4 - Protezione dei circuiti

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1 Indice 4 - Protezione Introduzione pag. 38 Protezione contro i sovraccarichi pag. 41 Installazione dei cavi pag. 45 Portata dei cavi pag. 48 Caduta di tensione pag. 57 Protezione contro il cortocircuito pag. 62 Dimensionamento rapido dei cavi pag. 82 Condotti sbarre prefabbricati pag

2 Introduzione Definizioni Impianto elettrico Insieme di componenti elettrici associati al fine di soddisfare scopi specifici e aventi caratteristiche coordinate. Fanno parte dell impianto elettrico tutti i componenti elettrici non alimentati tramite prese a spina; fanno parte dell impianto elettrico anche gli apparecchi utilizzatori fissi alimentati tramite prese a spina destinate unicamente alla loro alimentazione. Conduttore di neutro Conduttore collegato al punto di neutro del sistema ed in grado di contribuire alla trasmissione dell energia elettrica. Temperatura ambiente Temperatura dell aria o di altro mezzo nel luogo in cui il componente elettrico deve essere utilizzato. Tensione nominale Tensione per cui un impianto o una sua parte è progettato. Nota: la tensione reale può differire dalla nominale entro i limiti di tolleranza permessi. In relazione alla loro tensione nominale i sistemi elettrici si dividono in: cc sistemi di categoria 0, quelli a tensione nominale minore o uguale a 50 V se a corrente alternata o a 120 V se a corrente continua (non ondulata); cc sistemi di categoria I, quelli a tensione nominale da oltre 50 a fino 1000 V compresi se a corrente alternata o da oltre 120 fino a 1500 V se a corrente continua; cc sistemi di categoria II, quelli a tensione nominale oltre a 1000 V se a corrente alternata o oltre 1500 V se a corrente continua, fino a V compreso; cc sistemi di categoria III, quelli a tensione nominale maggiore di V. Qualora la tensione nominale verso terra sia superiore alla tensione nominale fra le fasi, agli effetti della classificazione del sistema si considera la tensione nominale verso terra. La tensione effettiva può variare entro le abituali tolleranze. I transitori non vengono considerati. Questa classificazione non esclude l'introduzione nelle diverse categorie di limiti intermedi per ragioni particolari. Circuito elettrico Insieme di componenti di un impianto alimentato da uno stesso punto e protetto contro le sovraccorrenti da uno stesso dispositivo di protezione. Circuito di distribuzione Circuito che alimenta un quadro di distribuzione. Circuito terminale Circuito direttamente collegato agli apparecchi utilizzatori o alle prese a spina. Corrente di impiego (IB) Corrente che può fluire in un circuito nel servizio ordinario: cc a livello terminali è la corrente corrispondente alla potenza apparente dell'utilizzatore. In presenza di avviamento motori o messe in servizio frequenti (ascensori o saldatrici a punti) è necessario tener conto delle correnti transitorie se i loro effetti si accumulano; cc a livello di distribuzione (principali e secondari) è la corrente corrispondente alla potenza apparente richiesta da un gruppo di utilizzatori tenendo conto del coefficiente di utilizzazione e di contemporaneità. Portata in regime permanente di una conduttura (Iz) Massimo valore della corrente che può fluire in una conduttura, in regime permanente ed in determinate condizioni, senza che la sua temperatura superi un valore specificato. È quindi la massima corrente che la conduttura può sopportare senza pregiudicare la durata della sua vita. Dipende da diversi parametri come ad esempio da: cc costituzione del cavo e della canalizzazione; vv materiale conduttore, vv materiale isolante, vv numero di conduttori attivi, vv modalità di posa; cc temperatura ambiente. Sovraccorrente Ogni corrente che supera il valore nominale. Per le condutture, il valore nominale è la portata. Tale corrente dev essere eliminata in tempi tanto più brevi quanto più elevato è il suo valore. Corrente di sovraccarico Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano. Ad esempio la corrente di avviamento di un motore o il funzionamento momentaneo di un numero di utilizzatori maggiore di quello previsto. 38

