Distribuzione. Criteri di progettazione GUIDA TECNICA 08 DE08G/CP

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1 Distribuzione Criteri di progettazione GUIDA TECNICA 08 DE08G/CP

2 Bticino risponde Vuoi parlare con un tecnico Bticino? Chiama il Call Center al numero: Telefonata a carico del chiamante a tariffazione specifica Vuoi richiedere l invio di cataloghi e documentazione tecnica e ricevere informazioni di carattere commerciale? * Richiedi a Bticino Il presente documento è parte integrante di una serie di guide tecniche destinate ad installatori e progettisti. DOCUMENTAZIONE TECNICA DISTRIBUZIONE: Distribuzione Criteri di progettazione GUIDA TECNICA 08 Distribuzione BTDIN GUIDA TECNICA 08 Distribuzione MEGATIKER e MEGASWITCH GUIDA TECNICA 08 Chiama il numero verde: * Numero Verde DE08G/CP Criteri di progettazione BTDIN MEGATIKER e MEGASWITCH DE08G/BD DE08G/MT Per mandare un fax gratuito, inoltralo al: Fax Verde Distribuzione MEGABREAK GUIDA TECNICA 08 Distribuzione Selettività e back-up GUIDA TECNICA 08 Distribuzione TICONTROL GUIDA TECNICA 08 Per tutte le informazioni tecniche o commerciali vai al sito Bticino, sezione progettisti e installatori, voce Contattaci MEGABREAK DE08G/MB DE08G/SB Selettività e back-up TICONTROL Distribuzione SPD Distribuzione Quadri, armadi e centralini GUIDA TECNICA 08 GUIDA TECNICA 08 DE08G/TC DE08G/SPD DE08G/QA SPD Quadri, armadi e centralini Bticino offre il servizio di assistenza tecnica sull impianto tramite la rete dei Centri Assistenza Tecnica autorizzati. Per conoscere le condizioni di erogazione del servizio in garanzia e fuori garanzia, le tariffe per interventi fuori garanzia ed il nominativo del CAT più vicino, chiama il numero verde: oppure accedi all area Assistenza Tecnica del sito * Numero Verde * Tutti i numeri sono attivi dal lunedì al venerdì dalle ore 8.30 alle CRITERI e DI il PROGETTAZIONE sabato dalle ore 8.30 alle 12.30

3 INDICE Introduzione 2 I sistemi di distribuzione 12 Protezione dalle sovracorrenti 22 La compensazione dell energia reattiva 62 Glossario e definizioni 70 INDICE GUIDA TECNICA CRITERI DI PROGETTAZIONE 1

4 Introduzione La presente guida si propone come strumento d aiuto e supporto nella progettazione e nel dimensionamento degli impianti elettrici in bassa tensione. E stata realizzata tenendo in considerazione le situazioni circuitali e di coordinamento tra gli apparecchi più comuni. In essa sono riportate tutte le informazioni tecniche necessarie alla realizzazione di un impianto rispondente alla normativa vigente, dal punto di origine dell energia (in questo caso il trasformatore), alla protezione delle linee di distribuzione in condotto sbarra o cavo, fino agli apparecchi di protezione dei circuiti terminali. Tutti i dati riportati nella guida sono ottenuti attenendosi scrupolosamente alle prescrizioni normative specifiche per ogni apparecchio considerato. Importante è sottolineare che tutti i dati, nelle diverse tabelle, sono da considerarsi sempre a favore della sicurezza. Condotto sbarre Zucchini Trasformatore media/bassa tensione EdM 2 CRITERI DI PROGETTAZIONE

5 Passerella portacavi Legrand Canale portacavi Legrand Interruttori MEGATIKER e BTDIN Bticino Interruttore MEGABREAK Bticino CARATTERISTICHE GENERALI 3 GUIDA TECNICA CRITERI DI PROGETTAZIONE

