Quadri BT CEI EN (CEI 17-13/1) CEI EN (CEI 17-13/2) CEI EN (CEI 17-13/3) CEI EN (CEI 17-13/4)

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1 SITUAZIONE RMATIVA RME DI RIFERIMENTO CEI EN La situazione normativa, dopo anni di mutamenti (storico quello tra la prima e la seconda edizione della Norma CEI -13), ritocchi ed aggiustamenti, sembra aver raggiunto la necessaria e auspicata stabilità. La norma generale di riferimento, per tutti i quadri elettrici è la CEI EN , quarta edizione, pubblicata nel novembre La norma è la capo famiglia e come tale detta le regole generali per tutta una serie di norme facenti capo allo stesso Sottocomitato Tecnico e riferite ad una stessa tipologia di prodotto: il quadro elettrico. Questa Norma, dal titolo Parte 1: Apparecchiature soggette a prove di tipo (AS) e apparecchiature parzialmente soggette a prove di tipo (ANS), rappresenta la formulazione delle definizioni e delle condizioni di servizio a cui fanno riferimento anche altre norme derivate per quadri elettrici con impieghi particolari, come mostrato in Tab Con riferimento alle prescrizioni costruttive, alle caratteristiche tecniche e alle prove, la Norma caratterizza un quadro elettrico con riferimento alle principali tematiche e precisamente: - verifica del comportamento termico - proprietà di isolamento - comportamento al cortocircuito - grado di protezione dell involucro - protezione contro i contatti accidentali - montaggio dei componenti - tipi di segregazioni Tab. 1.1 Situazione normativa relativa ai quadri elettrici Quadri BT CEI EN (CEI -13/1) Apparecchiature assiemate di protezione e manovra per bassa tensione (quadri BT) Parte 1: apparecchiature di serie soggette a prove di tipo (AS) e apparecchiature non di serie parzialmente soggette a prove di tipo (ANS) Condotti a sbarre Quadri ad uso di persone non addestrate Quadri per cantiere Cassette per distribuzione in cavo CEI EN (CEI -13/2) CEI EN (CEI -13/3) CEI EN (CEI -13/4) CEI EN (CEI -64) Parte 2: prescrizioni particolari per i condotti sbarre Parte 3: prescrizioni particolari per apparecchiature assiemate di protezione e di manovra destinate a essere installate in luoghi dove personale non addestrato ha accesso al loro uso. Quadri di distribuzione (ASD) Parte 4: prescrizioni particolari per apparecchiature assiemate per cantiere (ASC) Parte 5: prescrizioni particolari per apparecchiature assiemate destinate a essere installate all esterno in luoghi pubblici. Cassette per distribuzione in cavo (CDC) 256

2 - caratteristiche elettriche del quadro - sistemi di connessione - identificazione - targhe. A questi principali aspetti fanno riferimento le altre norme della famiglia Apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione. Questo gruppo di norme introduce il concetto di prove di tipo e prove individuali, intese come verifiche per accertare le principali caratteristiche tecniche (prestazioni), di assemblaggio, montaggio e collegamento dei componenti utilizzati. In particolare, con prove di tipo si intendono la sequenza delle verifiche per accertare la rispondenza ai dati tecnici nominali; per un sistema costruttivo prestabilito, le prove di tipo sono eseguite dal produttore del sistema. Le prove individuali sono, invece, la sequenza delle verifiche da effettuare su ogni singolo quadro elettrico finito per accertare l assenza di difetti causati da materiali, montaggi e cablaggi; le prove individuali devono essere invece eseguite dal costruttore del quadro. Norma CEI -43 Norma CEI -52 Norma CEI EN Norma CEI e Norma CEI Norma CEI La Norma, dal titolo Metodo per la determinazione delle sovratemperature, mediante estrapolazione, per le apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT) non di serie (ANS), fornisce un metodo di calcolo, i coefficienti e i grafici necessari per il calcolo della sovratemperatura all interno dei quadri; è di grande utilità per la verifica, mediante estrapolazione, della conformità dei quadri ANS relativamente ai limiti di sovratemperatura ammessi. Metodo per la determinazione della tenuta al cortocircuito delle apparecchiature assiemate non di serie (ANS). Viene descritta una metodologia per la verifica, tramite estrapolazione, della conformità del quadro in esame alla tenuta al cortocircuito. Questa norma, tuttavia, a differenza della precedente, non può prescindere dai risultati delle prove di tipo ottenuti da un reale sistema di sbarre assoggettato a prove in un laboratorio certificato e preso come riferimento, né essere usata disgiuntamente dalla Norma CEI Calcolo degli effetti delle correnti di cortocircuito che si occupa degli sforzi elettrodinamici su conduttori rigidi o flessibili. La Norma Involucri vuoti per apparecchiature di protezione e manovra per bassa tensione. Prescrizioni generali fornisce le definizioni, le caratteristiche, la classificazione e le prove che di involucri vuoti, come forniti dal costruttore. Sarà poi cura dell utilizzatore montare all interno di detti involucri gli apparecchi di manovra e protezione tali da costituire, nell insieme, quadri elettrici rispondenti alla norma generale di riferimento CEI EN Sono due norme che si occupano degli involucri per apparecchi per installazioni elettriche fisse per usi domestici e similari con tensione nominale non superiore a 440 V e costituiscono il naturale completamento della Norma CEI 23-51; quest ultima infatti è destinata al quadro nel suo insieme visto come uno dei componenti dell impianto elettrico, mentre le Norme CEI e forniscono le prescrizioni relative al solo involucro per quanto riguarda l isolamento, la dispersione del calore, la robustezza meccanica ecc. La Norma CEI 23-51, dal titolo Prescrizioni per la realizzazione, le verifiche e le prove dei quadri di distribuzione per installazioni fisse per uso domestico e similare, è una norma pubblicata dal CEI nel marzo 1996, valida solo sul territorio nazionale, e si occupa dei cosiddetti centralini d appartamento. 257

