione c Masse obbligatoriamente collegate a terra; c grado di isolamento dei componenti pari a quello del circuito primario; c prese a spina con contatto per il conduttore di protezione, di tipo tale da non consentire lintroduzione delle spine del sistema FELV nelle prese alimentate con altre tensioni e da non consentire lintroduzione di spine di altri circuiti nelle prese del sistema FELV. c coordinamento del circuito di protezione con il dispositivo automatico di interruzione previsto sul circuito principale per garantire la protezione contro i contatti indiretti.

Caratteristichedella rete

Protezione e sezionamento dei circuiti Numero di poli da interrompere e proteggere

Protezione e sezionamento dei circuiti ll numero di poli indicato valido per gli interruttori automatici che assicurano contemporaneamente le funzioni di protezione, manovra e sezionamento.

sistema TT o TNS neutro non distribuito trifase schema A neutro distribuito trifase + N SN = SF: schemi B o C

SN < SF: schema C sotto la condizione 5 o schema B sotto le condizioni 1 e 2

fase + N schemi D o E fase + fase schema E

sistema TNC neutro non distribuito trifase schema A neutro distribuito trifase + PEN SPEN = SF: schema F

SPEN < SF: schema F sotto la condizione 4 fase + PEN SPEN = SF: schema G

sistema IT neutro non distribuito trifase schema A neutro distribuito trifase + N schema C

fase + N schema E fase + fase schema E

schema A schema B schema C schema D schema E schema F

PEN PEN

schema G

Condizione 1 Il conduttore di neutro, di opportuna sezione, deve essere protetto contro il cortocircuito dal dispositivo di protezione delle fasi.

Condizione 2 Solo in presenza di un sistema sostanzialmente equilibrato. La massima corrente che pu attraversare il conduttore di neutro , in servizio

ordinario, nettamente inferiore alla portata di questo conduttore.

Condizione 3 Quando la protezione del neutro gi assicurata da un dispositivo di protezione a monte contro il cortocircuito o quando il circuito protetto da un dispositivo a corrente differenziale residua che interrompe tutti i conduttori.

Condizione 4 Se non sono soddisfatte le condizioni 1 e 2 si deve disporre sul conduttore PEN

un dispositivo sensibile alle sovracorrenti che interrompa le fasi,

ma non il conduttore PEN.

Condizione 5 La protezione del neutro deve essere adatta alla sua sezione. Nota 1: la norma CEI 64-8 raccomanda di non distribuire il neutro nei sistemi IT. Nota 2: il conduttore di neutro deve avere la stessa sezione del conduttore di fase in circuiti monofasi e in circuiti polifasi con sezione di fase 16 mm 2 (rame) e 25 mm 2 (alluminio).

22

Caratteristiche La sicurezza nei sistemi TT della rete Presentazione

Prescrizioni per ambienti particolari

RE

In un sistema TT, per garantire la protezione delle persone contro i contatti indiretti,

deve essere soddisfatta la seguente relazione:

RE x Idn < UL

dove: c Idn [A] la corrente nominale differenziale; c UL [V] la tensione di contatto limite convenzionale, pari a 50 V

(25 V in ambienti a maggior rischio); c RE [] la resistenza del dispersore. Utilizzando un dispositivo differenziale ad alta sensibilit, il collegamento

delle masse con la terra pu avere un valore di resistenza elevato (vedi tabella)

senza compromettere lintervento del dispositivo. Limpiego di un dispositivo differenziale consente di prevedere un impianto di terra

facile da realizzare ed affidabile nel tempo. Il dispositivo differenziale pu essere: c parte integrante del dispositivo di interruzione automatica. In questo caso

il dispositivo differenziale ha lo scopo di proteggere l'impianto dai guasti verso terra

e viene installato sugli interruttori generali; c direttamente associato al dispositivo di interruzione automatica (blocchi Vigi); c esterno al dispositivo di interruzione automatica (Vigirex).

valori massimi della resistenza di terra RE [] Idn [A]

0,03

UL [V] 50 1660

25 830

0,3 166 83 0,5 100 50 3 16 8 10 5 2,5 30 1,6 0,8

23

Caratteristichedella rete

La sicurezza nei sistemi TN Presentazione

NSX160

In un sistema TN per garantire la protezione contro i contatti indiretti deve essere soddisfatta la seguente relazione:

Ia Uo Zs

dove: c Ia [A] la corrente che provoca lapertura automatica del dispositivo di protezione

entro i tempi previsti dalla norma in funzione della tensione nominale verso terra

del sistema, indicati nella tabella sottostante. tempi massimi di interruzione per i sistemi TN U0 [V] tempi di interruzione [s]

120 0,8 230 0,4 400 0,2 >400 0,1

c Uo [V] la tensione nominale (valore efficace) tra fase e terra;

c Zs [] l'impedenza dell'anello di guasto dalla sorgente di energia fino al punto

di guasto e comprende l'impedenza del conduttore di fase e di protezione

trascurando l'impedenza di guasto. I dispositivi di interruzione automatica ammessi dalle norme sono il dispositivo

a corrente differenziale e il dispositivo di protezione contro le sovracorrenti.

Che corrente di intervento utilizzare Se si utilizza per la protezione delle persone lo stesso dispositivo impiegato per la protezione contro le sovracorrenti, consigliabile utilizzare, per la verifica della relazione sopra riportata, la corrente di intervento della protezione magnetica

Im [A]. c Il tempo di intervento della protezione magnetica infatti inferiore ai tempi

massimi previsti della norma.

