Scheda CABINE MT/BT. Premessa

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1 Scheda Premessa Purtroppo il linguaggio comune ha adottato terminologie diverse da quello normativo. Nel seguito cercheremo di fare un po di chiarezza. Le categorie previste dalle Norme Cei sono: sistemi di categoria 0: - U <= 50 V in c.a. (corrente alternata); - U <= 120 V in c.c. (corrente continua); Sistemi di categoria I: - 50 V< U <=1000 V in c.a.; V < U <= 1500 V in c.c.; Sistemi di categoria II: V < U <=30 kv in c.a.; V < U <=30 kv in c.c.; Sistemi di categoria III: - U>30 kv Nel linguaggio comune la categoria 0 viene chiamata bassissima tensione; la categoria I bassa tensione; la categoria II media tensione; la categoria III alta tensione. C è poi da osservare che la Norma CEI 11-1 include nella sua definizione di alta tensione anche i sistemi di categoria II, eliminando di fatto la media tensione. Ma ciò ha validità solo nell ambito della norma stessa. 1 / 1

2 Sistema di alimentazione Una cabina di trasformazione MT/BT è alimentata, per definizione, in media tensione (sistema di categoria II), cioè a una tensione compresa fra 1.000Vac e Vac. Solitamente l alimentazione MT da parte dell ente distributore avviene a neutro compensato mediante bobina di Petersen oppure, su reti datate e non ancora ammodernate, a neutro isolato. Nota: per neutro si intende il centro stella del trasformatore AT/MT. La distribuzione MT all utente prevede i 3 soli cavi di fase. Se invece la distribuzione MT è derivata da un proprio trasformatore AT/MT (ad esempio per uno stabilimento alimentato a 132 kv), è preferibile mettere a terra il neutro tramite una resistenza. A valle del trasformatore MT/BT possono realizzarsi i 3 classici sistemi di alimentazione indicati per le altre schede, cioè TT, TN e IT. Come più volte evidenziato l adozione del sistema IT determina una serie di complicazioni impiantistiche che lo rendono scarsamente utilizzato nell impiantistica tradizionale, salvo casi particolari in cui è richiesta una elevata continuità di servizio. Norme di riferimento CEI Impianti elettrici con tensione superiore a 1 kv in corrente alternata (applicabile fino al 01/11/2013); CEI EN Impianti elettrici con tensione superiore a 1 kv in c.a. Parte 1: Prescrizioni comuni ; CEI EN Messa a terra degli impianti elettrici a tensione superiore a 1 kv in c.a. ; CEI "Impianti di produzione, trasmissione e distribuzione di energia elettrica. Linee in cavo"; CEI "Guida all'esecuzione delle cabine elettriche d'utente" CEI "Guida per l'esecuzione degli impianti di terra in stabilimenti industriali di I, II e III categoria" ; CEI 14-. trasformatori di potenza; 2 / 2

3 CEI EN Apparecchiatura prefabbricata con involucro metallico per tensioni da 1 a 52 kv CEI 0-16 Regola tecnica di riferimento per la connessione di Utenti attivi e passivi alle reti AT e MT delle imprese distributrici di energia elettrica ; Guida CEI "Guida pratica ai metodi e criteri di riduzione dei campi magnetici prodotti dalle cabine elettriche MT/BT". Legislazione D.M. 22 gennaio , n Regolamento concernente l'attuazione dell'articolo 11-quaterdecies, comma 13, lettera a) della legge n. 248 del 2 dicembre 2005, recante riordino delle disposizioni in materia di attività di installazione degli impianti all'interno degli edifici. D.lgs 81/08 e s.m.i. Tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro. D.P.R. 151/11 "Regolamento recante semplificazione della disciplina dei procedimenti relativi alla prevenzione degli incendi, a norma dell articolo 49, comma 4-quater, del decreto-legge 31 maggio 2010, n. 78, convertito, con modificazioni, dalla legge 30 luglio 2010, n. 122" (solo per campeggi con capacità ricettiva superiore a 400 persone). DM 29 maggio 2008 Approvazione delle procedure di misura e valutazione dell'induzione magnetica. Direttive applicabili Nessuna Installazione Impresa abilitata alla realizzazione degli impianti di cui all art. 1 comma 2 del D.M. 37/08 se regolarmente iscritta nel registro delle imprese (D.P.R. 7 dicembre 1995, n. 581 e successive 3 / 3

