Relazione sul Progetto del 1 anno Corso di Perfezionamento Universitario del Politecnico di Milano IMPIANTI ELETTRICI

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1 Relazione sul Progetto del 1 anno Corso di Perfezionamento Universitario del Politecnico di Milano IMPIANTI ELETTRICI Il lavoro svolto si propone come guida per la conoscenza delle Norme CEI relative agli impianti elettrici civili. Partendo dalle Norme per l accettazione, il collaudo, l unificazione e la protezione di materiali, macchinari e impianti. Le norme CEI corrispondono, per la maggior parte, ad altrettante Norme emesse in sede internazionale dal IEC (International Electrical Commission), o in sede europea, per i paesi aderenti alla CEE dal CENELEC (European Committee for Electrotecnical Standardization; precedentemente CEE el). A partire dal 1992, le Norme Europee vengono recepite direttamente dal CEI con la numerazione CEIEN, cui viene aggiunta la classificazione CEI secondo i modi consueti. La stessa CEE ha emesso una Direttiva (n. 73/23 del 12/2/73) nella quale si indicano in linee generali le caratteristiche a cui devono rispondere i materiali elettrici impiegati in impianti con tensione fino a 1000 V c.a. o 1500 V c.c. In base alla legge del 1/3/68 n. 186, le norme CEI vengono praticamente ad assumere valore legale. Lo stesso concetto viene espresso dalla Legge 5/3/90 n, 46, Detta legge, emanato per mettere ordine nel settore dell impiantistica, specialmente dal punto di vista della sicurezza, riguarda, non solo gli impianti elettrici, ma anche gli impianti di riscaldamento, gas, idrosanitari, radiotelevisivi, di sollevamento (ascensori), di protezione, antincendio e contro le scariche atmosferiche. Quindi tutti gli impianti riguardanti gli edifici ad uso civile. 1

2 La legge si preoccupa anzitutto che detti impianti siano eseguiti da personale qualificato, indicando le caratteristiche a cui devono rispondere gli operatori e gli enti che devono accertare i requisiti stessi; prescrive, che gli impianti siano eseguiti a regola d arte indicando, come riferimento, le Norme tecniche emanate dal CEI e dall UNI; richiede che per gli impianti di maggiore complessità sia redatto un progetto esecutivo e che infine, ad impianto eseguito, venga rilasciata dall istallatore una certificazione di conformità alle Norme. I materiali ammessi al marchio CEI portano l indicazione: Le apparecchiature oggetto della presente Norma, per attestare la rispondenza alla stessa, possono portare il contrassegno CEI, la concessione del quale è subordinata alle disposizioni del regolamento del Comitato Elettrotecnico italiano. Il contrassegno CEI è oggetto del brevetto di Marchio di Impresa rilasciato dall ufficio brevetti del Ministero dell Industria Commercio e Artigianato n , dell 11 novembre L uso di detto contrassegno è disciplinato dal complesso delle disposizioni contenute nel Regolamento allegato al brevetto di concessione e da quelle altre approvate dal Consiglio CEI. Le principali disposizioni sono: 1) L uso del contrassegno CEI è concesso ai soli Soci dei CEI effettivi o aderenti che ne abbiano fatto richiesta e avuto esplicita concessione. 2) Il Consiglio Generale stabilisce quali apparecchi, materiali e macchine possono portare il Contrassegno- Gli apparecchi oggetto delle presenti Norme non possono portare il contrassegno del marchio di qualità IMQ. Il marchio IMQ è rilasciato dall Istituto Italiano del Marchio di Qualità, il quale condiziona l autorizzazione all apposizione del marchio stesso al superamento di tre fasi di verifiche: 2

3 - Approvazione del costruttore (si verifica cioè se il costruttore ha attrezzature idonee alla produzione di materiali della qualità richiesta); - Approvazione del prototipo, che viene sottoposto a tutte le prove previste dalle Norme corrispondenti - Controllo periodico della produzione, per assicurarsi che questa conservi una qualità costante. Il contrassegno IMQ è riconosciuto da tutti i Paesi della Comunità Europea; reciprocamente sono validi in Italia i contrassegni rilasciati dagli organismi degli altri Paesi membri. Classificazione e definizione. Per impianto elettrico si intende un insieme di componenti elettrici elettricamente associati al fine di soddisfare a scopi specifici e aventi caratteristiche coordinate. Fanno parte dell impianto elettrico tutti i componenti elettrici non alimentati tramite prese a spina; fanno parte dell impianto dell impianto elettrico anche gli apparecchi utilizzatori fissi alimentati tramite spina destinate unicamente alla loro alimentazione. L impianto utilizzatore è costituito dai circuiti di alimentazion e degli apparecchi utilizzatori e delle prese a spina, comprese le relative apparecchiature di manovra, sezionamento, interruzione, protezione. L origine di un impianto utilizzatore è il punto di consegna dell energia elettrica all impianto utilizzatore. Il sistema elettrico è parte di un impianto elettrico costituito dal complesso dei componenti elettrici aventi una determinata tensione nominale. Il circuito elettrico di un impianto è l insieme di componenti di un impianto alimentato da uno stesso punto e protetto contro le sovracorrenti da uno stesso dispositivo di protezione. Il circuito di distribuzione è il circuito che alimenta un quadro di distribuzione. Il circuito terminale è il circuito direttamente collegato agli apparecchi utilizzatori o alle prese a spina. Le reti di distribuzione pubbliche sono attualmente in corrente alternata, la consegna della tensione da parte della società distributrice può essere effettuata: 3