3 SITUAZIONE RMATIVA Questi piccoli quadri (la norma fissa in 125 A la corrente nominale massima in entrata) che il più delle volte contengono solo alcuni apparecchi modulari e vengono assemblati sul posto dall installatore, avrebbero dovuto superare, secondo la CEI EN , prove onerose (ad esempio quella di cortocircuito, che risulta spesso distruttiva) e non sempre giustificate in relazione alla tipologia del quadro. L introduzione della Norma CEI ha ovviato a queste problematiche, fornendo prescrizioni specifiche e limitate alla realizzazione dei quadri per uso domestico e similare. Norme CEI 23-51; V1 e CEI 23-51; V3 Norme CEI EN Guida CEI -70 Le varianti V1 e V3 della Norma CEI forniscono inoltre le indicazioni relative alla compatibilità elettromagnetica (EMC) dei componenti interessati a questo fenomeno, eventualmente assemblati nei centralini d appartamento. Sicurezza del macchinario. Equipaggiamento elettrico delle macchine. Parte 1: regole generali. La Norma CEI -13/1, essendo di validità generale, si applica anche ai quadri elettrici delle macchine, salvo ulteriori integrazioni richieste dalla norma specifica ossia dalla Norma CEI EN (classificazione CEI 44-5) sulla sicurezza dell equipaggiamento elettrico delle macchine. La norma riguarda solo una particolare tipologia di quadri che nella pratica non vengono inseriti nell impianto, ma a bordo macchina, costituendo un tutt uno con la macchina stessa e rientranti nell ambito legislativo della Direttiva Macchine. Relativamente ai contenuti della presente guida pertanto la Norma CEI EN viene menzionata solo per completezza di informazione. Guida all applicazione delle norme dei quadri di bassa tensione. Trattasi di un documento normativo voluto dagli operatori del settore per rispondere all esigenza di interpretare correttamente le norme sui quadri elettrici di bassa tensione e per fornire utili consigli (anche di carattere pratico) relativamente all installazione, all esercizio e alla manutenzione delle apparecchiature assiemate di manovra e protezione. In generale le norme cui si fa riferimento in questa Guida sono elencate in Tab Fig. 1.1 Frontespizio delle norme CEI EN e CEI

4 TAB RIEPILOGO DELLE RME FASCICOLI N. RMA AN COM. TECN. TITOLO C 4153C R R R 3227C R C CEI EN CEI EN /A2 CEI EN CEI EN CEI EN /A2 CEI EN CEI EN /A1 CEI -43 CEI -52 CEI UNEL CEI UNEL /EC CEI UNEL CEI CEI CEI 23-49; V1 CEI CEI 23-51; V1 CEI 23-51; V3 CEI -70 CEI EN CEI EN CEI EN CEI EN CEI EN CEI 64-8/1 CEI 64-8/2 CEI 64-8/3 CEI 64-8/4 CEI 64-8/5 CEI 64-8/6 CEI 64-8/7 CEI 64-8; V1 CEI 64-8; V2 CEI EN CEI EN CEI EN Apparecchiature assiemate di protezione e manovra per bassa tensione (quadri BT) Parte 1: Apparecchiature di serie soggette a prove di tipo (AS) e apparecchiature non di serie parzialmente soggette a prove di tipo (ANS). (4 a ediz.) Apparecchiature assiemate di protezione e manovra per bassa tensione (quadri BT) Parte 3: Prescrizioni particolari per apparecchiature assiemate di protezione e di manovra destinate a essere installate in luoghi dove personale non addestrato ha accesso al loro uso. Quadri di distribuzione (ASD). Apparecchiature assiemate di protezione e manovra per bassa tensione (quadri BT) Parte 4: Prescrizioni particolari per apparecchiature assiemate per cantiere (ASC). (1 a ediz.). Apparecchiature assiemate di protezione e manovra per bassa tensione (quadri BT). Parte 5: Prescrizioni particolari per apparecchiature assiemate destinate ad essere installate all esterno in luoghi pubblici - cassette per distribuzione in cavo (CDC). Metodo per la determinazione delle sovratemperature, mediante estrapolazione per apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT) non di serie (ANS). (2 a ediz.) Metodo per la determinazione della tenuta al cortocircuito delle apparecchiature assiemate non di serie (ANS). (1 a ediz.) Cavi elettrici isolati con materiale elastomerico o termoplastico per tensioni nominali non superiori a 1000 V in corrente alternata e 1500 V in corrente continua. Portate di corrente in regime permanente per posa in aria. Cavi elettrici ad isolamento minerale per tensioni nominali non superiori a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua. Portate di corrente in regime permanente per posa in aria. Involucri per apparecchi per installazioni elettriche fisse per usi domestici e similari. Parte 1: prescrizioni generali. Involucri per apparecchi per installazioni elettriche fisse per usi domestici e similari. Parte 1: prescrizioni generali. Parte 2: prescrizioni particolari per involucri destinati a contenere dispositivi di protezione ed apparecchi che nell uso ordinario dissipano una potenza non trascurabile. (1 a ediz.) Prescrizione per la realizzazione, le verifiche e le prove dei quadri di distribuzione per installazioni fisse per uso domestico e similare. (1 a ediz.) Guida all applicazione delle norme dei quadri di bassa tensione. Correnti di cortocircuito. Calcolo degli effetti. Parte 1: Definizioni e metodi di calcolo. Gradi di protezione degli involucri (IP). Gradi di protezione degli involucri per apparecchiature elettriche contro impatti meccanici esterni (IK). Sicurezza del macchinario. Equipaggiamento elettrico delle macchine. Parte 1: regole generali. Involucri vuoti per apparecchiature di protezione e manovra per bassa tensione. Prescrizioni generali. Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua Parte 1: Oggetto, scopo e principi fondamenti. (4 a ediz.) Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua Parte 2: Definizioni. (4 a ediz.) Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua Parte 3: Caratteristiche generali. (4 a ediz.) Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua Parte 4: Prescrizioni per la sicurezza. (4 a ediz.) Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e 1500 V in corrente continua Parte 5: Scelta ed installazione dei componenti elettrici. (4 a ediz.) Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua Parte 6: Verifiche. (4 a ediz.) Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua Parte 7: Ambienti ed applicazioni particolari. (4 a ediz.) Guida alle verifiche degli impianti elettrici utilizzatori. Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in c.a. e a 1500 V in c.c. - Ambienti particolari Sez Locali ad uso medico. Interfaccia uomo-macchina. Principi di manovra. Principi base e di sicurezza per l interfaccia uomo-macchina, marcatura e identificazione. Identificazione dei morsetti degli apparecchi e delle estremità di conduttori designati e regole generali per un sistema alfanumerico. Apparecchiatura a bassa tensione Parte 7: Apparecchiature ausiliarie Sezione Uno - Morsettiere per conduttori di rame. 259