6 Riferimenti normativi per le apparecchiature e la progettazione Denominazione CEI EN Denominazione CEI EN Titolo CEI EN CEI Correnti di cortocircuito nei sistemi trifasi in corrente alternata Calcolo delle correnti CEI EN CEI Correnti di cortocircuito - Calcolo degli effetti Defi nizioni e metodi di calcolo CEI Guida d applicazione per il calcolo delle correnti di cortocircuito nelle reti radiali a bassa tensione CEI EN CEI 17-5 Apparecchiatura a bassa tensione Parte 2: Interruttori automatici CEI EN CEI Apparecchiatura a bassa tensione Parte 3: Interruttori di manovra, sezionatori, interruttori di manovra-sezionatori e unità combinate con fusibili CEI EN CEI 17-13/1 5 Apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT) e condotti sbarre CEI EN CEI Contattori elettromeccanici per usi domestici e similari CEI 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) CEI EN CEI 17-5 Apparecchiature a bassa tensione Parte 2: Interruttori automatici CEI EN CEI Apparecchiature a bassa tensione Parte 4-1: Contattori e avviatori - Contattori e avviatori elettromeccanici CEI UNEL 35024/1 CEI 20 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 CEI UNEL 35024/2 CEI 20 Cavi elettrici isolati con materiale elastomerico o termoplastico 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 CEI UNEL CEI 20 Cavi elettrici isolati con materiale elastomerico o termoplastico per tensioni nominali di 1000 V in corrente alternata e 1500 V in corrente continua. Portate di corrente in regime permanente per posa interrata CEI 20-19/1 4, 7 14 Cavi isolati con gomma con tensione nominale non superiore a 450/750 V Cavi con isolamento reticolato con tensione nominale non superiore a 450/750 V CEI 20-20/1 5,7 13 Cavi isolati con polivinilcloruro con tensione nominale non superiore a 450/750 V CEI 20-22/0, 2, 4 e 5 Prove d incendio su cavi elettrici CEI EN CEI 23-3/1 Interruttori automatici per la protezione dalle sovracorrenti per impianti domestici e similari CEI EN CEI Interruttori differenziali senza sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche e similari CEI EN CEI Interruttori differenziali senza sganciatori di sovracorrente incorporati per installazioni domestiche e similari CEI Prescrizioni per la realizzazione, le verifi che e le prove dei quadri di distribuzione per installazioni fi sse per uso domestico e similare CEI EN CEI 32-1 Fusibili a tensione non superiore a V per corrente alternata e a V per corrente continua Parte 1: prescrizioni generali CEI EN CEI 32-4 Fusibili a tensione non superiore a 1000 V per corrente alternata e a 1500 V per corrente continua Parte 2: Prescrizioni supplementari per i fusibili per uso da parte di persone addestrate (fusibili principalmente per applicazioni industriali) CEI EN CEI 32-5 Fusibili a tensione non superiore a 1000 V per corrente alternata e a 1500 V per corrente continua Parte 3: Prescrizioni supplementari per i fusibili per uso da parte di persone non addestrate (fusibili principalmente per applicazioni domestiche e similari) CEI EN CEI 37-2 Scaricatori Parte 4: Scaricatori ad ossido metallico senza spinterometri per reti elettriche a corrente alternata 4 CRITERI DI PROGETTAZIONE

7 Denominazione CEI EN Denominazione CEI EN Titolo CEI EN CEI 37-3 Scaricatori Parte 5: Raccomandazioni per la scelta e l applicazione CEI Guida per l esecuzione dell impianto di terra negli edifi ci per uso residenziale e terziario CEI Guida alle verifi che degli impianti elettrici utilizzatori CEI 64-8/1 7 Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua CEI EN 60529/1 CEI 70-1 Gradi di protezione degli involucri (Codice IP) CEI EN CEI 70-2 Protezione delle persone e delle apparecchiature mediante involucri CEI EN CEI 70-3 Gradi di protezione degli involucri per apparecchiature elettriche contro impatti meccanici esterni (Codice IK) CEI 81-1 Protezione delle strutture contro i fulmini CEI 81-3 Valori medi del numero dei fulmini a terra per anno e per chilometro quadrato dei Comuni d Italia, in ordine alfabetico CEI 81-4 Protezione delle strutture contro i fulmini Valutazione del rischio dovuto al fulmine CEI 81-8 Guida d applicazione all utilizzo di limitatori di sovratensioni sugli impianti elettrici utilizzatori di bassa tensione CEI EN 62305/1 4 Protezione contro i fulmini UTE C Protection des installations électriques basse tension contre les surtension d origine atmospheriqué IEC Surge protective devices connected to low-voltage power distribuction system Part 1: performance requirements and testing methods IEC Surge protective devices connected to low-voltage power distribuction system Part 2: selection and application principles CEI Trasformatori trifase di distribuzione a secco Parte 1: prescrizioni generali e per trasformatori con tensione massima non superiore a 24kV CEI Trasformatori trifase di distribuzione a raffreddamento naturale in olio Parte 1: prescrizioni generali e per trasformatori con tensione massima non superiore a 24kV DK 5600 Criteri di allacciamento di clienti alla rete MT della distribuzione (Enel) CEI Guida all applicazione delle norme dei quadri di bassa tensione CEI EN Correnti di cortocircuito - Calcolo degli effetti Parte 1: Defi nizioni e metodi di calcolo CEI Involucri per apparecchi per installazioni elettriche fi sse per usi domestici e similari - Parte 1: Prescrizioni generali CEI Involucri per apparecchi per installazioni elettriche fi sse per usi domestici e similari - Parte 2: Prescrizioni particolari per involucri destinati a contenere dispositivi di protezione ed apparecchi che nell uso ordinario dissipano una potenza non trascurabile CEI Metodo per la determinazione della tenuta al cortocircuito, delle apparecchiature assiemate non di serie (ANS) CARATTERISTICHE GENERALI 5 GUIDA TECNICA CRITERI DI PROGETTAZIONE