4 -in sistema trifase con neutro per gli impianti più importanti o quando l utente abbia necessità di impiegare apparecchi utilizzatori trifase; -in sistema monofase alla tensione di fase, e cioè fra fase e neutro, quando l utente debba alimentare solo carichi monofase di potenza modesta. Per utenti che richiedano potenze elevate, la consegna può essere effettuata in media tensione (dell ordine di 10kV) o anche a tensione più elevata; in questo caso l utilizzatore stesso deve provvedere anche alla cabina di trasformazione. Si considererà pertanto come origine dell impianto utilizzatore il punto in cui la tensione (monofase o trifase, ai valori normalizzati sopracitati) viene fornita all impianto stesso. All interno del proprio impianto l utente può ottenere altre tensioni (monofase o trifase) mediante l impiego di opportuni trasformatori o autotrasformatori. Per avere corrente continua bisogna provvedere alla conversione mediante gruppi rotanti o convertitori statici. Se la tensione continua è fornita da un convertitore statico (raddrizzatore), completato o meno da un filtro di livellamento, è sempre presente, in misura più o meno elevata, una componente alternata. Agli effetti delle Norme, la tensione continua viene considerata non ondulata se il valore efficace della componente alternata non è superiore al 10% della componente continua, e cioè del valore medio della tensione raddrizzata. Negli altri casi la tensione raddrizzata deve essere considerata, dal punto di vista della sicurezza, alla stregua della tensione alternata che la generata. Per la protezione contro i contatti diretti e indiretti, occorre tenere presente che si considerano parti accessibili e parti a portata di mano quelle che una persona può toccare senza far uso di mezzi ausiliari; a questo proposito le Norme precisano: Norme CEI 64-8/2 -Parti simultaneamente accessibili Conduttori o parti conduttrici che possono essere toccati simultaneamente da una persona. Nota Parti simultaneamente accessibili possono essere: 4

5 -parti attive; -masse; -masse estranee; -conduttori di protezione; -collettori di terra; -pavimenti e pareti non isolanti. -Parti a portata di mano -Conduttori o parti conduttrici situati nella zona che si estende da un punto o da una superficie occupata o percorsa ordinariamente da persone fino ai limiti che una persona può raggiungere con una mano senza l uso di attrezzi. -Parte attiva pericolosa Parte attiva che può dare origine in determinate condizioni di influenze esterne a una corrente pericolosa La messa a terra è elemento base di sicurezza per gli impianti e i macchinari elettrici. D.P.R N.547 Art. 271 Le parti metalliche degli impianti ad alta tensione, soggette a contatto delle persone e che per difetto di isolamento o per altre cause potrebbero trovarsi sotto tensione, devono essere collegate a terra. Il collegamento a terra deve essere fatto anche per gli impianti a bassa tensione situati in luoghi normalmente bagnati od anche molto umidi o in immediata prossimità di grandi masse metalliche, quando la tensione supera i 25 V verso terra per corrente alternata e i 50 V verso terra per corrente continua. Devono parimenti essere collegate a terra le parti metalliche dei ripari posti a protezione contro il contatto accidentale delle persone con conduttori od elementi ad alta tensione, od anche a bassa tensione nei casi previsti nel presente comma. 5

6 Definizioni: -Terra Il terreno come conduttore il cui potenziale elettrico in ogni punto è convenzionalmente considerato uguale a zero. -Dispersore Corpo conduttore o gruppo di corpi conduttori in contatto elettrico con il terreno e che realizza un collegamento elettrico con la terra. -Resistenza di terra Resistenza tra il collettore (o nodo) principale di terra e la terra. -Impianti di terra elettricamente indipendenti Impianti di terra aventi dispersori separati e tali che la corrente massima che uno di questi impianti può disperdere non modifica il potenziale rispetto a terra dell altro impianto in misura superiore ad un valore determinato. -Conduttore di protezione (PE) -masse; -masse estranee; -collettore (o nodo) principale di terra; -punto di terra della sorgente o neutro artificiale. -Conduttore PEN Conduttore che svolge insieme le funzioni sia di conduttore di protezione sia di conduttore di neutro. Nota Il simbolo PEN risulta dalla combinazione del simbolo PE per il conduttore di protezione e del simbolo N per il conduttore di neutro. -Conduttore di terra 6