4 modificazioni) o nell'albo provinciale delle imprese artigiane (Legge 8 agosto 1985, n. 443) e se l'imprenditore individuale o il legale rappresentante ovvero il responsabile tecnico da essi preposto con atto formale, è in possesso dei requisiti professionali richiesti (articolo 4 del D.M. 37/08). Classificazione dei locali Stazione elettrica (o cabina elettrica): si tratta di un area elettrica chiusa con apparecchiature e/o trasformatori in reti di trasmissione o di distribuzione comprese le cabine elettriche di MT/BT. Le cabine di trasformazione di proprietà dell'utente alimentato in media tensione possono essere fondamentalmente di tre tipi: a giorno - costruite, mediante l assemblaggio di apparecchi a media e bassa tensione, direttamente in loco dall'installatore che, insieme al progettista, si assume la completa responsabilità del lavoro svolto; con apparecchiature prefabbricate - assemblato in loco con apparecchi completi di involucro, verificati e certificati dal costruttore. Non sono verificati dal costruttore la correttezza dell assemblaggio e il sistema di interblocchi; completamente prefabbricate sono costruzioni di serie totalmente allestite in fabbrica, eventualmente suddivise in moduli per esigenze di trasporto, sono montate e collegate unendo i vari moduli sotto la completa responsabilità del costruttore. Rispetto agli altri tipi di cabina presentano un minore ingombro, permettono di ridurre notevolmente i tempi di installazione e la possibilità di un successivo riutilizzo. Vengono commercializzate con certificazione del costruttore, comprovata da rigorose prove di tipo, garantendo pertanto la massima sicurezza antinfortunistica. Possono essere collocate anche in luoghi accessibili a persone non addestrate (ad esempio nello stesso edificio in cui è distribuito l'impianto BT). Necessità di progetto Si, secondo la guida CEI 0-2, in ottemperanza al D.M. 37/08. Poiché la tensione di alimentazione è superiore a Vac, il progetto deve essere praticamente sempre redatto da un professionista iscritto all albo. 4 / 4

5 Dichiarazione di conformità Si, ai sensi del D.M. 37/08. 5 / 5

6 Norme di installazione Protezione contro i contatti diretti La protezione contro i contatti diretti in media tensione si attua mediante ripari collocati ad opportuna distanza dalle parti attive nude, alti almeno 2 m dal piano di calpestio, con grado di protezione minimo IP1XB. Protezione contro i contatti indiretti Quando la fornitura avviene in media tensione, la protezione contro i contatti indiretti deve essere assicurata sia per un guasto sul livello media tensione che sul livello bassa tensione. Per uniformità, nel seguito si parlerà sempre di media tensione, anche se nella norma CEI 11-1 si parla di alta tensione per i motivi indicati nella premessa. Sistemi di II categoria (parte a tensione superiore a 1kV) La condizione più sfavorevole che può verificarsi a seguito di un guasto lato media tensione è quella che vede coinvolto l impianto del distributore (cabina di consegna e cavo di collegamento a monte della protezione generale dell utente). In questo caso le protezioni demandate ad interrompere il circuito sono quelle dell ente distributore. Occorre pertanto verificare che corrente di guasto a terra, tempo di intervento delle protezioni del distributore e resistenza dell impianto di terra siano coordinate. Nella tabella sottostante sono riportate le massime tensioni di contatto ammissibili in relazione al tempo di eliminazione del guasto. 6 / 6

7 Tabella riepilogativa tensioni di contatto ammissibili in base al tempo di eliminazione del guasto secondo norma CEI 11-1 In via teorica la massima tensione di contatto che può manifestarsi è pari alla tensione totale di terra ovvero: U T-MAX = U E = I F * R E Dove U T-MAX : massima tensione di contatto che può manifestarsi U E : tensione totale di terra I F : corrente di guasto monofase a terra R E : resistenza totale di terra Pertanto se risulta possibile soddisfare la condizione U TP >= I F * R E, la protezione contro i contatti indiretti per un guasto sul lato media tensione è sempre garantita. 7 / 7