8 Le certificazioni aziendali IL SISTEMA DI QUALITÀ BTICINO Bticino opera secondo un preciso sistema di qualità aziendale supportato dall apposito Servizio interno di Assicurazione della Qualità (SAQ). La validità delle procedure adottate e dell organizzazione che le sottende, hanno consentito di ottenere dal CSQ (Certificazione Sistemi di Qualità) la certificazione del sistema qualità Bticino in conformità alle norme UNI EN ISO 9001:2000. Tutte le fasi aziendali, dalla ricerca di mercato, alla progettazione, alla produzione, alla commercializzazione ed alla successiva assistenza concorrono a determinare i requisiti necessari per la Certificazione CSQ ed il suo mantenimento. La Federazione CISQ (Certificazione Italiana dei Sistemi Qualità), di cui il CSQ é parte integrante, ha stipulato con altri enti di certificazione dell area UE ed EFTA l accordo IQNet (International Quality System Assessment and Certification Network), per il mutuo riconoscimento delle certificazioni: in virtù di tale accordo, Bticino può avvalersi degli attestati di certificazione IQNet, che forniscono valenza europea alle certificazioni CSQ. Il CISQ ha rilasciato alla Bticino il CERTIFICATO DI GRUPPO in quanto tutte le singole unità produttive hanno ottenuto lo specifico certificato CSQ. Questi prestigiosi riconoscimenti costituiscono, a livello internazionale, la migliore garanzia per l utente della costante qualità nel tempo dei prodotti e dei servizi offerti da Bticino. C E R T I F I E D CERTIFICAZIONE DEI SISTEMI QUALITÀ DELLE AZIENDE UNI - EN - ISO 9000 Q U A L I T Y S Y S T E M ACCREDITAMENTO SALA PROVE BTICINO Nell ottenimento della Qualità Aziendale rivestono un ruolo fondamentale i laboratori, sia nell attività di sperimentazione, come complemento alla progettazione, sia nelle verifiche di rispondenza del prodotto alle norme (prove di tipo). La norma IEC rappresenta il punto di riferimento per i laboratori: la rispondenza di un laboratorio alle suddette norme é attestata dal SINAL (Sistema Nazionale di Accreditamento dei Laboratori). La Sala Prove Bticino è uno dei primi laboratori italiani ad essere accreditato dal SINAL. Le prove oggetto del riconoscimento sono 162, l elenco comprende prove del grado di protezione IP, di cortocircuito, di durata meccanica ed elettrica, di invecchiamento, di resistenza al calore ecc. Il SINAL garantisce l imparzialità, l adeguatezza e l affidabilità della Sala Prove Bticino. Ulteriore dimostrazione di qualità della Sala Prove Bticino é data dall ottenimento, da parte del suo Centro di taratura, del SIT (Servizio di Taratura in Italia). 6 CRITERI DI PROGETTAZIONE

9 CERTIFICAZIONI MARCHI ED OMOLOGAZIONI Premessa la rispondenza alle normative vigenti dei componenti di un impianto elettrico, è possibile che i diversi componenti siano marchiati o omologati per applicazioni particolari. La conformità di un prodotto alle specifiche norme può essere attestata mediante la dichiarazione del costruttore e l apposizione del simbolo CE o mediante la concessione di un marchio da parte di un Ente terzo preposto (IMQ per l Italia) che ne verifica la rispondenza. Nel caso di dichiarazione da parte del costruttore la responsabilità della rispondenza alle norme è del costruttore stesso, nel caso in cui venga apposto un marchio di qualità da un Ente terzo, tale Ente lo concede solo previa approvazione del costruttore e del prototipo, mediante prove di tipo e successivamente in seguito a prove su prodotti disponibili al mercato, che rispondano ai requisiti delle prove effettuate sui vari prototipi. Uno stesso articolo può aver ottenuto più marchi di qualità o di conformità. Determinati apparecchi, come per esempio i MEGATIKER o i BTDIN Bticino, sono anche stati certificati ed omologati, attraverso prove di laboratori riconosciuti per l impiego in particolari tipi di impianto (esempio Certificazioni Lloyd Register e RINA per applicazioni navali). Di seguito vengono riportati i marchi e le omologazioni ottenute dai prodotti Bticino. Istituto Italiano del Marchio di Qualità Milano Italia Registro Italiano Navale Lloyd's Register of Shipping Bureau Veritas CERTIFICAZIONI LOVAG-ACAE Tra le varie certificazioni ottenute dagli apparecchi Bticino particolare attenzione va data alle certificazioni LOVAG-ACAE, poiché tali certificazioni ottenute presso i laboratori qualificati hanno valenza in tutti i Paesi del mondo. L ACAE (Associazione per la Certificazione delle Apparecchiature Elettriche) è un organismo nato in Italia nel 1991 operante in conformità alle norme nazionali ed europee UNI-CEI EN Questo organismo delegato alla certificazione delle apparecchiature elettriche insieme all ASEFA (Francia) e all ALPHA (Germania) ha ottenuto il riconoscimento del LOVAG (Low Voltage Agreement Group) che è l Ente Europeo di certificazione. L ACAE stessa definisce quali laboratori possono essere qualificati, sulla base di accreditamenti già ottenuti quali il SINAL (Sistema Nazionale per l Accreditamento dei Laboratori) o mediante visite ispettive periodiche atte a valutare la conformità dei laboratori stessi alle norme di riferimento. La certificazione ACAE consente la commercializzazione a pari opportunità dei prodotti in tutte le aree extraeuropee dove il LOVAG è riconosciuto. EOTC European Organization for Testing and and Certifi cation ELSECOM European Electrotechnical Sectorial Commitee for Testing and Certifi cation LOVAG Low Voltage Agreement Group ACAE SEMKO ALPHA APPLUS+CTC CEBEC ASEFA VEIKI-VNL Organizzazione europea per la certificazione dei prodotti in bassa tensione CARATTERISTICHE GENERALI 7 GUIDA TECNICA CRITERI DI PROGETTAZIONE