La relazione iniziale diventa: Im Uo

Zs Tuttavia si ricorda che per circuiti di distribuzione e per circuiti terminali protetti con dispositivo di protezione contro le sovracorrenti con corrente nominale o di regolazione superiore a 32A la norma ammette tempi di intervento inferiori

o uguali a 5 s. Se il dispositivo di interruzione equipaggiato con una protezione differenziale,

la corrente utilizzata per la verifica la soglia di intervento nominale In del dispositivo differenziale: In Uo

Zs

Selettivit differenziale Per realizzare la selettivit, tra protezioni differenziali disposte in serie, verificare le relazioni riportate a pag. 382. La norma ammette, limpiego di dispositivi differenziali selettivi del tipo S oppure

di dispositivi differenziali regolabili in tempo e corrente. Nota: i tempi massimi di interruzione indicati in tabella si applicano ai circuiti terminali protetti con dispositivo di protezione contro le sovracorrenti aventi corrente nominale o regolabile non superiore a 32 A.

24

25

Come ottenere la protezione contro i contatti indiretti Qualora la protezione contro i contatti indiretti non sia verificata utilizzando i comuni dispositivi di protezione si possono impiegare i seguenti accorgimenti: c utilizzare uno sganciatore a soglia magnetica bassa: v interruttori modulari con curva di intervento tipo B, v interruttori scatolati con sganciatore magnetotermico tipo G, v interruttori equipaggiati con sganciatore elettronico tipo Micrologic. Abbassando la soglia di intervento del rel magnetico possibile proteggere contro

i contatti indiretti condutture di lunghezza maggiore. In tal caso si consiglia di verificare i limiti di selettivit determinati precedentemente. c Utilizzare un dispositivo differenziale. Il suo impiego permette di realizzare la protezione contro i contatti indiretti in tutti quei casi dove lintervento della protezione magnetica non assicurata: v circuiti soggetti a modifiche e ampliamenti importanti, v impedenze di guasto elevata o di difficile valutazione. Lutilizzo del dispositivo differenziale, nella maggior parte dei casi, rende la protezione indipendente dai parametri dellimpianto elettrico (lunghezza e sezione dei cavi).

Esempio Ad una soglia di intervento differenziale pari a 1 A corrisponde unimpedenza

dellanello di guasto di 230 . Inoltre la soglia magnetica pu essere regolata al valore massimo migliorando

cos le condizioni richieste per la selettivit in cortocircuito. c Aumentare la sezione del cavo. Dove non sia possibile utilizzare interruttori con la soglia magnetica bassa: v richiesta di limiti di selettivit elevati, v rischi di scatti intempestivi dovuti a correnti di avviamento importanti, e dove

non si possa o non si voglia utilizzare dispositivi differenziali, per assicurare

lintervento della protezione necessario aumentare la sezione del conduttore

di protezione o al limite la sezione del conduttore di fase. Cos facendo si riduce limpedenza dellanello di guasto e si eleva la corrente

di guasto verso terra migliorando le condizioni di intervento del dispositivo

di protezione.

Caratteristichedella rete

La sicurezza nei sistemi IT Presentazione

La particolare configurazione di questo sistema fa si che in caso di singolo guasto a terra la corrente di guasto sia fortemente limitata dallimpedenza capacitiva verso terra della linea e non richieda quindi di essere interrotta tempestivamente

Condizioni di sicurezza al primo guasto La corrente capacitiva di primo guasto si pu determinare come segue: I1g = e . U . 2 . p . 50 . C . 10-6 . L . 10-3

Id

Id

impianto esercito con tensione nominale 230/400V (1) sviluppo totale dei cavi [m] 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000

corrente di primo guasto (2) [A] 0,065 0,131 0,196 0,261 0,326 0,392 0,457 0,522 0,587 0,653 0,718 0,783 0,848 0,914 0,979 resistenza di terra [] tensione di contatto [V]

2 0,13 0,26 0,39 0,52 0,65 0,78 0,91 1,04 1,17 1,31 1,44 1,57 1,7 1,83 1,96 5 0,33 0,66 0,98 1,31 1,63 1,96 2,29 2,61 2,94 3,27 3,59 3,92 4,24 4,57 4,9 10 0,65 1,31 1,96 2,61 3,26 3,92 4,57 5,22 5,87 6,53 7,18 7,83 8,48 9,14 9,79 25 1,63 3,28 4,9 6,53 8,15 9,8 11,43 13,05 14,68 16,33 17,95 19,58 21,2 22,85 24,48 50 3,25 6,55 9,8 13,05 16,23 19,6 22,85 26,1 29,35 32,65 35,9 39,15 42,4 45,7 48,95 100 6,5 13,1 19,6 26,1 32,6 39,2 45,7 52,2 58,7 65,3 71,8 78,3 84,8 91,4 97,9 150 9,75 19,65 29,4 39,15 48,9 58,8 68,55 78,3 88,05 97,95 107,7 117,5 127,2 137,1 146,9 200 13 26,2 39,2 52,2 65,2 78,4 91,4 104,4 117,4 130,6 143,6 156,6 169,6 182,8 195,8

(1) La capacit relativa ai cavi in bassa tensione pu essere presa pari a 0,3 F/km (2) Per sviluppo totale dei cavi si intende la lunghezza complessiva dei circuiti monofasi e tripolari con o senza neutro presenti.