5 SITUAZIONE RMATIVA DEFINIZIONI DELLE GRANDEZZE ELETTRICHE DEL QUADRO Tensione nominale di impiego U e È la tensione di funzionamento in regime ordinario. Il costruttore del quadro deve indicarne il valore o i valori limite entro i quali è previsto il funzionamento corretto dei circuiti principali ed ausiliari. Tensione nominale di isolamento U i È la tensione di riferimento durante la costruzione e le prove per verificare la tipologia e gli spessori degli isolanti e le distanze superficiali tra parti nude in tensione. Tensione nominale di tenuta ad impulso U imp È il valore di picco dell impulso normalizzato in forma e polarità (1,2/50 µs) che un circuito interno al quadro può sopportare in condizioni specificate di prova. Corrente nominale I n È la corrente, indicata dal costruttore, che i circuiti del quadro devono essere in grado di portare senza che la sovratemperatura nelle diverse parti del circuito superi i limiti indicati dalla norma. Corrente nominale di breve durata I cw È il valore efficace della corrente di cortocircuito che i circuiti del quadro possono sopportare senza danneggiamenti per il tempo massimo di 1 secondo o per tempi inferiori specificati dal costruttore. Corrente nominale di picco l pk È il massimo valore di picco (valore istantaneo) che ciascun circuito è in grado di sopportare ai fini delle sollecitazioni elettrodinamiche che si manifestano sugli isolatori, sui portacavi, e sulle barre durante un cortocircuito. Corrente nominale di cortocircuito condizionata I cc È la corrente presunta di cortocircuito ammissibile in un quadro se lo si protegge con determinati apparecchi di protezione contro il cortocircuito (fusibili o interruttori magnetotermici). La I cc può essere utilizzata per specificare la tenuta al cortocircuito in alternativa alla corrente ammissibile di breve durata I cw e di picco l pk. Corrente nominale di cortocircuito condizionata da fusibile I cf Se il dispositivo di protezione contro il cortocircuito è un fusibile, deve essere indicata la corrente nominale di cortocircuito condizionata I cf. Frequenza nominale È il valore al quale fanno riferimento le condizioni di funzionamento. Fattore nominale di contemporaneità Il fattore nominale di contemporaneità è il rapporto tra il valore più elevato della somma delle correnti effettive in un momento qualsiasi che passano nei circuiti principali di uscita e la somma delle correnti nominali dei medesimi circuiti. 260

6 SCELTA DELLA RMATIVA DI RIFERIMENTO Per la costruzione dei quadri elettrici di distribuzione il riferimento normativo principale è costituito dalla Norma CEI EN , unificata a livello IEC e CENELEC. Da questa norma discendono numerose altre norme il cui contenuto e la cui applicazione sono oggetto di trattazione della presente Guida GEWISS. Preliminarmente però è opportuno fornire i criteri generali per la scelta della normativa di riferimento in funzione della tipologia di quadro che si andrà a realizzare e/o ad installare. A tale scopo in Fig. 1.2 sono riportati due diagrammi di flusso che guidano l utente verso una corretta scelta della norma da applicare, indicando inoltre, in funzione della norma di pertinenza, quali sono le verifiche alle quali lo specifico quadro deve essere sottoposto. Di fatto si avranno situazioni meno impegnative per i cosiddetti centralini di appartamento (Norma CEI di riferimento e corrente di impiego nominale minore di 125 A), a loro volta suddivisi in funzione della corrente nominale (fino a 32 A e da 32 a 125 A); mentre per i quadri veri e propri il diagramma di flusso dapprima consente di determinare se trattasi di un quadro rispondente alla norma generale CEI EN (suddividendo i quadri e le relative prove tra i sistemi AS e ANS) oppure ad una delle norme derivate: Norma CEI EN per i quadri ASD (destinate a luoghi dove ha accesso personale non addestrato) oppure Norma CEI EN per i quadri ASC (quadri per cantiere). Per i quadri inclusi nell equipaggiamento elettrico delle macchine devono essere applicate, oltre alle prescrizioni della CEI EN , anche quelle della Norma CEI EN Costituiscono, in Italia, una categoria particolare i quadri per uso domestico e similare (tipicamente i centralini d appartamento o i quadretti di piccole utenze artigianali) per i quali si applica la Norma CEI (norma di tipo sperimentale a carattere nazionale). Rientrano nel campo di applicazione di quest ultima norma i quadri che possiedono i seguenti requisiti: - corrente nominale in ingresso non superiore a 125A; - utilizzo previsto in ambienti con temperatura non superiore a 25 C (con occasionali punte di 35 C); - tensione nominale dell impianto in cui devono funzionare non superiore a 440V; - corrente presunta di cortocircuito nel punto di installazione non superiore a 10 ka. Quest ultima prescrizione è derogabile se il quadro è dotato in ingresso di un dispositivo di protezione che limita a non più di ka il valore di picco della corrente di cortocircuito effettivamente passante in corrispondenza di una corrente presunta di cortocircuito pari al potere di interruzione. La serie 90 (interruttori magnetotermici e differenziali) fino ai massimi valori di prestazione in cortocircuito (25 ka/400 V) e gli interruttori scatolati MTS 160, come interruttore generale di quadro, fino a correnti di cortocircuito di 20 ka/400 V, soddisfano i requisiti della Norma CEI In sede di progetto è fondamentale valutare quale delle suddette norme risulta applicabile perché in via del tutto generale la Norma CEI risulta molto meno gravosa rispetto alle CEI EN Le semplificazioni ammesse dalla Norma CEI riguardano soprattutto due aspetti la tenuta al cortocircuito e la verifica termica del quadro. La Norma CEI EN infatti prescrive in generale l effettuazione di verifiche sperimentali o teoriche della tenuta dei quadri alle sollecitazioni dovute a cortocircuito decisamente onerose e complesse. Altrettanto impegnative sono le prove o i calcoli da effettuare per garantire i requisiti di corretto funzionamento termico del quadro. Nel caso dei piccoli quadri per uso domestico o similare per cui vale la Norma CEI è ammesso non effettuare prove o verifiche specifiche di tenuta al cortocircuito. Sono inoltre ammessi procedimenti semplificati per la verifica termica del quadro: in pratica è sufficiente confrontare la somma delle potenze termiche dissipate contemporaneamente dagli apparecchi contenuti con quella dissipabile dall involucro prefabbricato (dichiarata dal costruttore). Nel caso in cui la corrente nominale in ingresso non superi i 32A le verifiche da effettuare sono poi ulteriormente ridotte. 261