10 L impianto elettrico e i rischi della corrente elettrica Per impianto elettrico si intende l insieme di tutti i componenti preposti a generare, trasformare, distribuire e utilizzare la corrente elettrica. La corretta progettazione, l adeguato dimensionamento delle linee e delle protezioni sono caratteristiche fondamentali per un impianto elettrico efficiente e sicuro. Una errata progettazione può, nella peggiore delle ipotesi, essere causa di danni gravi a cose e persone. E' pertanto doveroso progettare l impianto tenendo in considerazione la sicurezza, scegliendo correttamente tutti i componenti delegati alla funzione di protezione, comando e distribuzione. Gli apparecchi destinati alla protezione di un impianto elettrico vengono generalmente suddivisi per funzione in: dispositivi di protezione dalle sovracorrenti dispositivi di protezione differenziale dispositivi di protezione dalle sovratensioni I DISPOSITIVI DI PROTEZIONE DALLE SOVRACORRENTI La protezione dalle sovracorrenti si realizza impiegando interruttori automatici magnetotermici o elettronici e fusibili. Le condizioni di pericolosità che si possono verificare sono il sovraccarico ed il cortocircuito. Il sovraccarico si realizza quando la corrente assorbita in un impianto è superiore a quella sopportabile dal cavo nel quale transita. Questo fenomeno deve essere interrotto in tempi brevi per evitare il rapido deterioramento dell isolante del cavo. Il cortocircuito si verifica quando due o più fasi (o neutro/terra) vengono incidentalmente in contatto tra loro. In questo caso le correnti in gioco possono assumere valori estremamente elevati e devono essere interrotte in tempi brevissimi. Gli interruttori magnetotermici o elettronici BTDIN, MEGATIKER e MEGABREAK sono apparecchi destinati alla protezione delle condutture con caratteristiche di intervento estremamente precise ed affidabili. Interruttore MEGATIKER con sganciatore elettronico 8 CRITERI DI PROGETTAZIONE

11 DISPOSITIVI DI PROTEZIONE DIFFERENZIALI La protezione differenziale si realizza impiegando interruttori differenziali preposti, che garantiscono ottimi margini di sicurezza nella prevenzione degli incendi. La protezione differenziale si deve sempre realizzare quando è richiesta la protezione dai contatti diretti ed indiretti. Un contatto diretto è un contatto che si verifica quando inavvertitamente una persona tocca un componente attivo dell impianto che normalmente è in tensione. Il contatto indiretto invece si verifica quando una persona entra in contatto con un componente dell impianto elettrico che normalmente non è in tensione, ma che ci va in seguito al cedimento dell isolamento. Gli interruttori differenziali hanno due funzioni estremamente importanti che sono la protezione dall innesco di incendi e la protezione delle persone. Modulo differenziale associabile a magnetotermico BTDIN DISPOSITIVI DI PROTEZIONE DALLE SOVRATENSIONI La protezione dalle sovratensioni di origine atmosferica o provocate da dispositivi di uso industriale si realizza impiegando limitatori di sovratensione. I limitatori fanno sì che quando la tensione eccede una certa soglia, la resistenza del varistore cambia di valore in modo tale che la sovracorrente creatasi di conseguenza possa essere scaricata direttamente attraverso l impianto di messa a terra. Limitatore di sovratensione a varistore CARATTERISTICHE GENERALI 9 GUIDA TECNICA CRITERI DI PROGETTAZIONE

12 I SISTEMI DI DISTRIBUZIONE 10 CRITERI DI PROGETTAZIONE

13 INDICE DI SEZIONE 12 I sistemi di distribuzione 16 La protezione dai contatti indiretti INDICE GUIDA TECNICA CRITERI DI PROGETTAZIONE 11