Per impianti in bassa tensione la corrente capacitiva circa pari a 65 mA x km.

Altra condizione riguarda la resistenza di terra a cui sono collegate le masse

e la tensione pericolosa che si introduce sulle masse stesse durante il primo guasto.

Tale condizione, nella maggior parte degli impianti in situazioni ordinarie,

rispettata. Uc = I1g . RE UL I simboli utilizzati nelle relazioni sopra indicate hanno il seguente significato.

I1g = corrente verso terra di primo guasto, corrente capacitiva totale fornita

da tutta la rete di distribuzione [A] U = tensione concatenata [V] C = capacit verso terra della linea in BT, valore tipico [F/km] L = sviluppo totale dei cavi [m]

UL = tensione limite di contatto (50 V in ambiente ordinario, 25 V in ambienti

articolari) RE = resistenza di messa a terra delle utenze o di gruppi di utenze [] UC = tensione di contatto che si manifesta sulle masse alla comparsa del primo

guasto di Isolamento [V].

Se si considera una resistenza di terra del dispersore pari a 10 la lunghezza totale

dei cavi che da origine ad una tensione limite di contatto di 50 V di circa 77 km. Con una resistenza del dispersore di terra di 200 (terreno con resistivit elevata)

la lunghezza si riduce a 3,8 km. Qualora non sia possibile realizzare un impianto di

terra con resistenza idonea a limitare la tensione di contatto a valori inferiori a quelli

massimi previsti dalla norma, 50 V per impianti ordinari e 25 V per impianti per

applicazioni particolari, suddividere limpianto in sezioni elettricamente indipendenti,

ciascuna alimentata da proprio trasformatore con neutro isolato. In caso di primo

guasto la tensione di terra dovr essere inferiore alla tensione limite. Non sar necessario interrompere lalimentazione ma obbligatorio prevedere la

segnalazione guasto per prevenire linsorgere di un secondo guasto di isolamento. Per fare ci si utilizza un controllore permanete di isolamento CPI (Vigilhom),

uno per ogni circuito indipendente separato galvanicamente dagli altri, che attiva

un allarme sonoro e visivo. opportuno individuare ed eliminare il primo guasto

nel tempo pi breve possibile. Per facilitare lidentificazione del punto di guasto si possono utilizzare sistemi automatici di ricerca che prevedono un sistemi di rilevamento associato a concentratori di segnale (as esempio XM200 + XD312) o sistemi manuali portatili che utilizzano pinze amperometriche (XRM + pinza). Per salvaguardare limpianto dalle sovratensioni che possono provenire dalla rete in MT (guasto di isolamento del trasformatore MT/BT) consigliabile installare degli scaricatori di sovratensione (Cardew-C) tra il centro stella del trasformatore, oppure una fase, e la terra.

26

Nota 1: i tempi massimi di interruzione del guasto indicati per il sistema TN sono applicabili ai sistemi IT con neutro distribuito o non distribuito. Per il metodo pratico di verifica dellintervento della protezione contro le sovracorrenti si rimanda al capitolo Protezione delle persone. Quando nel sistema IT la protezione contro le sovracorrenti interviene, per doppio guasto a terra, in un tempo superiore a quello ammesso dalla norma, necessario utilizzare un dispositivo a corrente differenziale oppure effettuare, se praticamente possibile, un collegamento equipotenziale non connesso a terra tra le masse simultaneamente accessibili e con tutte le masse estranee. Nota 2: tale dispositivo a corrente differenziale non deve intervenire in caso di primo guasto di isolamento per non vanificare le caratteristiche di continuit di servizio del sistema IT. La soglia della protezione differenziale deve essere superiore al seguente valore. In I 1g

K n dove i simboli hanno il seguente significato In = corrente nominale di intervento del dispositivo differenziale. Kn = tolleranza della soglia di intervento del dispositivo di protezione (valore normalizzato: 0,5 per dispositivi differenziali Vigi, 0,8 per dispositivi differenziali Vigirex e VIGI di tipo Si) Nota 3: in caso di primo guasto i carichi alimentati possono contribuire alla corrente capacitiva e tale contributo di difficile valutazione. Per tale motivo si raccomanda di utilizzare un margine di sicurezza superiore a quello relativo alla sola tolleranza della soglia di intervento. Nota 4: nei sistemi IT la protezione differenziale funziona correttamente solo nelle seguenti condizioni di guasto. In definitiva il dispositivo a corrente differenziale posto a monte di derivazione non interviene per doppio guasto a terra sulle derivazioni stesse.

A Il dispositivo A

non interviene

CB

I dispositivi B e C intervengono

Condizione di doppio guasto sulle linee terminali

B

I dispositivi A e B intervengono

A

Passerella metallica

C D

Condizione di doppio guasto sulle due linee di alimentazione a monte delle linee terminali

Secondo guasto Al secondo guasto (guasto su una fase differente o sul neutro) la condizione

di intervento delle protezioni differente a secondo della modalit di connessione

a terra delle masse. c Masse collegate ad una terra unica. In questo caso il secondo guasto di isolamento d origine ad unanello di guasto

simile a quello di un sistema TN (la corrente verso terra circola attraverso

il conduttore di protezione che unisce le due masse) c Masse collegate a terra individualmente oppure a gruppi.

Con questa modalit di connessione a terra lanello di guasto equiparabile a quello

di un sistema TT (la corrente di guasto interessa i dispersori delle due terre distinte). Con connessione ad una terra unica o a pi terre distinte le masse devono essere

comunque connesse tra loro mediante un conduttore di protezione.