3 Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica a seguito di un guasto di impedenza trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio. Corrente di guasto Corrente che si stabilisce a seguito di un cedimento dell isolamento o quando l isolamento è cortocircuitato. Corrente di guasto a terra Corrente di guasto che si chiude attraverso l impianto di terra. In determinate configurazioni di impianto, sistema TN e IT, la corrente di guasto (di secondo guasto per il sistema IT) che si richiude verso terra può assumere valori elevati, paragonabili alle correnti di sovraccarico e di cortocircuito. Corrente convenzionale di funzionamento (di un dispositivo di protezione) (If) Valore specificato di corrente che provoca l intervento del dispositivo di protezione entro un tempo specificato, denominato tempo convenzionale. Conduttura Insieme costituito da uno o più conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento, il loro supporto, il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica. Componente elettrico Termine generale usato per indicare sia i componenti dell impianto sia gli apparecchi utilizzatori. Apparecchio utilizzatore Apparecchio che trasforma l energia elettrica in un altra forma di energia, per esempio luminosa, calorica o meccanica. Apparecchio utilizzatore trasportabile ed apparecchio utilizzatore mobile Un apparecchio utilizzatore si definisce trasportabile se può essere spostato facilmente, perché munito di apposite maniglie o perché la sua massa è limitata; un apparecchio utilizzatore trasportabile si definisce apparecchio utilizzatore mobile solo se deve essere spostato dall utente per il suo funzionamento, mentre è collegato al circuito di alimentazione. Apparecchio utilizzatore portatile Apparecchio mobile destinato ad essere sorretto dalla mano durante il suo impiego ordinario, nel quale il motore, se esiste, è parte integrante dell apparecchio. Apparecchio utilizzatore fisso Apparecchio utilizzatore che non sia trasportabile, mobile o portatile. Alimentazione dei servizi di sicurezza Sistema elettrico inteso a garantire l alimentazione di apparecchi utilizzatori o di parti dell impianto necessari per la sicurezza delle persone. Il sistema include la sorgente, i circuiti e gli altri componenti elettrici. Alimentazione di riserva Sistema elettrico inteso a garantire l alimentazione di apparecchi utilizzatori o di parti dell impianto per motivi diversi dalla sicurezza delle persone. 39

4 Introduzione Dimensionamento degli impianti Nel dimensionamento di un impianto elettrico, ha un ruolo determinante la scelta dei cavi e delle relative protezioni. Per definire i due componenti sopra citati si può utilizzare il seguente schema operativo utilizzato in questa guida: cc calcolo delle correnti d impiego delle condutture (IB). Per giungere alla determinazione di questi valori si parte da una prima analisi riguardante il censimento e la disposizione topografica dei carichi; questa prima analisi permette di identificare i coefficienti di utilizzazione e di contemporaneità dei carichi e di determinare le potenze e quindi le correnti che le condutture devono portare; cc dimensionamento dei cavi a portata, tenendo conto delle modalità di posa e delle caratteristiche costruttive dei cavi; cc verifica della caduta di tensione ammessa; cc calcolo della corrente di cortocircuito presunta ai vari livelli di sbarre; cc scelta degli interruttori automatici in base alla corrente d impiego delle condutture da proteggere e al livello di cortocircuito nel punto in cui sono installati; la scelta degli interruttori automatici può anche essere influenzata da esigenze di selettività e filiazione; cc verifiche di congruenza interruttore/cavo: vv verifica della protezione contro il cortocircuito massimo, confrontando l energia specifica passante dell interruttore automatico (I 2 t) con l energia specifica ammissibile del cavo (K 2 S 2 ), vv verifica della protezione contro i cortocircuiti a fondo linea. Il confronto tra la corrente di cortocircuito minima a fondo linea (Iccmin) e la soglia di intervento istantaneo Im dell interruttore è necessario solo in presenza di sganciatore solo magnetico o termico sovradimensionato (ad esempio circuiti di sicurezza), vv verifica della protezione contro i contatti indiretti, confrontando le caratteristiche di intervento del dispositivo di protezione (soglie di intervento istantaneo Im o differenziale I n) con la corrente di guasto a terra Id; questa verifica cambia in funzione del modo di collegamento a terra (TT, TN e IT) e delle condizioni di installazione. Per quest'ultima verifica consultare il capitolo relativo alla protezione delle persone. Corrente d'impiego I B Dimensionamento dei cavi a portata pag. 48 aumento della sezione Verifica caduta di tensione Calcolo del livello di cortocircuito sui quadri Si pag. 57 pag. 62 No (1) pag. 127 Scelta interruttore automatico (1) pag. 76 k 2 S 2 I 2 t (1) In caso di verifica negativa è generalmente possibile intervenire in alternativa sulla sezione del cavo oppure sul tipo di interruttore automatico. 40 Verifiche di congruenza interruttore/cavo Im Iccmin Im Id pag. 76 pag. 382 OK Si No fine

5 Protezione contro i sovraccarichi Determinazione della sezione del conduttore di fase Nota 1: la corrente di funzionamento del fusibile è pari a 1,6 volte la sua corrente nominale. Per tale motivo la portata della conduttura protetta da sovraccarico (a pari condizioni di utilizzazione) sarà differente a secondo del tipo di protezione adottato (interruttore automatico oppure fusibile) e del relativo rapporto tra la corrente di funzionamento e la corrente nominale. cc Interruttore per uso industriale If = 1,3 x In In Iz; cc interruttore per uso domestico o similare If = 1,45 x In In Iz; cc fusibile (con In > 4A) If = (1,6 1,9) x In In (0,9 0,76) x Iz. L interruttore automatico permette di sfruttare totalmente la portata ammessa dalla conduttura. Si fa notare che per la protezione delle linee di alimentazione del quadro di controllo delle pompe del sistema antincendio la norma UNI 9490 prevede l utilizzo di fusibili allo scopo di garantire il non intervento della protezione in caso di sovraccarico. La lettera di chiarimento del Ministero degli Interni/ Direzione Generale Protezione Civile emessa in data 23 aprile 1998 e indirizzata all Ispettorato Regionale VV.F per il Veneto e il Trentino Alto Adige precisa quanto segue. Al riguardo, sulla scorta del competente parere del Centro Studi Esperienze, si ritiene che gli obbiettivi di sicurezza imposti dalla norma CEI 64-8 debbono essere rispettati anche se in disaccordo con la specifica prescrizione della norma UNI 9490/ In conclusione le soluzioni previste dalla norma CEI 64-8, come l utilizzo di interruttori automatici, sono ammesse con le raccomandazioni di non proteggere il circuito contro il sovraccarico e di prevedere un sistema di segnalazione del sovraccarico in atto. Nota 2: il metodo utilizzato serve per la determinazione della portata a regime permanente. Nota 3: le portate si riferiscono a condizioni di posa senza variazioni lungo il percorso della conduttura. In caso fosse necessario, per ragioni di protezione meccanica, modificare la modalità di posa del cavo lungo il percorso, considerare l installazione con le condizioni di utilizzo più gravose. Se per proteggere un cavo viene utilizzato un tubo o una canala per un tratto di conduttura inferiore al metro, non è necessario ridurre la portata. Utilizzatore La norma CEI 64.8 richiede che, per la protezione contro le correnti di sovraccarico, si debbano rispettare le due condizioni seguenti: cc IB In Iz; cc If 1,45 Iz; dove: IB è la corrente di impiego della conduttura, In è la corrente nominale o di regolazione del dispositivo di protezione, Iz è la portata in regime permanente della conduttura che deve essere determinata in riferimento alle effettive condizioni di funzionamento. Praticamente si deve determinare la sezione di cavo che abbia la portata effettiva superiore a In, If è la corrente di sicuro funzionamento del dispositivo di protezione. Il coordinamento tra un cavo ed un interruttore automatico deve quindi iniziare dalla scelta di un interruttore automatico che abbia una corrente nominale superiore alla corrente di impiego della conduttura riservandosi poi di scegliere un cavo di portata adeguata. Per quando riguarda il rispetto della seconda condizione nel caso di interruttori automatici non è necessaria alcuna verifica, in quanto la corrente di funzionamento è rispettivamente: cc 1,45 In per interruttori per uso domestico conformi alla norma CEI 23-3; cc 1,3 In per interruttori per uso industriale conformi alla norma CEI EN Tale verifica è indispensabile quando il dispositivo di protezione è un fusibile. Il metodo utilizzato in questa guida prende come riferimento la pubblicazione CEI-UNEL 35024/1 per quanto riguarda le pose non interrate e la pubblicazione CEI-UNEL per le pose interrate. Misura di protezione contro i sovraccarichi Conduttura Corrente di impiego I B Portata I z 1,45 I z I B I z 1,45 I z I n Zona a I f Zona b Zona b Corrente nominale o di regolazione I n Corrente convenzionale di funzionamento I f interruttore automatico Corrente convenzionale di funzionamento fusibile Dispositivo di protezione 41

6 Protezione contro i sovraccarichi Determinazione della sezione del conduttore di fase La norma CEI 64-8 obbliga ad attuare la protezione contro il sovraccarico delle condutture secondo il criterio sopra esposto e con le eccezioni riportate nel capitolo Cortocircuito a fondo linea a pag 76. In pratica la protezione contro i sovraccarichi è obbligatoria nei seguenti casi: cc condutture che alimentano derivazioni per le quali in sede di progetto è stato previsto un fattore di contemporaneità (KC) inferiore a 1; cc condutture che alimentano carichi per i quali in sede di progetto è stato previsto un fattore di utilizzazione (KU) inferiore a 1; cc condutture che alimentano carichi che possono dare origine a sovraccarichi (motori, prese a spina non dedicate ad utenze specifiche); cc condutture in sistemi IT sempre protette se non è presente un dispositivo a corrente differenziale. cc impianti in luoghi a maggior rischio in caso di incendio; cc impianti in luoghi con pericolo di esplosione; Negli impianti indicati agli ultimi due punti, la protezione contro i sovraccarichi deve essere sempre presente e installata all inizio della conduttura. 42

7 sigla di designazione CEI (HD361) Sigle di designazione dei cavi A livello nazionale le sigle di designazione dei cavi sono indicate nella norma CEI (CENELEC HD361). Tali regole si applicano solo per i cavi armonizzati dal CENELEC e per quei cavi nazionali per i quali il CENELEC ha concesso espressamente l uso. riferimento del cavo armonizzato H cavo nazionale riconosciuto dal Cenelec N tensione nominale Uo/U 100/100V /300V /500V /750V /1000V 1 materiale isolante gomma di etilpropilene ordinario R cloruro di polivinile V mescola reticolata a base di poliolefine a bassa emissione di gas tossici e corrosivi Z mescola termoplastica a base di poliolefine a bassa emissione di gas tossici e corrosivi Z1 rivestimenti metallici conduttore di rame concentrico C schermo di rame in treccia sull insiema delle anime C4 guaina non metallica gomma di etilpropilene ordinario R cloruro di polivinile V mescola reticolata a base di poliolefine a bassa emissione di gas tossici e corrosivi Z mescola termoplastica a base di poliolefine a bassa emissione di gas tossici e corrosivi Z1 policloroprene o equivalente N mescola speciale di policloroprene