14 I sistemi di distribuzione In bassa tensione i sistemi di distribuzione sono definiti in funzione del loro sistema di conduttori attivi e del loro modo di collegamento a terra. SISTEMI DI CONDUTTORI ATTIVI Monofase, in corrente alternata o corrente continua, a due o tre conduttori. L1 L2 Trifase, in corrente alternata, a tre o quattro conduttori L1 L2 L3 Sistema monofase, in corrente alternata, a due conduttori Sistema trifase, in corrente alternata, a tre conduttori MODI DI COLLEGAMENTO A TERRA In relazione al modo di collegamento a terra del neutro del trasformatore e delle masse, i sistemi di distribuzione vengono identificati attraverso due lettere che rappresentano, rispettivamente: 1^ lettera, situazione del neutro rispetto a terra: T - neutro collegato direttamente a terra I - neutro isolato da terra o collegato a terra tramite un impedenza 2^ lettera, situazione delle masse rispetto a terra: T - masse collegate direttamente a terra N - masse collegate al conduttore di neutro I sistemi di distribuzione monofase possono essere del tipo fase/neutro, se derivati da un sistema trifase a stella; o fase/fase, se derivati da un sistema a triangolo. IL SISTEMA TT In un impianto di tipo TT il neutro è distribuito direttamente dall'ente erogatore ed è collegato a terra al centro stella del trasformatore. Le masse degli utilizzatori sono invece collegate ad una terra locale come rappresentato nello schema. In un sistema TT il conduttore di neutro deve essere considerato un conduttore attivo perché potrebbe assumere tensioni pericolose, pertanto è sempre necessaria la sua interruzione. Il valore della corrente di guasto nei sistemi TT viene limitata dalla resistenza del neutro, messo a terra in cabina e dalla resistenza di terra dell impianto di terra locale. Negli impianti di questo tipo dove le masse non sono collegate ad un conduttore di terra comune si deve sempre prevedere un interruttore differenziale su ogni partenza, poiché è obbligatorio che si interrompa tempestivamente il circuito al primo guasto di isolamento. Sistema TT T (neutro a Terra) Utilizzatori PE T (masse a Terra) L1 L2 L3 N 12 CRITERI DI PROGETTAZIONE

15 IL SISTEMA TN Il sistema di distribuzione TN si utilizza in impianti dotati di una propria cabina di trasformazione media/ bassa tensione. In questo sistema di distribuzione il neutro è collegato direttamente a terra. Si possono realizzare due tipologie di sistema TN, rispettivamente: Sistema TN-S Si realizza tenendo i conduttori di neutro (N) e di protezione (PE) separati tra loro (PE+N) come illustrato nello schema di riferimento (collegamento a 5 fili). Il conduttore di protezione (PE) non deve mai essere interrotto. Sistema TN-C Si realizza collegando il neutro (N) ed il conduttore di protezione (PE) insieme (PEN) come illustrato nello schema di riferimento (collegamento a 4 fili). Esso consente di risparmiare sull installazione poiché presuppone l impiego di interruttori tripolari e la soppressione di un conduttore. In questa tipologia di distribuzione la funzione di protezione e di neutro è assolta dal medesimo conduttore (PEN) che non deve essere mai interrotto. Il conduttore PEN deve essere collegato al morsetto di terra dell utilizzatore ed al neutro e non deve avere sezione inferiore a 10 mm 2 se in rame o 16 mm 2 se in alluminio. Con questo sistema di distribuzione è vietato l uso di dispositivi di interruzione differenziale sulle partenze con neutro distribuito, pertanto ne è vietato l impiego per impianti a maggior rischio in caso di incendio. È consentita la realizzazione di sistemi di distribuzione misti TN-C e TN-S in un medesimo impianto (TN-C-S), purché il sistema di distribuzione TN-C sia a monte del sistema TN-S. Nel sistema TN le masse vanno collegate al conduttore di protezione che a sua volta è collegato al punto di messa a terra dell alimentazione. Si consiglia sempre di collegare il conduttore di protezione a terra in più punti. L interruzione del circuito è obbligatoria al verificarsi del primo guasto di isolamento e può essere realizzata con dispositivi di protezione dalle sovracorrenti o differenziali (con le eccezioni di cui sopra). Vale la pena ricordare che con il sistema di distribuzione TN il rischio di incendio in caso di forti correnti di guasto aumenta. Sistema TN-S T (neutro a Terra) Sistema TN-C T (neutro a Terra) Utilizzatori Utilizzatori L1 L2 L3 N PE N-S (masse al Neutro mediante PE Separato) L1 L2 L3 PEN N-C (masse al Neutro mediante PE Comune al neutro (PEN)) Sistema TN-C-S PEN L1 L2 L3 N PE Utilizzatori Utilizzatori T (neutro a Terra) N-C (masse al Neutro mediante PE Comune al neutro (PEN) N-S (masse al Neutro mediante PE Separato) CARATTERISTICHE GENERALI 13 GUIDA TECNICA CRITERI DI PROGETTAZIONE