Condizione di intervento delle protezioni In caso di terra unica si possono identificare due condizioni di guasto a secondo della presenza o no del conduttore di neutro. Si precisa che la norma raccomanda di non distribuire il neutro nei sistemi IT. Neutro non distribuito: Ia U 1.

2 ZS Neutro distribuito:

1 2 ZS

dove: Ia = corrente di intervento del dispositivo di protezione [A] I dispositivi ad interruzione automatica ammessi dalla norma sono il dispositivo di protezione contro il cortocircuito [Im] e il dispositivo a corrente differenziale [In]. Uo = tensione nominale tra fase e terra in valore efficace espressa in [V] U = tensione nominale tra fase e fase in valore efficace espressa in [V]

Ia Uo .

ZS = impedenza dellanello di guasto comprendente il conduttore di fase

e il conduttore di protezione espressa in [] ZS = impedenza dellanello di guasto comprendente il conduttore di neutro

e il conduttore di protezione espressa in []

NSX160

Id

27

Caratteristichedella rete

La sicurezza nei sistemi IT Controllori permanenti di isolamento Caratteristiche

La scelta del controllore permanente

disolamento deve essere effettuata

in funzione dei seguenti parametri: c la tensione tra le fasi e il tipo di rete

da controllare; c l'estensione della rete da controllare; c altri elementi quali installazione,

alimentazione ausiliaria, ecc.

tipo IM9 IM9-OL (motori fuori tensione)

IM10-IM20(1) IM10H-IM20H (ambiente ospedaliero)

tensione concatenata CA neutro accessibile 480 V max 690 VAC (fuori tensione) 480 VAC 230 VCA 15% CA neutro non accessibile CC 690 Vcc (fuori tensione) 345 VCC

frequenza 45-440 Hz 45-440 Hz 45-440 Hz 50-60 Hz principio di funzionamento: iniezione in CC segnalazione squilibrio

in tensione AC AC

soglia di funzionamento preallarme 2-500 k 0,5-10 M 1 k-1 M 50 k-500 k guasto 1-250 k 0,25-2 M 0,5 k-500 k

campo lettura della resistenza 0,1 k -10 M 1 k -10 M campo lettura della capacit 0,1 mF -40 mF tensione ausiliaria CA 115/415 VCA 115/415 VCA 115/415 VCA 115/415 VCA tensione ausiliaria CC 125/250 VCC 125/250 VCC 125/250 VCC 125/250 VCC installazione incasso b b

guida DIN b b b b grado di protezione parte frontale IP40 IP40 IP52 IP52

tipo XM200 XM300(1) XML308-XML316(2) tensione concatenata CA neutro accessibile 440 VAC 690 VAC (fuori tensione) 480 VAC

CA neutro non accessibile 760 VAC CC 500 VCC 690 VCC (fuori tensione) 345 VCC

frequenza 45-440 Hz 45-440 Hz 45-440 Hz principio di funzionamento: iniezione in AC segnalazione squilibrio

in tensione AC

soglia di funzionamento preallarme 10 k-100 k 0,5-10 M 1 k-1 M guasto 0,1 k-20 k 0,25-2 M 0,5 k-500 k

campo lettura della resistenza 0,1 k -999 k 0,1 k -10 M campo lettura della capacit 0,1 mF -199 mF 0,1 mF -40 mF tensione ausiliaria CA 115/127 VCA 115/127 VCA 115/127 VCA

220/240 VCA 220/240 VCA 220/240 VCA 380/415 VCA 380/415 VCA 380/415 VCA

tensione ausiliaria CC installazione incasso b b b

guida DIN grado di protezione parte frontale IP30 IP30 IP30

(1) IM20 con piastra HV-IM20 fino a 1700 VCA neutro accessibile, 1000 Vac neutro non accessibile. (2) XM300c e XML con piastra PHT1000 fino a 1700 VCA neutro accessibile, 1000 VCA neutro non accessibile; 1200 VCC per reti in CC

28

caratteristiche industria e Marina tipo di controllore IM9 IM9-OL IM10 IM20 XM200 XM300C XML308/

316 (CPI + misura locale)

reti piccole Reti IT reti Medie e Grandi (2) IT

isole IT/macchine operatrici

motori fuori tensione

reti medie fino a 40 F tete estesa >40 Fo localizzazione guasto

+ com. + com. e mis. locale

alimentazione ausiliaria 110 - 415 VCA 125/250 VCC 115/127 o 220/240 o 380/415 VCA doppia soglia + (guasto + preallarme) s s s s s s s misura resistenza R no no s s s s s controllo rete CA s s s s s s s controllo rete CC o CA con componenti continue no no s s s s s

comunicazione no no no s no s s localizzazione autom. del guasto no no no no s s s misura capacit C no no no s s s s misura impedenza ZC no no no s no no no log allarme no no no s no s s piastra addizionale HV no no no s no s s motore fuori tensione no s no no no no no input inibizione iniezione di corr. no no no s no no no installazione guida DIN incasso o guida DIN incasso dispositivi di localizzazione automatica dei guasti senza misura

no no no no

XD301

XD312/XD308C

dispositivi di localizzazione automatica dei guasti con misura R e C locale no no no no no

XL308/316

interfaccia di comunicazione modbus

no no no no no

XLI300 o XTU300

accessori (1) HV-IM20 PHT1000 limitatore di sovratensioni Cardew C - Resistenza di limitazione (ZX) toroidi localizzazione manuale dei guasti

(1) Tranne IM9-OL. (2) Scelta tra IM10/IM20 e XM200: vedere pagina 33.