resistente all acqua N8 componenti costruttivi cavi piatti divisibili H cavi piatti non divisibili H2 materiale conduttore rame - alluminio A forma del conduttore (1) conduttore flessibile per l uso in cavi per saldatrici ad arco - D conduttore flessibilissimo per l uso in cavi per saldatrici ad arco - E conduttore flessibile di un cavo flessibile (classe 5) - F conduttore flessibilissimo di un cavo flessibile (classe 6) - H conduttore flessibile di un cavo per installazione fissa - K conduttore rigido, rigido, rotondo, a corda (classe 2) - R conduttore rigido, rotondo, a filo unico (classe 1) - U conduttore in similrame - Y numero e dimensioni del conduttore numero delle anime n simbolo moltiplicativo in caso di cavo senza anima gilallo/verde X simbolo moltiplicativo in caso di cavo con anima gilallo/verde G sezione del conduttore s per un conduttore in similrame di sezione non precisata Y Esempio H 07 V V K 3X 3S Guaina Isolamento Tensione nominale Cavo armonizzato Numero anime Flessibilità Sezione Cavo armonizzato, con tensione 450/700V, isolato in cloruro di polivinile (PVC) rivestito con guaina in cloruro di polivinile (PVC), con conduttore in rame a corda flessibile per installazione fissa, composto da 3 cavi da 35mm 2 senza conduttore di protezione. Temperatura nominale di funzionamento 70 C, temperatura massima in cortocircuito 160 C. Nota: alcuni cavi in commercio sono identificati in modo diverso secondo la designazione CEI-UNEL (1) Nella designazione del cavo, prima della forma del conduttore occorre inserire un trattino. 43

8 Protezione contro i sovraccarichi sigla di designazione N07V-U N07V-R N07V-K N07G9-K FM9-450/750 V N1VV-K FG7(O)R-0,6/1 kv FG7(O)M1-0,6/1 kv FG10(O)M1-0,6/1 kv FG10(O)M1-0,6/1 kv CEI cavi con isolamento minerale CEI provvisti o sprovvisti di guaina supplementare non metallica FROR 450/750 FROH 2R-450/750 V H07RN-F impiego consigliato Impiego dei principali tipi di cavi (estratto dalla Guida CEI 64-50) Nella seguente tabella vengono riportati i modi di posa consigliati per i principali tipi di cavi. Installazione entro tubi protettivi in vista od incassati, o entro sistemi chiusi similari, per impianti per i quali le Norme CEI prevedono cavi non propaganti l incendio. Installazione entro tubi protettivi in vista od incassati, o entro sistemi chiusi similari, per impianti per i quali le Norme CEI prevedono cavi non propaganti l incendio e basso sviluppo di fumi e gas tossici e corrosivi. cc Installazione in ambienti interni o esterni, anche bagnati; cc posa fissa su muratura o su strutture metalliche; cc posa interrata (ammessa); cc per impiantiper i quali le Norme CEI prevedono vaci non propaganti l incendio. cc Installazione in ambienti interni o esterni, anche bagnati; cc posa fissa su muratura o su strutture metalliche; cc posa interrata (ammessa); cc per impiantiper i quali le Norme CEI prevedono vaci non propaganti l incendio. Installazioni come per i cavi FG7(O)R-0,6/1 kv, in impianti per i quali le Norme CEI prevedono cavi non propaganti l incendio e a basso sviluppo di fumi e gas, tossici e corrosivi (CEI 20-13). Installazioni come per i cavi FG7(O)R-0,6/1 kv, in impianti per i quali le Norme CEI prevedono cavi non propaganti l incendio, a basso sviluppo di fumi e gas, tossici e corrosivi. Installazioni come per i cavi FG7(O)R-0,6/1 kv, in impianti per i quali le Norme CEI prevedono cavi non propaganti l incendio e a basso sviluppo di fumi e gas, tossici e corrosivi, e con una resistenza al fuoco in accordo con la Norma CEI e Installazione dove si vogliano evitare fumi e gas tossici e si richieda una resistenza al fuoco in accordo con la Norma CEI Installazione all interno, in ambienti secchi o umidi; all esterno, solo per uso temporaneo. Adatto per servizio mobile e per posa fissa non propaganti l incendio. Installazione in locali secchi o bagnati, anche all aperto, in officine industriali, in luoghi agricoli ed in cantieri