16 I sistemi di distribuzione IL SISTEMA IT Questo sistema di distribuzione è generalmente usato in impianti con propria cabina di trasformazione dove è richiesta la massima continuità di servizio. Nel sistema IT il neutro è isolato da terra o vi è collegato attraverso un impedenza di valore sufficientemente elevato. Tutte le masse degli utilizzatori sono invece collegate individualmente a terra ed il neutro non viene distribuito così come raccomandato dalle norme. Per la massima continuità di servizio non è richiesto lo sgancio automatico al primo guasto, ma ne è richiesta obbligatoriamente la segnalazione attraverso un controllo permanente dell isolamento tra neutro e terra. Lo sgancio è invece obbligatorio al secondo guasto e si effettua con dispositivi di protezione dalle sovracorrenti o differenziali. La verifica dello sgancio al secondo guasto va effettuata in fase di progetto tramite calcoli ed eventualmente accertata durante la messa in funzione dell impianto. Nei sistemi IT dove le masse sono collegate a terra individualmente o per gruppi, è necessario effettuare la verifica dell intervento automatico dei dispositivi di protezione secondo le condizioni previste per i sistemi di tipo TT. In queste condizioni è sempre richiesto l impiego di interruttori differenziali. Nel caso invece in cui le masse sono collegate collettivamente a terra la verifica delle protezioni deve essere fatta facendo riferimento alle considerazioni valide per il sistema TN. Le norme sconsigliano vivamente di avere il dispersore delle masse della cabina separato da quello degli utilizzatori. In impianti comunque realizzati in questo modo è necessario impiegare dispositivi differenziali a monte dell installazione. Sistema IT I (neutro Isolato da terra) Utilizzatori PE T (masse a Terra) L1 L2 L3 INTERRUZIONE DEL CONDUTTORE NEUTRO Il conduttore neutro non deve mai essere interrotto se prima o contemporaneamente non si interrompono tutti i conduttori di fase che interessano il circuito. La stessa regola vale per la richiusura, nel senso che il neutro non deve mai risultare chiuso dopo le fasi. Questa regola riguarda la sicurezza: infatti, il neutro assumerebbe la tensione di fase attraverso gli utilizzatori e, in caso di distribuzione trifase, gli utilizzatori monofase con alimentazione fase-neutro potrebbero subire danni. Vietato interrompere solo il neutro L1 L2 L3 N L1 L2 L3 N 230/400V U A 100Ω B 10Ω In 2,3A In 23A Il neutro, attraverso l'utilizzatore U assume la tensione di fase Gli utilizzatori A e B risultano collegati in serie tra L2 L3 alla tensione di 400V con un assorbimento di 3,45A; l'utilizzatore A è sovraccaricato 14 CRITERI DI PROGETTAZIONE

17 NUMERO DI POLI DA PROTEGGERE IN FUNZIONE DEL SISTEMA DI DISTRIBUZIONE In funzione del sistema di distribuzione impiegato è necessario scegliere le protezioni adeguate riferendosi al numero di poli (conduttori) da proteggere. Come regola generale devono essere previsti dispositivi idonei ad interrompere le sovracorrenti che si possono creare su tutti i conduttori di fase. Non è in generale richiesta l interruzione di tutti i conduttori attivi. In base a questa regola è possibile impiegare fusibili ed interruttori automatici unipolari o multipolari. Nei sistemi TT e TN con neutro non distribuito è possibile omettere il dispositivo di rilevazione delle sovracorrenti su uno dei conduttori di fase, se a monte è installato un dispositivo differenziale. Nei sistemi IT è invece obbligatorio predisporre i sistemi di rilevazione su tutti i conduttori di fase. Nei sistemi di tipo IT il neutro non dovrebbe essere distribuito per ragioni di sicurezza, in quanto al primo guasto a terra potrebbe assumere una tensione verso terra pari a quella concatenata del sistema trifase. Nel caso in cui il neutro è distribuito è necessario provvedere alla rilevazione delle sovracorrenti con interruzione di tutti i conduttori compreso il neutro. Questo provvedimento non è necessario se il neutro è opportunamente protetto dal cortocircuito da un idoneo dispositivo di protezione posto a monte (per esempio all origine dell installazione) ed il circuito è protetto da un dispositivo differenziale con corrente differenziale inferiore al 15% della portata del conduttore di neutro corrispondente. Il differenziale deve necessariamente aprire tutti i conduttori attivi (neutro compreso). Sistemi Monofase Trifase con neutro Trifase di distribuzione Fase + Neutro (L + N) Fase + Fase (L + L) SN SF (L1 + L2 + L3 + N) SN < SF (L1 + L2 + L3 + N) (L1 + L2 + L3) TT L N L L L L L N L L L N L L L TN-S conduttore PE separato da N TN-C conduttore PEN sì (1) sì sì sì sì sì (1) sì sì sì sì sì sì sì 1P+N o 2P 2P 3P+N o 4P 4P 3P L N L L L L L N L L L N L L L sì (1) sì sì sì sì sì (1) sì sì sì sì sì sì sì 1P+N o 2P 2P 3P+N o 4P 4P 3P L N L L L L L N L L L N L L L IT sì (2) sì sì sì sì sì (2) sì sì sì no sì sì sì 1P 2P 3P 3P 3P L N L L L L L N L L L N L L L sì sì sì sì sì sì sì sì sì sì sì sì sì sì sì 2P 2P 4P 4P 3P Legenda SN = sezione del conduttore del neutro SF = sezione del conduttore di fase sì = protezione necessaria no = protezione vietata sul conduttore PEN (1) = non è richiesta la protezione ma non è neanche vietata (2) = protezione vietata 1P = interruttore con il polo protetto 1P+N = interruttore con il polo di fase protetto e con il polo di neutro non protetto 2P = interruttore con entrambi i poli di fase protetti 3P = interruttore con 3 poli protetti 3P+N = interruttore con i 3 poli di fase protetti e quello di neutro non protetto 4P = interruttore con 4 poli protetti CARATTERISTICHE GENERALI 15 GUIDA TECNICA CRITERI DI PROGETTAZIONE