8 Supponiamo che il distributore fornisca i seguenti dati relativi ad una fornitura in media tensione: - Corrente di guasto monofase a terra: I F = 40 A - Tempo di eliminazione del guasto a terra: t F = >> 10 s In tabella per un tempo di eliminazione del guasto t F > 10 s corrisponde una U TP di 75V. La resistenza di terra dovrà pertanto essere inferiore a 1,87 ohm (75V/40A). Se la condizione relativa alla resistenza di terra non è soddisfatta, bisognerà procedere alla verifica strumentale delle tensioni di passo e contatto presenti sull impianto secondo le modalità riportate nel paragrafo dedicato. Sistemi di I categoria (parte di bassa tensione): Devono sottostare alle prescrizioni della Norma CEI Nel caso più comune di sistema TN deve essere verificata la relazione dove: Zs I a U o è l impedenza dell'anello di guasto che comprende la sorgente, il conduttore attivo fino al punto di guasto ed il conduttore di protezione tra il punto di guasto e la sorgente; è la corrente che provoca l interruzione automatica del dispositivo di protezione entro un tempo definito in funzione della tensione nominale U o per i circuiti terminali (tempo di intervento non superiore a 0,2 s per ambienti particolari o 0,4 s per ambienti ordinari in caso di tensione verso terra pari a 230 V) e 5 s per i circuiti di distribuzione; nel caso di utilizzo di un interruttore differenziale, I a è la corrente differenziale nominale di intervento; è il valore efficace della tensione nominale tra fase e terra. 8 / 8

9 Protezione contro l incendio Le cabine elettriche normalmente non sono da considerare "Ambienti a maggior rischio in caso di incendio" e dunque per la parte in BT non è necessario applicare la sez. 751 della Norma CEI Valgono comunque in generale le seguenti considerazioni: I trasformatori in olio con potenza superiore a 1000 kw devono essere collocati in scomparti separati da pareti tagliafuoco per impedire la propagazione dell'incendio alle unità vicine; Le cabine che fanno uso di interruttori automatici in SF 6 devono essere adeguatamente ventilate in considerazione del fatto che si tratta di un gas pericoloso; In prossimità della cabina, in posizione facilmente accessibile, devono essere collocati opportuni mezzi di estinzione dell'incendio; In presenza di trasformatori isolati in olio, se la quantità di liquido contenuto in un trasformatore è superiore a 500 kg, devono essere presi adeguati provvedimenti per impedire l inquinamento ambientale. Grado di protezione minimo IP4X per la parte BT. Tipo di posa delle condutture I cavi dei sistemi di II categoria devono essere posati in sedi diverse da quelle dei sistemi di I categoria qualora questi ultimi non siano isolati per la tensione più elevata presente. Incroci tra cavi appartenenti a categorie diverse devono essere evitati. I cavi dei sistemi di II categoria vanno dotati di uno schermo o di una guaina metallica connessa a terra almeno ad una estremità del cavo. 9 / 9

10 Esempio di cavi utilizzabili Sistemi di I categoria: FG7OR, FG7OM1 Sistemi di II categoria: RG7H1M (unipolare), RG7H1OM (tripolare), RG7H1OZM (tripolare armato) Dispositivi di sezionamento e di comando In conformità alla norma CEI 0-16, un Dispositivo Generale dell'impianto (DG) deve separare l'impianto utilizzatore dalla rete e permettere il coordinamento selettivo tra le protezioni del Distributore e dell'utente. Tale dispositivo può essere costituito da: interruttore tripolare in esecuzione estraibile con sganciatore di apertura; interruttore tripolare con sganciatore di apertura e sezionatore tripolare da installare a monte dell interruttore (eventualmente integrati in un unico involucro). L'interruttore automatico sull impianto dell'utente apre quando, in caso di guasto nell'impianto utilizzatore, riceve un segnale dai relè di protezione. L'insieme dei relè di protezione e dell interruttore generale costituisce la Protezione Generale e viene indicata con la sigla PG. L'insieme della PG, dei TA e dei TV dai quali riceve i segnali e dei relativi circuiti di alimentazione realizza invece il Sistema di Protezione Generale che viene indicato con la sigla SPG. Tipologia e normativa di riferimento dei quadri elettrici La norma di riferimento per i quadri di media tensione è la CEI EN Apparecchiatura prefabbricata con involucro metallico per tensioni da 1 a 52 kv. 10 / 10