7 SITUAZIONE RMATIVA Fig. 1.2 Diagramma di flusso per la scelta della normativa di riferimento e delle relative verifiche La corrente nominale in entrata del quadro è Ine 125 A? QUADRO ELETTRICO L impianto monofase o trifase ha una tensione Un 440 V? L ambiente ha una temperatura media Tamb 25 C (max 35 C)? L impianto ha una corrente di corto circuito nominle presunta nel punto di installazione Icc 10 ka (valore efficace)? L impianto ha una corrente di corto circuito limitata Ipk kâ (valore di picco)? Quadro soggetto a: CEI CEI EN (CEI -13) Il quadro è monofase? L interruttore generale ha una corrente nominale In 32 A Il quadro ha masse? Il quadro ha masse? 262 VERIFICHE SECONDO LA RMA CEI Costruzione e identificazione 2 Limiti di sovratemperatura 3 Resistenza di isolamento Resistenza meccanica all impatto Grado di protezione Resistenza del materiale isolante al calore anomalo e al fuoco Tenuta al cortocircuito (non applicabile) Efficienza del circuito di protezione 9 10 Resistenza alla ruggine e umidità Cablaggio, funzionamento meccanico e se necessario funzionamento elettrico Nota In accordo con la norma sperimentale CEI 23-49, le verifiche 4, 5, 6 e 9 non si effettuano se l involucro è stato riconosciuto conforme a tale norma.

8 CEI EN (CEI -13) Il quadro viene installato in un cantiere edile? Il quadro è destinato a luoghi dove il personale non addestrato vi ha accesso? L impianto ha una tensione nominale verso terra U 300 V a.c.? Il quadro ha una corrente totale in entrata Ine 250 A? Ciascun interruttore di uscita ha una corrente nominale in uscita Inu 125 A? CEI EN (CEI -13/1) QUADRI AS/ANS CEI EN (CEI -13/3) QUADRI ASD CEI EN (CEI -13/4) QUADRI ASC VERIFICHE SECONDO LA RMA CEI EN (CEI -13) AS/ANS ASD ASC Limiti di sovratemperatura Proprietà dielettriche Tenuta al cortocircuito Efficienza del circuito di protezione Distanze di isolamento in aria e superficiali Funzionamento meccanico Grado di protezione Costruzione ed identificazione Resistenza meccanica all impatto Resistenza meccanica all urto Resistenza alla ruggine e umidità (o corrosione per ASC) Resistenza dei materiali isolanti al calore Resistenza dei materiali isolanti al riscaldamento anomalo e al fuoco Resistenza meccanica dei mezzi di fissaggi degli involucri Cablaggio e funzionamento elettrico Isolamento Misure di protezione 263

9 SITUAZIONE RMATIVA STRUMENTI TECNICO-COMMERCIALI Questa Guida approfondisce principalmente le tematiche relative ai quadri elettrici di bassa tensione certificati secondo la Norma CEI EN (Quadri AS/ANS); tuttavia, al fine di offrire uno strumento completo, sono riportate tutte le informazioni per la certificazione secondo le Norme CEI EN (Quadri ASD) e CEI (Quadri per uso domestico e similare). Le applicazioni specifiche, riportate in Fig. 1.2, trovano approfondimento e completamento in altri strumenti richiamati di seguito. GWTEST 2.0: software per la configurazione, la verifica termica e la certificazione di quadri e centralini (CEI 23-51). Il programma consente di scegliere il contenitore e gli apparecchi elettrici desiderati attraverso i dati di catalogo (famiglia e codice) oppure tramite la definizione delle caratteristiche tecniche. Sulla base della selezione effettuata, il software è in grado di confermare la fattibilità del progetto ed effettuare la verifica termica e di ingombro del contenitore e di tutti gli apparecchi inseriti, eventualmente proponendo il centralino idoneo a soddisfare le specifiche esigenze dell utente ed elaborando infine la dichiarazione di conformità secondo le normative vigenti. Guida pratica per i quadri ASC-ASD-AS: strumento per la configurazione di un quadro conforme alle Norme CEI EN Nella Guida viene presentato il nuovo Sistema Costruttivo Prestabilito di GEWISS, per la realizzazione e la certificazione dei quadri ASC, dei quadri ASD. La serie delle configurazioni proposte dalla Guida consente grande libertà di scelta, facilitando la scelta della configurazione più idonea alle proprie esigenze applicative. Compilando i moduli prestampati ed allegando la dichiarazione di conformità rilasciata da GEWISS, si realizza infine il fascicolo tecnico nel modo più veloce e completo, senza trascurare nessun dato richiesto dalle norme e dalle leggi vigenti. GWAESSE 2.0: software per la configurazione dei quadri ASC-ASD-AS (CEI EN 60439). Supporto pratico e di semplice utilizzo per la preventivazione e la redazione in automatico di tutta la documentazione richiesta: dichiarazione CE, dichiarazione di conformità GEWISS, scheda con l elenco delle prove individuali, scheda dei dati tecnici principali, elenco dei componenti utilizzati, schema elettrico unifilare, fronte quadro con disposizione dei componenti, targa. Il programma propone anche numerose configurazioni di quadri già cablati, per i quali GEWISS garantisce la conformità alla norma, grazie a tutte le prove effettuate presso il proprio laboratorio. Inoltre la suite, in cui sono raccolti i software sopra citati, offre altri due strumenti concepiti da GEWISS per fornire un valido supporto all attività di progettazione di impianti, alla selezione dei prodotti, alla preventivazione e alla definizione della documentazione in allegato al progetto. GWDSQ Pro 1.0: software per la progettazione, la configurazione e la preventivazione di quadri di distribuzione BT. Il programma permette di configurare un quadro BT (carpenteria e protezioni) individuando in modo semplice e veloce i vari componenti e accessori. È possibile anche fare il preventivo, disegnare lo schema elettrico unifilare e il fronte quadro. GWCOMP 1.0: software per la realizzazione di computi metrici e preventivi. GWCOMP è la nuova soluzione che GEWISS ha studiato per poter realizzare in modo rapido elenchi materiali e computi metrici, generati dall elaborazione automatica dei dati esportati dai progetti realizzati con GWDSQ Pro. Il programma permette anche di ottenere preventivi e computi metrici ex-novo, con relative liste materiali, e di elaborare la Dichiarazione di conformità dell impianto alla regola d arte, comprensiva degli allegati richiesti dalle normative vigenti (Legge 46/90). Si ricorda infine che gli strumenti GEWISS di riferimento per la realizzazione degli impianti e la scelta dei principali componenti sono la Guida tecnica ai Sistemi di Bassa Tensione, che riporta tutti i dati tecnici (tabelle di selettività e back-up, caratteristiche di limitazione,...) e le indicazioni progettuali per gli apparecchi di protezione GEWISS e il software GWPBT 1.0 per la progettazione di impianti in bassa tensione. 264