29

30

Caratteristichedella rete

Scaricatore di sovratensione Cardew-C La funzione di questo componente quella di scaricare verso terra le sovratensioni a frequenza industriale (50Hz) che provengono dalla media tensione e quindi salvaguardare linstallazione e lintegrit del controllore permanente di isolamento. Lo scaricatore collegato tra il centro stella del trasformatore e la terra o tra una fase e il collettore di terra e deve essere in grado di sopportare: c la sovratensione permanente che si manifesta allinsorgere del primo guasto di isolamento (U = 1,732 x Uo); c la corrente dovuta al secondo guasto di isolamento. La corrente di doppio guasto, nelle condizioni di guasto pi gravose, avr il valore della corrente di cortocircuito trifase se lo scaricatore installato tra il centro stella del trasformatore e la terra oppure sar pari alla corrente di cortocircuito bifase se il limitatore di sovratensioni installato tra una fase e la terra. Le sue principali caratteristiche sono: c tensione U di non innesco a 50 Hz: 1,6 x U; c tensione di innesco a 50 Hz: 2,5 x U (3 x U per tipo 250 V); c corrente massima dopo linnesco: 40 kA x 0,2 s. Leffettiva corrente sopportata dallo scaricatore dipende dal tempo di interruzione del dispositivo di protezione come indicato nella tabella seguente.

c Resistenza di isolamento: > 1010 . c Non ripristinabile. Il suo intervento provoca la segnalazione continua del controllore permanente di isolamento. Per facilitare lidentificazione della perdita di isolamento dello scaricatore consigliabile installare, sul collegamento a terra, un toroide e il relativo dispositivo XD301 che segnala localmente e a distanza la presenza della corrente di dispersione. La scelta del Cardew-C dipende dai seguenti parametri: c tensione nominale della rete elettrica; c livello di isolamento dellimpianto e del controllore permanete di isolamento; c punto di collegamento a terra (neutro-terra o fase-terra). Sezione del conduttore o della sbarra di collegamento. La sezione dipende dalle seguenti caratteristiche/condizioni: c modalit di collegamento a terra dello scaricatore (neutro accessibile oppure non accessibile); c tipo di conduttore (rame o alluminio); c tempo di eliminazione del guasto (la condizione pi gravosa generalmente quella dovuta allinterruzione del guasto mediante interruttore a monte del trasformatore MT/BT). Il conduttore di fatto un conduttore PE e come tale pu essere dimensionato secondo i criteri indicati dalla norma CEI 64-8. La formula per il calcolo la seguente.

tempo di eliminazione del guasto [s] 0,5 0,4 0,32 0,2 0,14 0,8

Icw Cardew-C [kA] x [s] 25,3 28,3 31,6 40 40 40

dove SPE = sezione del PE Ig = corrente di guasto a terra t int = tempo di interruzione del guasto K = fattore relativo a isolante e materiale conduttore: c per conduttore isolato in PVC K = 115 (K = 143 per T

tabella di scelta del limitatore di sovratensioni Cardew C Un [V] neutro acces

MT

sibile

BT

neutro non acce

MT

ssibile

BT

230 tipo 250 V tipo 250 V 230 U 400 tipo 250 V tipo 440 V 400 U 660 tipo 440 V tipo 660 V 660 U 1000 tipo 660 V tipo 1000 V 1000 U 1560 tipo 1000 V

tabella di scelta della sezione cavo di collegamento del Cardew-C (1) (2) (3) trasformatore in resina [kVA] 100 160 250 315 400 500 630 800 1000 1250

VCC [%] 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 sezione connessione [mm2] neutro accessibile 16 25 50 50 70 95 95 120 150

neutro non accessibile 16 25 35 50 70 70 95 120 150 185 trasformatore in olio [kVA] 100 160 250 315 400 500 630 800 1000 1250

VCC [%] 4 4 4 4 4 4 4 6 6 6 sezione connessione [mm2] neutro accessibile 25 50 70 70 95 120 150 120 150

neutro non accessibile 25 35 50 70 95 95 120 120 150 185

(1) Il cavo isolato in PVC. (2) Per cavi in alluminio moltiplicare la sezione del conduttore in rame per 1,5. (3) Per cavi isolati in EPR moltiplicare la sezione del conduttore isolato in PVC per 0,8.

31

32

Caratteristichedella rete

La sicurezza nei sistemi IT Sicurezza minima

Rete a configurazione variabile: un solo CPI deve essere collegato per ogni rete indipendente.