edili. Questo cavo è adatto per essere usato su apparecchi di riscaldamento e di sollevamento, su grosse macchine utensili e su parti mobili di macchine. H07RN8-F Per installazione sommersa per fontane, piscine, pompe sommerse, ecc. (in conformità alla Norma CEI 20-19/16). H05VVC4V5-K Installazione entro tubi protettivi in vista od incassati, o entro sistemi chiusi similari, per impianti destinati a locali ad uso medico, quando sono previsti cavi adatti ad evitare interferenze elettromagnetiche. Nota: Ulteriori informazioni sono date nella Tabella 2 della Guida CEI e nella Guida CEI

9 Installazione dei cavi Tipi di cavi ammessi e tipi di posa ammissibili modalità di posa senza fissaggio fissaggio diretto tubi protettivi circolari La parte 5 della norma CEI 64.8 è interamente dedicata alla scelta e all installazione dei componenti elettrici. In questo ambito vengono definiti i tipi di cavi ammessi in funzione dei tipi di posa ed i tipi di posa ammissibili per le varie ubicazioni. La seguente tabella ne dà una rappresentazione sintetica. tubi protettivi non circolari canali, elementi scanalati passerelle o mensole su isolatore tipo di conduttore conduttori nudi no no no no no no si cavi unipolari senza guaina no no si si si (1) no si cavi unipolari con guaina (2) si si si si si (2) cavi multipolari si si si si si si (2) ubicazione entro cavità di struttura (4) si (2) si si no si (2) entro cunicolo (4) si si si si si si (2) interrata si (2) si si no (2) (2) incassata nella struttura no (3) no (3) (3) (2) (2) si si no montaggio sporgente no si si si si si (2) (1) L installazione è ammessa se i canali sono provvisti di coperchio asportabile mediante attrezzo e con gradi di protezione IP4X o IPXXD o grado di protezione inferiore ma con installazione fuori dalla portata di mano. (2) Non applicabile o non utilizzato in generale nella pratica. (3) Solo per cavi con isolamento minerale e guaina aggiuntiva in materiale non metallico. La norma raccomanda, per altri tipi di cavi, di realizzare l installazione in modo da permettere la sostituzione degli stessi in caso di deterioramento. (4) Per cavità si intende lo spazio ricavato in strutture di un edificio e accessibile solo in punti determinati. Per cunicolo si intende un involucro che permette l accesso ai cavi lungo tutto il percorso. Per galleria si intende un luogo dove sono installati conduttori secondo le modalità di posa indicate in tabella e in modo tale da permettere la libera circolazione di persone. 45

10 Installazione dei cavi Modalità di posa previste dalla norma CEI 64-8 esempio riferimento descrizione 1 cavi senza guaina in tubi protettivi circolari posati entro muri termicamente isolati esempio riferimento descrizione 17 cavi unipolari con guaina (o multipolari) sospesi a od incorporati in fili o corde di supporto 2 cavi multipolari in tubi protettivi circolari posati entro muri termicamente isolati 18 conduttori nudi o cavi senza guaina su isolanti 3 cavi senza guaina in tubi protettivi circolari posati su o distanziati da pareti 21 cavi multipolari (o unipolari con guaina) in cavità di strutture 3A cavi multipolari in tubi protettivi circolari posati su o distanziati da pareti 22 cavi unipolari senza guaina in tubi protettivi non circolari posati in cavità di strutture 4 cavi senza guaina in tubi protettivi non circolari posati su pareti 22A cavi multipolari (o unipolari con guaina) in tubi protettivi circolari posati in cavità di strutture 4A cavi multipolari in tubi protettivi non circolari posati su pareti 23 cavi unipolari senza guaina in tubi protettivi non circolari posati in cavità di strutture 5 cavi senza guaina in tubi protettivi annegati nella muratura 24 cavi unipolari senza guaina in tubi protettivi non circolari annegati nella muratura 5A cavi multipolari in tubi protettivi annegati nella muratura 24A cavi multipolari (o unipolari con guaina), in tubi protettivi non circolari annegati nella