10 CEI EN : QUADRI AS E ANS La norma CEI EN distingue fra due categorie di quadri: AS e ANS. Tutte le prove di tipo e individuali sono riportate nella Tab Secondo la Norma con AS si intende: APPARECCHIATURA DI PROTEZIONE E MAVRA CONFORME A UN TIPO O A UN SISTEMA COSTRUTTIVO PRESTABILITO SENZA SCOSTAMENTI TALI DA MODIFICARE IN MODO DETERMINANTE LE PRESTAZIONI RISPETTO ALL APPARECCHIATURA TIPO PROVATA SECONDO QUANTO PRESCRITTO NELLA RMA. Per dichiarare un quadro elettrico di tipo AS è necessario soddisfare almeno una delle seguenti condizioni: 1) il quadro è realizzato come esemplare unico che deve essere sottoposto a tutte le prove previste dalla norma; 2) il quadro realizzato è derivato o differisce per particolari ininfluenti da un altro già sottoposto a tutte le prove; 3) il quadro è realizzato con componenti di un sistema costruttivo prestabilito, di cui il produttore di detto sistema abbia già sottoposto alle prove di tipo alcune configurazioni tra le più significative al fine di determinarne le caratteristiche nominali. Fanno parte del sistema costruttivo prestabilito: carpenteria, sistema a barre e di connessione, apparecchi di manovra e protezione. In questo caso è molto importante che il costruttore del quadro si riferisca alle istruzioni dettate dal produttore del sistema costruttivo prestabilito. Tutta la serie 47 CVX di contenitori per la distribuzione elettrica di bassa tensione è già stata sottoposta da GEWISS alle prove di tipo previste dalla norma in alcune configurazioni che identificano le massime prestazioni nella corrente dell interruttore generale, nella tenuta al cortocircuito del sistema barre e nelle altre caratteristiche nominali. Sempre secondo la CEI EN un quadro ANS è: APPARECCHIATURA DI PROTEZIONE E MAVRA CONTENENTE SIA SISTEMAZIONI VERIFICATE CON PROVE DI TIPO, SIA SISTEMAZIONI N VERIFICATE CON PROVE DI TIPO, PURCHÉ QUESTE ULTIME SIA DERIVATE (AD ESEMPIO ATTRAVERSO IL CALCOLO) DA SISTEMAZIONI VERIFICATE CHE ABBIA SUPERATO LE PROVE PREVISTE. Dalla definizione sopra riportata si evidenzia che un quadro ANS ha comunque sempre un riferimento ad un quadro già sottoposto alle prove con esito positivo, da cui si ricavano i dati (calcoli, estrapolazioni, deduzioni logiche e fisiche) per il progetto di un quadro ANS. Le principali tematiche riguardanti la diversità tra quadri AS e quadri ANS riguardano il comportamento termico e la tenuta al cortocircuito. Per la valutazione, in fase di progetto, del comportamento termico del quadro, il costruttore del quadro ha a disposizione i valori massimi di potenza dissipata dall involucro, i quali sono rilevati dalle prove di tipo eseguite sul prototipo. Rimane da eseguire il calcolo della potenza dissipata installata, verificando che sia inferiore o uguale alla potenza dissipabile dall involucro (quadro AS) oppure effettuare la determinazione della sovratemperatura all interno del quadro con un calcolo, ad esempio con il metodo stabilito dalla Norma CEI -43 ( Metodo per la determinazione delle sovratemperature, mediante estrapolazione per apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT) non di serie (ANS) ). Altri metodi sono possibili purché il costruttore del quadro se ne assuma la responsabilità dell esattezza. Quindi, quando la configurazione del quadro da realizzare non è riconducibile o ha scostamenti sostanziali dal quadro provato, si realizzerà necessariamente un quadro di tipo ANS. 265