XML316 XML308

MT/BT MT/BT XLI300

Segnalazione del primo guasto La norma CEI 64-8 richiede linserimento di un controllore di isolamento (CPI) per la segnalazione del primo guasto a terra. Per una normale rete a 50 Hz si possono utilizzare sia controllori che iniettano un segnale di tipo continuo che controllori che iniettano un segnale alternato a bassa frequenza (2.5 Hz). Il secondo tipo di CPI pu fungere anche da generatore di segnale per la ricerca dei guasti. Il controllore di isolamento pu essere inserito in alternativa sul centro stella del trasformatore o su una delle fasi; nel primo caso la tensione che applicata al CPI per un guasto a terra la stellata mentre nel secondo caso la concatenata. Uno dei parametri di scelta di un CPI proprio la tensione concatenata della rete da controllare: infatti nel caso di neutro non accessibile (collegamento del CPI su una fase) essa risulta 1/e volte inferiore rispetto al caso di neutro accessibile. I CPI sono dotati di una soglia di allarme in k al raggiungimento della quale si ha laccensione di una spia sul fronte degli apparecchi e la commutazione di un contatto per la segnalazione a distanza. La soglia di allarme deve essere impostata ad un valore di resistenza inferiore al normale valore di resistenza di isolamento verso terra dellimpianto con tutti i carichi inseriti. Lintervento delle protezioni obbligatorio al secondo guasto. Nel caso di reti TT o TN alimentate tramite UPS pu verificarsi la situazione in cui l'impianto a valle, in assenza di tensione di rete, riceva tensione dalla batteria. Si ha quindi il passaggio da un sistema di neutro TT o TN ad un sistema IT, in quanto la batteria funziona in isola. Considerando per la limitata estensione dei circuiti alimentati dall'UPS ed il breve tempo per il quale l'UPS pu funzionare in isola (generalmente dell'ordine dell'ora), non si considera giustificato l'utilizzo di un dispositivo di segnalazione del primo guasto in quanto risulta estremamente improbabile l'insorgere, dopo un primo guasto, di un secondo guasto nel breve tempo di funzionamento con alimentazione da batteria (si veda a questo proposito il commento all'articolo 413.1.5.1 della nuova edizione della norma CEI 64-8).

Reti con pi trasformatori Bisogna sottolineare che non corretto installare due o pi CPI su una stessa rete poich se tra i due vi continuit metallica le correnti iniettate si sovrappongono e di conseguenza i dispositivi danno luogo a misurazioni errate che si traducono in indicazioni inaffidabili del livello di isolamento. In base a quanto detto, se la rete alimentata da pi trasformatori in parallelo va installato un solo CPI il quale comunque controller lisolamento del secondario dei trasformatori e di tutto limpianto a valle dei trasformatori stessi.

Reti a configurazione variabile In questo caso le valutazioni da fare sono pi complesse: bisogna considerare tutte le configurazioni che pu assumere limpianto e verificare che in nessuna di esse vi siano due o pi CPI collegati alla stessa rete. Le manovre che portano a modifiche della topologia della rete (ad esempio chiusura o apertura di congiuntori) devono modificare opportunamente anche i collegamenti dei CPI per evitare di averne pi di uno collegato alla stessa parte di impianto o di lasciare parti di impianto prive di controllo. Nel caso di due reti esercite indipendentemente in servizio normale ma che possono essere comunque collegate (ad esempio per fuori servizio di un trasformatore), necessario che uno dei CPI venga scollegato nel funzionamento con congiuntore chiuso. necessario inoltre verificare che la regolazione della soglia di intervento sia inferiore al livello di isolamento dellimpianto a congiuntore chiuso e che il CPI sopporti la lunghezza totale dei cavi di tutto limpianto (ad esempio tale valore di 30 km per lXM200).

Conclusioni Linstallazione di un CPI in un impianto IT (peraltro imposta dalla norma CEI 64-8) permette di mantenere nel tempo i vantaggi di questa tipologia di gestione del neutro: un dispositivo fondamentale dellimpianto da scegliere con cura e collegare con oculatezza poich scelte errate o collegamenti scorretti renderebbero limpianto inaffidabile e quindi inutili i costi sostenuti per realizzarlo.

Se associato ad una modalit di ricerca guasti tempestiva ed efficace, il CPI

permette di limitare leventualit di un doppio guasto simultaneo che causerebbe sia il fuori servizio almeno delle utenze interessate dai guasti che possibilit di danneggiamento delle stesse (un doppio guasto , a tutti gli effetti, un cortocircuito). Ad esempio, ipotizzando che statisticamente ci possa essere un guasto ogni tre mesi e che il servizio manutenzione sia in grado di eliminarlo entro 24 ore, si avrebbe in media un doppio guasto circa ogni 22 anni.

Miglioramento delle condizioni di servizio

Criteri di scelta Tranne in casi semplici, vi sono funzioni specifiche della rete da monitorare che possono influenzare la scelta: c si tratta di una rete estesa ove consigliabile misurare la resistenza di isolamento

e le capacit dellimpianto verso terra? c necessario avere una soglia di preallarme che indichi labbassamento del valore

dellisolamento al di sotto di una soglia non-critica impostata dalloperatore? c sulla rete sono presenti dei congiuntori? sono presenti disturbi elettrici generati dalle utenze quali variatori di velocit, gruppi

di continuit UPS, ecc.?

Che tipo di rete? c Motori o reti di piccole dimensioni in corrente alternata: Vigilohm IM9. c Motori fuori tensione: Vigilohm IM9-OL.

c Reti in corrente continua o alternata di piccole dimensioni: Vigilohm IM10 o IM20 (IM10-H o IM20-H per ambienti uso medico). c Reti pi estese dove la localizzazione manuale di un guasto difficilmente realizzabile: XM200 + XD301/312. c Reti molto estese dove le misure sulle partenze principali sono un evidente vantaggio: XML308/XML316 o XM300 + XL308/316.

Vigilohm un sistema che segue levoluzione dellimpianto. sufficiente aggiungere dispositivi e apparecchi per adattare il sistema ai cambiamenti della rete o alle nuove esigenze di misura e supervisione.