18 Protezione dai contatti indiretti TIPI DI PROTEZIONE DAI CONTATTI INDIRETTI Tutti i componenti elettrici devono essere protetti contro il pericolo di contatto con parti metalliche accessibili, normalmente non in tensione, ma che potrebbero assumere un potenziale pericoloso a seguito di un guasto o del cedimento dell isolamento. PROTEZIONE MEDIANTE INTERRUZIONE DELL ALIMENTAZIONE È richiesta quando, a causa di un guasto, si possono verificare sulle masse tensioni di contatto di durata e valore tali da rendersi pericolose per le persone. La norma CEI 64-8/4 considera pericolose le tensioni di contatto e di passo superiori a 50V a.c. per gli ambienti ordinari e a 25V a.c. per gli ambienti speciali. Se le tensioni sono superiori a questi valori è necessario interromperle in tempi opportunamente brevi, così come definito dalla norma IEC In questo caso è quindi necessario scegliere dei dispositivi di interruzione e protezione automatici che abbiano caratteristiche di intervento tali da garantire un adeguato livello di sicurezza. Le norme non pongono limiti alla scelta dei dispositivi di protezione impiegabili, che potrebbero essere fusibili, magnetotermici o differenziali, purché abbiano i requisiti di protezione richiesti. Vale la pena ricordare che gli interruttori differenziali sono gli apparecchi maggiormente impiegati per un efficace protezione dai contatti indiretti. Per scegliere quale apparecchio impiegare è necessario conoscere la caratteristica tempo-tensione dove rilevare per quanti secondi o frazione di secondi un determinato valore di tensione di contatto può essere sopportato. Per poter costruire questa caratteristica è indispensabile analizzare gli effetti che la corrente provoca nel passaggio in un corpo umano riportata sulla norma IEC Questa caratteristica definisce 4 zone di pericolosità in funzione del valore di corrente circolante per un determinato tempo. Analizzando le curve di sicurezza se ne deduce che gli interruttori differenziali con soglia di intervento di 30mA offrono un eccellente livello di protezione dai contatti indiretti e sono preferibili ad altri dispositivi di protezione. EFFETTI DELLA CORRENTE SUL CORPO UMANO SECONDO IEC durata di passaggio della corrente ms a b c1 c2 c ,1 0,2 0, corrente passante per il corpo umano ma Zona 1: nessuna reazione al passaggio della corrente Zona 2: abitualmente nessun effetto fi siologicamente pericoloso Zona 3: abitualmente nessun danno organico. Probabilità di contrazioni muscolari e diffi coltà respiratoria; disturbi reversibili nella formazione e conduzione di impulsi nel cuore, inclusi fi brillazione ventricolare, che aumentano con l intensità di corrente ed il tempo. Zona 4: in aggiunta agli effetti descritti per la zona 3 la probabilità di fi brillazione ventricolare può aumentare fi no oltre il 50%. Si possono avere degli effetti fi siologici come l arresto cardio-respiratorio e gravi ustioni. c2: probabilità 5% c3: probabilità > 50% 16 CRITERI DI PROGETTAZIONE