11 Livello di illuminamento medio richiesto Deve essere privilegiata la fonte di illuminazione naturale. L'illuminazione elettrica della cabina deve permettere un facile e sicuro esercizio. L'alimentazione dell'impianto di illuminazione va realizzato in bassa tensione. Deve altresì essere prevista una illuminazione di emergenza realizzabile anche mediante apparecchi autonomi con batterie e raddrizzatore incorporati 11 / 11

12 Prescrizioni particolari Impianto di protezione contro le scariche atmosferiche L'impianto deve essere realizzato se la valutazione del rischio dovuto al fulmine, eseguita secondo le norme CEI 81-10, evidenzia che la struttura non é autoprotetta. Comando di emergenza Nessuna norma o disposizione legislativa impone l installazione di uno sgancio di emergenza all esterno delle cabine di trasformazione MT/BT. Occorre comunque installarlo se l'attività alimentata dalla cabina rientra fra quelle soggette al controllo da parte dei Vigili del fuoco. 12 / 12

13 Campi elettromagnetici Da un punto di vista prettamente formale le cabine MT/BT di utente non rientrano nel campo di applicazione del DM 29/05/08 in quanto: il DM contempla come impianto solamente le cabine del distributore e le cabine dell'utente se alimentato in alta tensione (art. 3.2 Oggetto ed applicabilità - punto 4 definizioni) le modalità di calcolo per la distanza di prima approssimazione indicata nel DM 29/05/08 fanno riferimento a cabine di tipo a box unificate (in pratica quelle dell'enel) e sono difficilmente adattabili a cabine di trasformazione utente generalmente più complesse. Tuttavia sta sempre più prendendo piede sia in fase di conferenza dei servizi che di rilascio del permesso di costruire, la richiesta da parte degli enti preposti (comuni, Arpa, ecc.) della valutazione dei campi magnetici dovuti alla presenza di cabine di trasformazione MT/BT di utente. A questo punto spetta al progettista l'arduo compito di riuscire a valutare la distanza entro la quale il campo magnetico supera i fatidici 3 µt (Dpa = distanza di prima approssimazione) e comunicarla agli enti preposti richiedenti sebbene purtroppo non esista una regola univoca e universalmente riconosciuta valida per detta valutazione. Verifiche Per la parte bassa tensione, le verifiche sugli impianti elettrici, in accordo alle prescrizioni della norma CEI 64-8/6, devono essere effettuate da persone esperte e competenti in lavori di verifica. Le verifiche si suddividono in verifiche iniziali e verifiche periodiche; queste ultime sono obbligatorie ai sensi del D.lgs 81/08, art. 86, oltre che al D.P.R. 462/01. I risultati delle verifiche devono essere registrati su appositi moduli facenti parte della documentazione necessaria per le operazioni di manutenzione. Iniziali Esame a vista; 13 / 13

14 Verifica della continuità dei conduttori di protezione e dei collegamenti equipotenziali principali e supplementari; Misura della resistenza di isolamento dell impianto elettrico; Verifica della protezione per separazione nel caso di circuiti SELV o PELV e nel caso di separazione elettrica; protezione mediante interruzione automatica dell alimentazione (verifica del funzionamento dei dispositivi di protezione a corrente differenziale / misura dell impedenza dell anello di guasto nel sistema TN); Prove di polarità; Prove di funzionamento; Misura della resistenza dell impianto di terra. Oltre alle normali attività previste per gli ambienti ordinari, nelle cabine elettriche occorre procedere con alcune verifiche aggiuntive che verranno nel seguito riassunte. Verifiche inerenti l agibilità dei locali Per quanto riguarda gli aspetti edili occorre verificare che: non siano usati materiali combustibili nelle strutture portanti, nelle pavimentazioni, nei soffitti, nelle pareti e nelle scale; i passaggi presentino una larghezza di almeno 1 m ed un altezza di almeno 2 m; eventuali tubazioni di adduzione acqua, aria compressa, olio, ecc. presenti all interno dei locali siano prive di organi di intercettazione o adeguatamente protette mediante ripari. E comunque consigliabile evitare il passaggio di dette tubazioni entro i locali cabina elettrica; l accesso ai locali sia agevole; le porte dei locali siano dotate di serrature a chiave; le porte chiuse a chiave siano comunque apribili dall interno; 14 / 14