Supervisione e log eventi

Interfaccia di comunicazione

StampanteSupervisore

Modbus

Modbus

Bus Vigilohm System

Controllore permanente disolamento

Toroidi e pinze

Rilevatori/localizzatori

Scelta del sistema I 3 passi per una corretta scelta del sistema: 1) Definire le esigenze: dimensioni della rete,

CC o CA, misura dellisolamento, localizzazione automatica dei guasti, funzioni aggiuntive, ecc

2) Scegliere i rilevatori adatti (XD, XML o XL con misura locale dellisolamento).

3) Verificare leventuale necessit di uninterfaccia di comunicazione.

33

test

XL308c

1

9

2

10

3

11

4

12

5

13

6

14

7

15

8

16

test/reset

XAS

dfaut

XML316

1

9

2

10

3

11

4

12

5

13

6

14

7

15

8

16

test

RM 10N

P12 P50

P100

XD308c

test

reset

XD31 2

valeur d'isolement 040 KTEST MENU

Caratteristiche La sicurezza nei sistemi IT della rete Rete in corrente continua isolata da terra

IM10

Piccole reti o isole IT (C max = 40 F)

XM200

XD312

Rete con molte partenze: soluzione semplice

Le protezioni minime indispensabili Segnalazione al primo guasto, permette di avere continuit di servizio

in condizioni normali di installazione.

Intervento della protezione obbligatorio al secondo guasto. Per controllare lisolamento della rete e segnalare un guasto verso massa utilizzare

le apparecchiature seguenti: c IM10 e IM20 sono la soluzione IT in CA e CC fino a 40 mF. In questi apparecchi un dispositivo ad alta impedenza misura la variazione

di potenziale delle due polarit della rete con riferimento alla terra. Queste variazioni

vengono confrontate con la soglia impostata. Il limite di utilizzazione la tensione

della rete da controllare, cio 480 VCA - 345 VCC; c Opzioni aggintive disponibili a seconda del modello:

v Visualizzazione del valore R per facilitare la manutenzione preventiva. v Visualizzazione del valore C della rete. v Collegamento seriale Modbus. v Storico Allarmi.

c Vigilohm System XM200 o XM300C su reti in corrente continua del tipo ondulata

(generatori in corrente continua, gruppi statici di conversione) o non ondulata.

Vantaggi dellofferta Schneider Electric Misura e visualizzazione di C Il monitoraggio della capacit C essenziale sulle reti di grandi dimensioni dal momento che limpedenza capacitiva pu provocare il passaggio ad un sistema TT che, in caso di guasto disolamento potrebbe generare una tensione di contatto pericolosa ed unelevata corrente di guasto. I CPI Schneider Electric visualizzano il valore C. Localizzazione dei guasti senza collegamento al CPI Questa funzione pu semplificare limplementazione e lutilizzo del sistema. Toglie anche qualsiasi limite al numero di rilevatori XD301/312 installabili.

Miglioramento delle condizioni di servizio Ricerca sotto tensione del guasto disolamento (Vigilohm System) Lutilizzo di un Vigilohm System abbinato a dei rilevatori consente di effettuare la ricerca sotto tensione del primo guasto, permettendo di ottenere un miglioramento della continuit di servizio; questo possibile grazie alliniezione di un segnale a bassa frequenza (2,5 Hz). Il rilevatore portatile XRM con le relative pinze amperometriche compatibile con tutti i controllori della gamma Vigilohm system. Per interrompere il circuito possibile utilizzare un controllore disolamento che comanda lapertura dellinterruttore di protezione. Nellarchitettura dello schema seguente i controllori della serie XML integrano sia la funzione di controllo isolamento che la funzione di misura partenza per partenza. Tutte le misure e gli allarmi cronodatati sono accessibili tramite supervisore. LXLI300 integra uninterfaccia di comunicazione oltre alla funzione di esclusione CPI in caso di XML316 chiusura del secondo interruttore. Questa soluzione pu essere associata anche alla funzione di localizzazione dei guasti con rilevatore XD.

Interface Supervisor XML308/316

Printer

XL308/316

XD308c

XD312 XRM

Localizzazione automatica dei guasti con una misura della resistenza e capacit disolamento (R e C) partenza per partenza

34

35

Caratteristiche Ulteriori prescrizioni normativedella rete

Prescrizioni relative allutilizzo di dispositivi a corrente differenziale (Norma CEI 64-8 parte 4 e 5) Protezione addizionale contro i contatti diretti Il dispositivo di protezione a corrente differenziale con Idn non superiore a 30 mA

riconosciuto dalla norma come protezione addizionale contro i contatti diretti

in aggiunta ai seguenti criteri di protezioni: c isolamento delle parti attive; c involucri (grado di protezione) e barriere; c ostacoli; c distanziamento. Tale protezione addizionale richiesta anche per i circuiti che alimentano prese

a spina: c con corrente nominale non superiore a 20 A nei locali ad uso abitativo; c con corrente nominale non superiore a 32 A destinati ad alimentare apparecchi

utilizzatori mobili usati allesterno.

Condutture realizzate con cavi con conduttori piatti Le condutture utilizzate solitamente sotto tappeti a posa fissa (moquette) sono oggetto di prescrizioni allo studio. Per il momento devono essere protette con dispositivo differenziale con Idn non superiore a 30 mA.