muratura 11 cavi multipolari (o unipolari con guaina), con o senza armatura, posati su o distanziati da pareti 11A cavi multipolari (o unipolari con guaina) con o senza armatura fissati su soffitti 12 cavi multipolari (o unipolari con guaina), con o senza armatura, su passerelle non perforate 25 cavi multipolari (o unipolari con guaina) posati in: cc controsoffitti cc pavimenti sopraelevati 31 cavi senza guaina e cavi multipolari (o unipolari con guaina) in canali posati su parete con percorso orizzontale 32 cavi senza guaina e cavi multipolari (o unipolari con guaina) in canali posati su parete con percorso verticale 33 cavi senza guaina posati in canali incassati nel pavimento 13 cavi multipolari (o unipolari con guaina), con o senza armatura, su passerelle perforate con percorso orizzontale o verticale 33A cavi multipolari posati in canali incassati nel pavimento 14 cavi multipolari (o unipolari con guaina), con o senza armatura, su mensole 34 cavi senza guaina in canali sospesi 15 cavi multipolari (o unipolari con guaina), con o senza armatura, fissati da collari 34A cavi multipolari (o unipolari con guaina) in canali sospesi 16 cavi multipolari (o unipolari con guaina), con o senza armatura, su passerelle a traversini 41 cavi senza guaina e cavi multipolari (o cavi unipolari con guaina) in tubi protettivi circolari posati entro cunicoli chiusi, con percorso orizzontale o verticale 46

11 Modalità di posa previste dalla norma CEI 64-8 e CEI Per le pose dei cavi interrati la norma CEI 64-8 non dà nessuna indicazione. Queste vengono individuate nella norma CEI in cui vengono definite le seguenti tipologie di pose esempio riferimento descrizione 42 cavi senza guaina in tubi protettivi circolari posati entro cunicoli ventilati incassati nel pavimento 43 cavi unipolari con guaina e multipolari posati in cunicoli aperti o ventilati con percorso orizzontale e verticale 51 cavi multipolari (o cavi unipolari con guaina) posati direttamente entro pareti termicamente isolanti esempio riferimento descrizione L cavi direttamente interrati senza protezione meccanica supplementare M-1 cavi direttamente interrati con protezione meccanica supplementare, lastra piena 52 cavi multipolari (o cavi unipolari con guaina) posati direttamente nella muratura senza protezione meccanica addizionale 53 cavi multipolari (o cavi unipolari con guaina) posati nella muratura con protezione meccanica addizionale M-2 cavi direttamente interrati con protezione meccanica supplementare, con apposito legolo 61 cavi unipolari con guaina e multipolari in tubi protettivi interrati od in cunicoli interrati N cavo in tubo interrato 62 cavi multipolari (o unipolari con guaina) interrati senza protezione meccanica addizionale 63 cavi multipolari (o unipolari con guaina) interrati con protezione meccanica addizionale 71 cavi senza guaina posati in elementi scanalati 72 cavi senza guaina (o cavi unipolari con guaina o cavi multipolari) posati in canali provvisti di elementi di separazione: cc circuiti per cavi per comunicazione e per elaborazione dati 73 cavi senza guaina in tubi protettivi o cavi unipolari con guaina (o multipolari) posati in stipiti di porte 74 cavi senza guaina in tubi protettivi o cavi unipolari con guaina (o multipolari) posati in stipiti di finestre 75 cavi senza guaina, cavi multipolari o cavi unipolari con guaina in canale incassato 81 cavi multipolari immersi in acqua O-1 cavo in condotti: condotti non apribili, manufatti gettati in opera O-2 cavi in condotti: condotti apribili, manufatti prefabbricati P-1 cavi in cunicolo affiorante: ventilato P-2 cavi in cunicolo affiorante: chiuso riempito P-3 cavi in cunicolo affiorante: chiuso riempito Q cavo in cunicolo interrato R-1 cavo in acqua posato sul fondo R-2 cavo in acqua interrato sul fondo 47