7 Conduttore di protezione che collega il collettore (o nodo) principale di terra al dispersore od i dispersori tra loro. -Collettore (o nodo) principale di terra Elemento previsto per il collegamento al dispersore dei conduttori di protezione, inclusi i conduttori equipotenziali di terra, nonché i conduttori per la terra funzionale, se esistente. -Collegamento equipotenziale Collegamento elettrico che mette diverse masse e masse estranee al medesimo potenziale. -Conduttore equipotenziale Conduttore di protezione destinato ad assicurare il collegamento equipotenziale. -Impianto di terra Insieme dei dispersori, dei conduttori di terra, dei collettori (o nodi) di terra e dei conduttori di protezione ed equipotenziali, destinato a realizzare la messa a terra di protezione e/o di funzionamento. -Tecniche di contatto Tensione che si stabilisce fra parti simultaneamente accessibili, in caso di guasto dell isolamento. -Tensione di contatto presunta Il più alto valore della tensione di contatto che si può stabilire in caso di un guasto di impedenza trascurabile in un impianto elettrico utilizzatore. -Tensione di contatto limite convenzionale Massimo valore della tensione di contatto che è possibile mantenere per un tempo indefinito in condizioni ambientali specificate. -Corrente di guasto 7

8 Corrente che si stabilisce a seguito di un cedimento dell isolamento o quando l isolamento è cortocircuitato. -Corrente di guasto a terra Corrente di guasto che si chiude attraverso l impianto di terra. Per la protezione degli impianti elettrici bisogna stare attenti alle sovracorrenti e sovratensioni. Le sovracorrenti, e cioè quelle al di sopra del valore nominale, possono essere dovute a due cause differenti: -sovraccarico: in questo caso non si ha un guasto vero e proprio, ma l impianto per una ragione qualsiasi assorbe corrente superiore a quella per cui è stato progettato. In generale l impianto è in grado di sopportare tale sovracorrente fino a che il riscaldamento dei componenti non assume valori pericolosi; pertanto il dispositivo di protezione deve tenere conto dell entità del sovraccarico e intervenire in un tempo più o meno lungo a seconda dell entità dello stesso, evitando così interrzioni non necessarie. -corto circuito: in questo caso si è in presenza di un guasto, la corrente assume solitamente valori notevolmente superiori a quello nominale e la protezione deve intervenire nel più breve tempo possibile, interrompendo l alimentazione. Occorre tenere presente che in quest ultimo caso il dispositivo di protezione deve essere in grado di interrompere senza inconvenienti la corrente di corto circuito: il suo potere di rottura deve pertanto essere paragonato con l effettivo valore di corrente che può verificarsi a valle del dispositivo stesso. Qualora il dispositivo debba invece intervenire solo in caso di sovraccarico, il suo potere di rottura viene dimensionato per il relativo valore di corrente, di solito notevolmente inferiore a quello di corto circuito. Si potranno pertanto avere dispositivi idonei alla protezione dei sovraccarichi che dei corto circuiti ; altri proteggeranno solo contro i sovraccarichi e dovranno essere accoppiati a dispositivi in grado di proteggere contro i sovraccarichi. 8

9 Il lavoro si è svolto nell arco di tre mesi, con una frequenza di una lezione a settimana in classe. Oltre alla teoria sono stati realizzati dei circuiti in laboratorio utilizzando il materiale presente nel laboratorio di esercitazioni pratiche e cioè: cavi elettrici, prese, interruttori, deviatori, invertitori, pulsanti, portalampade, relè, lampade, ecc. I circuiti realizzati sono accensione di una lampada o più lampade, da tre e quattro punti oppure tramite pulsante e relè. L unica classe coinvolta è stata la I B con la collaborazione dell insegnante Giuseppe Leone. L unica difficoltà incontrata è forse nel non aver potuto seguire tutti i ragazzi perché numerosi, però per la parte pratica tutti i ragazzi si sono dimostrati disponibili con chi era in difficoltà. Per le abilità acquisite, gli alunni sono stati sicuramente più avvantaggiati dei docenti perché hanno acquisito abilità tecniche che prima non avevano, dovuto dal fatto che non avevano mai avuto a che fare con lavori del genere. La relazione tra docente e alunni è stato positivo, infatti la relazione è diversa rispetto a quella che c è quando si è in classe dove il rapporto è più distante tra le due figure, in laboratorio è totalmente diverso c è più contatto e confidenza, ed è lo stesso tra alunno e alunno. Nel lavoro svolto i ragazzi hanno avuto a che fare per la prima volta con nuove attrezzature e materiali, superando senza problemi a questo primo impatto, quindi acquisendo nuove conoscenze e arricchendo la propria praticità nell eseguire le nozioni teoriche. Anche i ragazzi sono rimasti soddisfatti dell esperienza fatta e vorrebbero continuare con altri lavori. 9