Legge 46/90 Per gli impianti realizzati in data successiva allentrata in vigore della Legge 46/90, luso di dispositivi differenziali associati a circuiti che non siano provvisti di conduttore di protezione non deve essere considerato come una misura di protezione sufficiente contro i contatti indiretti, anche se la corrente differenziale nominale di intervento non supera 30 mA.

Catene luminarie consigliabile proteggere, con dispositivo a corrente differenziale con In non superiore a 30 mA, le catene luminarie a portata di mano se il costruttore non ne definisce le modalit di installazione e di protezione.

Impianto e gruppo generatore trasportabile o per utilizzo temporaneo. In tale caso, qualunque sia il sistema di neutro, deve essere utilizzato un dispositivo a corrente differenziale non superiore a 30 mA per linterruzione automatica dellalimentazione.

Prescrizioni per ambienti particolari (CEI 64-8 parte 7) Limpiego del dispositivo di protezione a corrente differenziale con sensibilit non superiore a 30 mA obbligatorio nei seguenti casi.

Locali contenenti bagni o docce e per piscine e fontane La protezione richiesta secondo la disposizione delle utenze rispetto alle zone 0, 1 e 2 e in caso si utilizzino altri sistemi di sicurezza, ad esempio il sistema SELV o a separazione elettrica, quando tali sorgenti vengano installate in zona 2. Per maggiori dettagli si rimanda alla norma CEI 64-8.

Cantieri di costruzione e demolizione, Strutture adibite ad uso agricolo o zootecnico Per le prese a spina e gli apparecchi utilizzatori mobili in entrambi i casi con corrente nominale non superiore a 32 A.

Aree di campeggio Ogni presa a spina deve essere protetta da dispositivo differenziale.

Locali ad uso medico I circuiti terminali nei locali appartenenti al gruppo 1 che alimentano prese a spina fino a 32 A. Tutti i circuiti nei locali appartenenti al gruppo 2 che non siano alimentati da sistema IT-M mediante trasformatore di isolamento. Nei locali di gruppo 1 e 2 sono richiesti dispositivi a corrente differenziale di tipo A

o di tipo B in funzione del tipo di corrente di guasto.

Fiere e mostre Tutti i circuiti che alimentano prese a spina fino a 32 A e tutti i circuiti terminali esclusi quelli destinati allilluminazione di sicurezza.

Illuminazione per esterni Impianti di illuminazione fissi situati in area esterna per cabine telefoniche, pensiline di fermata per mezzi di trasporto, insegne pubblicitarie, segnalazioni stradali e mappe luminose.

Unit mobili e trasportabili Come dispositivo di protezione quando si utilizzano sistemi TN e TT.

36

Caratteristichedella rete

Ulteriori prescrizioni normative

Come protezione addizionale per tutte le prese a spina, alimentate direttamente, e destinate ad apparecchi utilizzatori situati al di fuori dellunit.

Sistemi di riscaldamento per pavimenti e soffitti Come dispositivo di protezione anche in presenza di componenti elettrici di riscaldamento di classe II o con isolamento equivalente.

Luoghi a maggior rischio in caso di incendio (protezione contro gli incendi) Per le condutture classificate di tipo C e in caso di sistemi TN o TT richiesta la protezione mediante dispositivo a corrente differenziale con soglia di intervento non superiore a 300 mA, anche ritardato, e in caso di circuiti di distribuzione, dove necessita il coordinamento selettivo, con soglia non superiore a 1 A anche ritardato. La norma definisce le condutture di tipo C nel seguente modo: c cavo multipolare provvisto di conduttore di protezione; c cavo unipolare o multipolare sprovvisto di conduttore di protezione e installato

in tubi protettivi metallici con grado di protezione inferiore a IP4X; c cavo unipolare o multipolare sprovvisto di conduttore di protezione e installato

in tubi protettivi in materiale isolante, installato a vista e con grado di protezione

almeno IP4X; c condotto sbarre con grado di protezione almeno IP4X.

37

Indice

4 - Protezione dei circuiti

n Introduzione pag. 38

n Protezione contro i sovraccarichi pag. 41

n Installazione dei cavi pag. 45

n Portata dei cavi pag. 48

n Caduta di tensione pag. 57

n Protezione contro il cortocircuito pag. 62

n Dimensionamento rapido dei cavi pag. 82

n Condotti sbarre prefabbricati pag. 84

n Tabelle di coordinamento pag. 110

38

Protezione dei circuiti

Introduzione Definizioni

Impianto elettrico Insieme di componenti elettrici associati al fine di soddisfare scopi specifici e aventi caratteristiche coordinate. Fanno parte dellimpianto elettrico tutti i componenti elettrici non alimentati tramite prese a spina; fanno parte dellimpianto elettrico anche gli apparecchi utilizzatori fissi alimentati tramite prese a spina destinate unicamente alla loro alimentazione.

Conduttore di neutro Conduttore collegato al punto di neutro del sistema ed in grado di contribuire alla trasmissione dellenergia elettrica.

Temperatura ambiente Temperatura dellaria o di altro mezzo nel luogo in cui il componente elettrico deve essere utilizzato.

Tensione nominale Tensione per cui un impianto o una sua parte progettato. Nota: la tensione reale pu differire dalla nominale entro i limiti di tolleranza permessi. In relazione alla loro tensione nominale i sistemi elettrici si dividono in: c sistemi di categoria 0, quelli a tensione nominale minore o uguale a 50 V se a corrente alternata o a 120 V se a corrente continua (non ondulata); c sistemi di categoria I, quelli a tension