11 SITUAZIONE RMATIVA Per quanto riguarda la tenuta al cortocircuito la situazione è più complessa perché i calcoli da effettuarsi sono alquanto difficoltosi e complicati; pertanto la scelta di un sistema sottoposto a prove di tipo (AS) è sicuramente la più agevole. Vi sono due possibili situazioni che si devono affrontare: la tenuta al cortocircuito di un sistema barre ed il comportamento al cortocircuito condizionato. La tenuta al cortocircuito di un sistema barre si traduce nella capacità di un sistema di distribuzione all interno del quadro di sopportare per un tempo determinato (1 s) una corrente di cortocircuito. È evidente che questa situazione si verifica in quei quadri dove l interruttore generale non è presente oppure è un dispositivo di protezione non automatico o con regolazione del ritardo. Trascurando il materiale delle barre, tipicamente rame, gli altri parametri che determinano le prestazioni del sistema barre sono: la forma e la sezione delle barre, l interasse tra le fasi, il materiale del portabarre, la distanza tra gli isolatori ed il sistema di fissaggio. Ne deriva che la problematica è molto complessa: la stessa norma CEI EN rinvia, per quanto riguarda i quadri ANS, ad estrapolazioni o calcoli da effettuarsi in riferimento ad un sistema già sottoposto a prove, e alle norme CEI -52 ( Metodo per la determinazione della tenuta al cortocircuito delle apparecchiature assiemate non di serie (ANS) ) e CEI ( Calcolo degli effetti delle correnti di cortocircuito ). Confrontando i risultati ottenuti sulla struttura provata con quella da verificare si possono dichiarare quadri di tipo ANS se quelli calcolati sono inferiori o uguali a quelli provati. Il secondo aspetto della tenuta al cortocircuito riguarda la corrente di cortocircuito nominale condizionata, che rappresenta la capacità della struttura di mantenere inalterate le proprie caratteristiche fino al limite dichiarato, ovvero in condizione di massima sollecitazione termica e dinamica in presenza di un determinato dispositivo di protezione. In questo caso la norma non fornisce alcun riferimento e, pertanto, l unica alternativa per la realizzazione di quadri di tipo ANS è quella di confrontare i risultati delle prove eseguite sul prototipo, rilevando la massima sollecitazione termica (i 2 t) e la massima corrente interrotta limitata con le stesse grandezze del diverso dispositivo di protezione previsto per il quadro AS. Lo schema di flusso di Fig. 1.3 evidenzia i principali fattori discriminanti per la classificazione di un quadro come AS o ANS, ed in particolare quanto descritto precedentemente: - esistenza di un sistema costruttivo prestabilito - comportamento termico compatibile con i valori nominali dichiarati dal produttore del quadro - comportamento al cortocircuito con i valori nominali dichiarati dal produttore del quadro. In conclusione, la norma assegna una pari dignità ai quadri AS e ANS purché per i quadri ANS i calcoli e le estrapolazioni siano tecnicamente validi e siano derivati da quadri sottoposti a prove di tipo (AS). Si ricorda che, sia per la dichiarazione di conformità del quadro alla norma CEI EN , che deve essere allegata alla dichiarazione di conformità ai sensi della legge 46/90, sia per l applicazione della marcatura CE, la distinzione tra quadri AS e ANS è ininfluente. In questa Guida le espressioni quadri di tipo AS e ANS sono state utilizzate in riferimento al loro significato secondo l edizione della norma di riferimento: - AS (TTA = Type Tested Assemblies) Apparecchiatura di protezione e manovra per bassa tensione soggetta a prove di tipo - ANS (PTTA = Partially Type Tested Assemblies) Apparecchiatura di protezione e manovra per bassa tensione parzialmente soggetta a prove di tipo. 266

12 Fig. 1.3 Diagramma di flusso per la classificazione dei quadri AS/ANS EN (CEI -13/1) Il costruttore del quadro ha scelto un sistema costruttivo già verificato? Il quadro deve eseguire tutte le prove previste dalla Norma CEI -13/1 e solo nel caso di completo esito positivo delle stesse, si perviene ad un quadro AS totalmente provato. La configurazione realizzata rientra nell ambito del sistema prestabilito? La potenza dissipata dai componenti è minore o uguale a quella stabilita? Il valore della corrente di cortocircuito nel punto di installazione è inferiore o uguale ai valori nominali del sistema prestabilito? La corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione è minore o uguale di 10 ka (valore efficace)? L alimentazione del quadro prevede in ingresso un dispositivo di protezione che limita la corrente di cortocircuito fino a kâ (valore di picco) nel punto di installazione? La sovratemperatura calcolata seconda la Norma CEI -43 è accettabile? La corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione è minore o uguale di 10 ka (valore efficace)? L alimentazione del quadro prevede in ingresso un dispositivo di protezione che limita la corrente di cortocircuito fino a kâ (valore di picco) nel punto di installazione? Il valore della corrente di cortocircuito nel punto di installazione è inferiore o uguale ai valori nominali del sistema prestabilito? Il calcolo secondo la Norma CEI -52 ha dato esito positivo? QUADRO AS QUADRO ANS La configurazione ipotizzata deve essere riconsiderata in quanto il quadro non risulta conforme alla norma CEI EN (CEI -13). 267

13 SITUAZIONE RMATIVA Tab. 1.3 Elenco delle verifiche da eseguire sulle apparecchiature AS e ANS secondo la Norma CEI EN (CEI -13/1) N CARATTERISTICHE DA CONTROLLARE Limiti di sovratemperatura Proprietà dielettriche Tenuta al cortocircuito Efficienza del circuito di protezione Connessione fra le masse e il circuito di protezione Tenuta al cortocircuito del circuito di protezione Distanze in aria e superficiali Funzionamento meccanico Gradi di protezione Cablaggio, funzionamento elettrico Isolamento Misure di protezione Resistenza di isolamento ART. AS ANS Verifica dei limiti di sovratemperatura (prova di tipo) Verifica della tenuta alla tensione applicata Verifica della tenuta al cortocircuito (prova di tipo) Verifica dell effettiva connessione fra le masse e i circuiti di protezione, tramite ispezione o misura della resistenza (prova di tipo) Verifica della tenuta al cortocircuito del circuito di protezione tramite prova (prova di tipo) Verifica delle distanze in aria e superficiali (prova di tipo) Verifica del funzionamento meccanico (prova di tipo) Verifica del grado di protezione (prova di tipo) Ispezione dell apparecchiatura includente l ispezione del cablaggio e, se necessario, la prova del funzionamento elettrico (prove individuali) Prova di tensione applicata (prova individuale) Controllo delle misure di protezione e della continuità del circuito di protezione (prova individuale) Verifica dei limiti di sovratemperatura tramite prove o estrapolazione Verifica della tenuta della tensione applicata secondo oppure 8.3.2, o verifica della resistenza di isolamento secondo Verifica della tenuta al cortocircuito tramite prove o estrapolazione da sistemazioni di apparecchiature di serie similari che abbiano superato la prova di tipo Verifica dell effettiva connessione fra le masse e il circuito di protezione tramite ispezione o misura della resistenza Verifica della tenuta al cortocircuito del circuito di protezione tramite prove o adeguato studio della sistemazione del conduttore di protezione Verifica delle distanza in aria e superficiali Verifica del funzionamento meccanico Verifica del grado di protezione Ispezione dell apparecchiatura includente l ispezione del cablaggio e, se necessario, la prova di funzionamento elettrico Prova di tensione applicata oppure verificata dalla resistenza di isolamento secondo Controllo delle misure di protezione Verifica della resistenza di isolamento se non sono state eseguite prove secondo oppure