15 sulle porte di accesso ai locali siano posati cartelli monitori relativi a: - divieto di accesso alle persone non autorizzate, - cartello di avvertimento tensione pericolosa; - cartello di divieto di usare acqua per spegnere incendi; le porte che danno verso l interno dell edificio siano almeno REI 60; le porte aprano verso l esterno del locale; sia garantito un idoneo raffrescamento delle apparecchiature; sia presente un illuminazione di emergenza; le aperture del locale siano protette da grigliati in modo da evitare l introduzione di corpi estranei o il contatto con parti in tensione; i locali siano asciutti, senza traccia di umidità e realizzati in modo da impedire l entrata dei liquidi dall esterno; siano prese le idonee precauzioni contro lo spargimento d olio contenuto nei trasformatori installati all interno. In particolare: - se i trasformatori sono in numero maggiore di 3 oppure l olio contenuto all interno di ciascun trasformatore supera i 1000 dm 3, sia stato realizzato un pozzetto di raccolta olio; - se sono presenti fino a 3 trasformatori e ciascuno contiene meno di 1000 dm 3 di olio, siano stati realizzati un pavimento impermeabile ed una soglia di altezza adeguata. Per i trasformatori in olio installati all esterno siano state adottate le seguenti misure protettive: - i trasformatori di potenza superiore a 1000 kva siano fra loro separati mediante una parete REI 60; - qualora l olio contenuto in un singolo trasformatore superasse i 500 kg, sia previsto un pozzetto di raccolta olio. 15 / 15

16 Verifiche inerenti gli interventi di manutenzione e di manovra Occorre accertare che: all interno del locale siano esposti una tabella con le istruzioni per i soccorsi di urgenza, uno schema elettrico e l indicazione delle varie tensioni dei conduttori; siano presenti all interno della cabina tutti i dispositivi di protezione individuale necessari all esecuzione degli interventi operativi in sicurezza; siano presenti interblocchi per impedire operazioni inconsulte; le apparecchiature prefabbricate siano equipaggiate con gli interblocchi previsti dalle relative norme di prodotto; siano presenti idonei dispositivi di blocco o altri sistemi equivalenti per impedire la rialimentazione involontaria di una barratura attraverso circuiti diversi dal principale (per esempio predisponendo un trascinamento fra interruttori MT e BT nel caso di trasformatori in parallelo); siano presenti dispositivi di sezionamento visibili sulle apparecchiature MT; siano presenti sezionatori di terra interbloccati con i sezionatori di linea; gli isolatori siano in buono stato; ove è previsto un comando in remoto delle apparecchiature installate in cabina, sia possibile escludere detto comando dalla cabina stessa. Periodiche La verifica periodica dell impianto, prevista ai sensi del D.lgs 81/08, art. 86, segue, in linea di principio, le disposizioni date per la verifiche iniziali. La verifica deve essere effettuata allo scopo di determinare se l impianto o sue parti, non si sia deteriorato in modo tale da non renderne sicuro l uso. La periodicità delle verifiche è in funzione delle caratteristiche dell impianto, dal suo uso e dalle condizioni ambientali; la norma CEI 64-8 indica una periodicità di 5 anni per ambienti ordinari e 2 anni per ambienti particolari. Inoltre, in presenza di lavoratori dipendenti o ad essi equiparati, ai sensi del D.P.R. del 462/01, l impianto di terra per la protezione contro i contatti indiretti e l eventuale impianto di terra contro le scariche atmosferiche, devono essere sottoposti a verifica periodica ogni 5 o 2 16 / 16

17 anni (a seconda della tipologia di ambiente considerato), a decorrere dalla data di denuncia degli stessi ai rispettivi enti incaricati. Tale verifica deve essere effettuata dall ASL/ARPA o da appositi organismi abilitati. 17 / 17