19 PROTEZIONE SENZA L INTERRUZIONE AUTOMATICA DELL ALIMENTAZIONE La protezione totale dai contatti indiretti si può realizzare mediante l isolamento delle parti attive, senza possibilità di rimuovere l isolamento stesso, o mediante involucri e barriere che assicurino adeguati gradi di protezione. In particolari ambienti è ammesso realizzare la protezione parziale dai contatti indiretti mediante ostacoli o distanziamenti che impediscono l accidentale contatto con le parti in tensione. In aggiunta e non in sostituzione delle protezioni totali e parziali è prevista l installazione della protezione attiva mediante interruttori differenziali con corrente differenziale nominale non superiore a 30 ma. PROTEZIONE MEDIANTE SEPARAZIONE ELETTRICA Per garantire la protezione dai contatti si ricorre a circuiti in cui le parti attive sono alimentate da un circuito elettrico perfettamente isolato da terra. In questi impianti non è possibile la richiusura del circuito attraverso il contatto mano-piedi della persona e quindi non si possono realizzare situazioni reali di pericolo. Questo tipo di protezione si può realizzare impiegando trasformatori a isolamento ordinario e linee di lunghezza limitata. Vmax = 500V Vn (V) x L (m) non si deve collegare la massa né a terra né al conduttore di protezione circuito separato NO PROTEZIONE IN IMPIANTI A BASSISSIMA TENSIONE DI SICUREZZA In questo caso la protezione è garantita quando le parti attive sono alimentate a tensioni non superiori a 50V a.c. e 120V d.c., adottando comunque i provvedimenti per impedire il contatto accidentale tra i circuiti a bassissima tensione e quelli a bassa tensione. In alcuni casi speciali è ammessa la protezione mediante luoghi non conduttori o collegamento equipotenziale locale non connesso a terra. sistema sistema BTSSELV SELV max 50V a.c. PROTEZIONE MEDIANTE DOPPIO ISOLAMENTO O ISOLAMENTO RINFORZATO Questi componenti elettrici hanno parti attive isolate dalle parti accessibili oltre all isolamento funzionale anche da un isolamento supplementare che rende praticamente impossibile l incidente. Essi sono definiti di classe II. Il collegamento delle masse al conduttore di protezione in questo caso è vietato. segno grafico per componente a doppio isolamento involucro metallico eventuale isolamento principale isolamento supplementare CARATTERISTICHE GENERALI 17 GUIDA TECNICA CRITERI DI PROGETTAZIONE

20 Protezione dai contatti indiretti PROTEZIONE DAI CONTATTI INDIRETTI NEI SISTEMI TT MEDIANTE INTERRUTTORI DIFFERENZIALI Nei sistemi TT un guasto tra una fase ed una massa determina una corrente di guasto che interessa contemporaneamente l impianto di terra dell utente e del distributore di energia. Tale corrente è funzione dell impedenza di guasto dovuta essenzialmente alla resistenza di terra delle masse e del neutro, essendo la somma di queste resistenze preponderante rispetto agli altri elementi dell anello di guasto. La protezione dai contatti indiretti mediante l interruzione automatica dell alimentazione negli impianti TT deve essere effettuata tramite interruttore differenziale. L interruttore differenziale rileva direttamente la corrente di dispersione a terra come differenza tra le correnti totali che interessano i conduttori attivi. La corrente di intervento (Ia = 50V/RE) da introdurre nella condizione di coordinamento si identifica con la corrente nominale differenziale (IΔn = 50V/RE) quando il tempo d intervento non supera 1 secondo. Le condizioni di coordinamento sono indicate in tabella. IΔn (A) 1 0,5 0,3 0,1 0,03 0,01 RE (Ω) Deve essere soddisfatta la seguente condizione: RE 50/IΔn dove: RE = è la resistenza del dispersore (Ω) 50 = è la tensione di contatto (V) di sicurezza per gli ambienti ordinari (25V per gli ambienti particolari, agricoli, zootecnici etc...) IΔn = è la corrente nominale (A) che provoca l intervento dell interruttore differenziale Condizione d'interruzione dell'alimentazione IΔn 50 RE id IΔn RE PROTEZIONE DAI CONTATTI INDIRETTI NEI SISTEMI TN In un sistema TN esistono tanti anelli di guasto quante sono le masse suscettibili di andare in tensione. Un guasto sul lato bassa tensione è paragonabile a un cortocircuito che si richiude al centro stella del trasformatore attraverso i conduttori di fase e di protezione. È necessario verificare che le caratteristiche dei dispositivi di protezione e le impedenze dei circuiti siano tali che, in presenza di un guasto tra un conduttore di fase e un conduttore di protezione o una massa in un qualsiasi punto dell impianto, l alimentazione venga interrotta nei tempi indicati dalla norma CEI 64-8, e sia soddisfatta la seguente condizione: Ia U0/Zs dove: U0 = è la tensione nominale verso terra (lato bassa tensione) dell impianto Zs = è l impedenza totale Ia = è la corrente (A) che provoca l intervento automatico del dispositivo di protezione entro i tempi indicati di seguito. Tempi d interruzione in funzione di U0 U0 (V) >400 T (s) 0,8 0,4 0,2 0,1 18 CRITERI DI PROGETTAZIONE