14 Prove per quadri ANS Prove di cortocircuito Come già accennato, i problemi relativi ai calcoli da approntare per i quadri ANS, in sostituzione delle prove di tipo, sorgono per le prove di cortocircuito e sovratemperatura, ritenute, a ragione, le più complesse ed onerose. Per agevolare tali calcoli il CEI mette a disposizione due norme ed una guida e precisamente: Norma CEI -52 e Norma CEI per il cortocircuito; Norma CEI -43 per la sovratemperatura. Le problematiche sviluppate da questi documenti normativi vengono illustrati nei successivi paragrafi. Relativamente al cortocircuito la norma prescrive che il quadro sia costruito in modo da resistere alle sollecitazioni termiche e dinamiche derivanti dalla corrente di cortocircuito, fino al valore assegnato dal costruttore del quadro. Tuttavia la norma non richiede la verifica della tenuta al cortocircuito per i quadri che hanno correnti presunte di cortocircuito nominali fino a 10 ka (valore efficace). Tale valore viene poi elevato a kâ, inteso come il valore di picco della corrente limitata, nei casi in cui il quadro è protetto al suo ingresso, in corrispondenza del punto di massima corrente Fig. 1.4 Andamento della corrente di cortocircuito. Nella Figura B è stato ingrandito il primo semiperiodo ed evidenziata la corrente di picco Ip limitata A I kâ 10 ka t B I corrente limitata ( kâ) corrente presunta di cortocircuito I t I t 269

15 SITUAZIONE RMATIVA presunta di cortocircuito del quadro, da un dispositivo limitatore della corrente (ad esempio un fusibile o un interruttore limitatore). Questa condizione, che si verifica in un grande numero di situazioni reali, fa cadere, con riferimento al cortocircuito, la distinzione tra quadri AS e ANS e costituisce una forte agevolazione per la realizzazione di questa seconda tipologia di quadri. Nei casi in cui la corrente di cortocircuito all ingresso del quadro superi i valori sopra indicati, è compito del costruttore del quadro specificarne la tenuta al cortocircuito, secondo una delle seguenti modalità: a) il quadro è provvisto all ingresso di un dispositivo generale di protezione contro il cortocircuito, preferibilmente un limitatore, sicché la corrente viene limitata in ampiezza oltre che in durata; in questo caso il costruttore del quadro deve dichiarare il valore della corrente di cortocircuito condizionata (Icc). b) Il quadro non prevede un dispositivo generale di protezione contro il corto circuito. In questo caso ci sono due soluzioni possibili: - il costruttore del quadro identifica un dispositivo di protezione installato a monte del quadro; - il costruttore del quadro dichiara la corrente nominale di breve durata (Icw). Sovratemperatura Per sovratemperatura si intende la differenza tra la temperatura di un componente del quadro e la tempertura ambiente all esterno del quadro stesso. Relativamente alla prova di sovratemperatura, la stessa ha lo scopo di determinare il comportamento termico del quadro che è condizionato da numerosi fattori: - geometria del quadro; - generazione di calore da parte dei componenti elettrici; - presenza nel quadro di componenti che influenzano (o sono influenzate) dall ambiente circostante; - distribuzione delle correnti (e loro variazione nel tempo) nei circuiti interni del quadro. Alla luce di quanto sopra, il costruttore del quadro: - se il quadro è AS dovrà sottoporlo alle prove di tipo; - se il quadro è ANS potrà determinare per estrapolazione le sovratemperature dell apparecchiatura assiemata, fermo restando che la norma prevede di riprodurre con ragionevole accuratezza, la condizione più gravosa di sovratemperatura e che i limiti da rispettare sono riportati in Tab Com è noto i materiali isolanti rappresentano l elemento critico in un circuito elettrico in generale, e in un quadro in particolare, nei riguardi delle sovratemperature che si vengono a generare in seguito al passaggio della corrente elettrica. La norma CEI EN stabilisce i valori di sovratemperatura che non devono essere superati, fissando a tal proposito anche i criteri per l effettuazione della prova di riscaldamento. I limiti di sovratemperatura fissati dalla norma sono quelli di Tab 1.4 e si applicano a temperatura media dell ambiente inferiore o uguale a 35 C. 270

16 Tab. 1.4 Limiti di sovratemperatura ammessi nella norma LIMITI DI SOVRATEMPERATURA AMMESSI DALLA RMA CEI EN (CEI -13/1) CEI EN PARTI DI APPARECCHIATURA SOVRATEMPERATURA (K) Componenti incorporati (1) Terminali per conduttori esterni isolati Sbarre e conduttori, contatti ad innesto di parti asportabili o estraibili che si collegano alle sbarre Organi di comando manuale: - di metallo - di materiale isolante Involucri e coperture esterne accessibili: - superfici metalliche - superfici isolanti Connessioni particolari del tipo a presa e spina In accordo con le norme relative ai componenti singoli o, in assenza di tali norme, secondo le istruzioni del costruttore del quadro, tenendo in considerazione la temperatura interna dell apparecchiatura 70 (2) Limitata da: - resistenza meccanica del materiale conduttore - possibili influenze sull apparecchiatura adiacente - limite di temperatura ammissibile per i materiali isolanti a contatto con il conduttore - influenza della temperatura del conduttore sugli apparecchi ad esso connessi - per i contatti ad innesto, natura e trattamento superficiale del materiale dei contatti 15 (3) 25 (3) 30 (4) 40 (4) Determinata dai limiti fissati per i componenti dell equipaggiamento di cui fanno parte (5) (1) Il termine componenti incorporati significa: - apparecchi convenzionali di protezione e manovra - sottoassiemi elettronici (es. ponti raddrizzatori, circuiti stampati) - parti di equipaggiamento (es. regolatore, alimentatore stabilizzato di potenza, amplificatore operazionale). (2) Il limite di sovratemperatura di 70 K è un valore basato sulla prova convenzionale. Un apparecchiatura usata o provata nelle condizioni di installazione può avere connessioni di tipo, natura e disposizione diverse da quelle usate per la prova; può quindi risultare ed essere richiesta o accettata una sovratemperatura diversa sui terminali di connessione. (3) Per gli organi di comando manuale posti all interno dell apparecchiatura, accessibili solo dopo la sua apertura (ad es. maniglie di emergenza e maniglie estraibili, d uso poco frequente) sono ammesse sovratemperature più elevate. (4) Salvo prescrizione diversa, nel caso di coperture e involucri accessibili, ma che non richiedono di essere toccati in condizioni normali di servizio, è ammesso aumentare i limiti di sovratemperatura di 10 K. (5) Ciò permette un grado di flessibilità rispetto all equipaggiamento (es. dispositivi elettronici) soggetto a limiti di sovratemperatura diversi da quelli normalmente attribuiti agli apparecchi di protezione e manovra. 271

17 SITUAZIONE RMATIVA Prove individuali e di tipo sui quadri GEWISS Utilizzando i componenti standardizzati della serie 47 CVX, la scelta del tipo di quadro da realizzare (AS o ANS) è di competenza del costruttore del quadro, cioè della ditta o impresa il cui nome compare sulla targa di identificazione. Il costruttore del quadro deve inoltre effettuare, a quadro ultimato, le prove individuali previste dalla norma che, con specifico riferimento ai componenti e alle apparecchiature GEWISS, sono riassunte nella Tab Si ricorda che, qualora le specifiche di progetto e le esigenze installative lo consentono, è sempre preferibile assemblare quadri di tipo AS, attenendosi rigorosamente alle istruzioni di montaggio indicate sul catalogo. In questi casi è infatti possibile avvalersi pienamente dei risultati delle prove di tipo effettuate e certificate da GEWISS sul sistema costruttivo prestabilito. Sotto queste condizioni le due verifiche che devono essere eseguite dal costruttore si limitano alle seguenti: - la potenza dissipata dai componenti deve essere minore o uguale a quella stabilita - il valore della corrente di cortocircuito nel punto di installazione deve essere inferiore o uguale ai valori nominali del sistema prestabilito. Nel caso in cui si siano introdotte modifiche rispetto alle indicazioni fornite da GEWISS, il quadro può diventare ANS; la norma richiede in questi casi al costruttore del quadro (ossia colui che si assumerà la responsabilità dell apparecchiatura finita apponendovi la targa) di verificare, ad esempio tramite calcolo, la conformità delle caratteristiche e le prestazioni risultanti dalle modifiche realizzate. Tab. 1.5 Prove individuali da effettuarsi sui quadri GEWISS PROVE INDIVIDUALI (A CARICO DEL COSTRUTTORE FINALE DEL QUADRO) Cablaggio e funzionamento elettrico (art ) Isolamento (art ) Misure di protezione (art ) Resistenza di isolamento (art ) QUADRO AS QUADRO ANS Verifica dell efficacia degli elementi di comando meccanico, dei blocchi, dei catenacci ecc.; verifica della buona sistemazione dei cavi, dei conduttori e del corretto montaggio degli apparecchi; esame visivo del grado di protezione e delle distanze in aria e superficiali; verifica con prove a campione del contatto dei collegamenti, in particolare dei collegamenti avvitati o imbullonati; verifica della corrispondenza tra il materiale installato e quello prescritto; verifica della conformità fra schema elettrico e distribuzione realizzata; verifica dell esistenza e della idoneità della targa di identificazione. Applicazione della tensione di prova in funzione della tensione nominale per un secondo: la prova è superata se non si verificano perforazioni o scariche superficiali Come per i quadri AS o, in alternativa, prova di resistenza di isolamento (vedere art ) Controllo visivo delle misure di protezione; in particolare, verifica a campione delle connessioni avvitate o imbullonate; verifica della continuità del circuito di protezione. Non richiesta È richiesta per soli quadri ANS non già sottoposti alle prove di tensione applicata o di isolamento. Si effettua utilizzando un apparecchio di misura di isolamento, applicando tensione (almeno 500 V) e verificando che la resistenza fra circuiti e masse sia almeno 1 kω/v. 272

18 CEI EN : QUADRI ASD I quadri di distribuzione (ASD) sono oggetto delle prescrizioni supplementari della norma EN (CEI -13/3). Essi sono destinati a essere installati in luoghi ove personale non addestrato ha accesso al loro uso, altrimenti valgono le regole generali date dalla norma EN La norma EN limita il suo campo di applicazione a quadri: - per esecuzione fissa - per uso interno - con tensione verso terra non superiore a 300 V - con corrente di ciascuna uscita non superiore a 125 A - con corrente totale di entrata non superiore a 250 A. Le prescrizioni aggiuntive che vengono richieste per i quadri ASD e per le quali sono previste apposite prove di tipo, sono: 1) grado di protezione dell involucro non inferiore a IP2XC 2) resistenza alla ruggine e all umidità 3) resistenza dei materiali isolanti al riscaldamento anormale e al fuoco dovuti a effetti elettrici interni 4) resistenza all impatto. 273

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