12 Portata dei cavi Posa non interrata Calcolo della sezione di cavi isolati in PVC ed EPR Per la determinazione della sezione del conduttore di fase di cavi in rame isolati con materiale elastomerico o termoplastico in questa guida si applica un metodo che fa riferimento alla norma CEI-UNEL 35024/1. Il procedimento è il seguente: cc si determina un coefficiente correttivo ktot come prodotto dei coefficienti k1 e k2, dove: vv k1 è il fattore di correzione da applicare se la temperatura ambiente è diversa da 30 C (tabella T1A), vv k2 è il fattore di correzione per i cavi installati in fascio o in strato (tabella T2), o per i cavi installati in strato su più supporti secondo le modalità di posa 13, 14, 15, 16 e 17 della CEI 64-8 (tabella T3 per cavi multipolari, T4 per cavi unipolari); cc si divide il valore della corrente nominale dell interruttore (In) o della corrente di regolazione termica (Ir) per il coefficiente correttivo ktot trovando così il valore In (Ir ): In = In/ktot cc in funzione del numero di posa della CEI 64-8, dell isolante e del numero di conduttori attivi si individua sulla tabella T-A per i cavi unipolari con e senza guaina e sulla tabella T-B per i cavi multipolari: vv la portata Iz che rispetta la condizione Iz In, vv la corrispondente sezione del conduttore di fase. La portata effettiva della conduttura si ricava come Iz = Iz ktot. Determinazione del coefficiente ktot Il coefficiente ktot caratterizza l influenza delle differenti condizioni di installazione e si ottiene moltiplicando i fattori correttivi k1, k2 e k3 dedotti dalle tabelle T1, T2, T3 e T4. Tabella T1A: valori di k1 Il fattore correttivo k1 tiene conto dell influenza della temperatura ambiente in funzione del tipo di isolante per temperature diverse da 30 C. Tabella T2: valori di k2 Il fattore correttivo k2 considera la diminuzione di portata di un cavo posato nelle vicinanze di altri cavi per effetto del mutuo riscaldamento tra di essi. Il fattore k2 è riferito a cavi posati in modo ravvicinato, in fascio o strato. cc Per strato si intende un gruppo di cavi affiancati disposti in orizzontale o in verticale. I cavi su strato sono installati su muro, passerella, soffitto, pavimento o su scala portacavi. Per fascio si intende un raggruppamento di cavi non distanziati e non posti in strato. Più strati sovrapposti su un unico supporto (es. passarella) sono considerati un fascio. cc Due cavi unipolari posati in strato si possono considerare distanziati se la distanza tra loro supera di due volte il diametro del cavo di sezione maggiore. Due cavi multipolari posati in strato si possono considerare distanziati se la distanza tra loro è almeno uguale al diametro esterno del cavo di sezione maggiore. Con posa distanziata il fattore k2 è sempre uguale a 1. cc Il fattore k2 si applica quando i cavi del fascio o dello strato hanno sezioni simili, cioè rientranti nelle tre sezioni adiacenti unificate (es mm 2 ) e sono uniformemente caricati. cc Conduttori di sezione non simile. In presenza di fascio o strato composto da cavi di sezione non simile (es mm 2 ) si applica il seguente fattore correttivo in sostituzione del fattore K2: F = 1 n Nota: nelle tabelle delle portate T-A e T-B è indicato il numero di conduttori caricati, cioè dei conduttori effettivamente percorsi da corrente in condizioni ordinarie di esercizio. Nei circuiti trifase con neutro con carichi equilibrati o lievemente squilibrati, oppure in assenza di armoniche che si richiudono sul conduttore di neutro la portata di un cavo quadripolare si calcola considerando tre conduttori caricati. Nei casi particolari di sistema fortemente squilibrato o in presenza di forti componenti armoniche sul neutro occorre considerare 4 conduttori caricati. Poiché nelle tabelle T-A e T-B il numero di conduttori caricati è soltanto 2 o 3, in caso di 4 conduttori caricati si trova la portata relativa a due conduttori e poi si moltiplica questo valore per il fattore di riduzione relativo a due circuiti o cavi multipolari. dove n è il numero di cavi che compongono il fascio. n F 1 0,71 0,57 0,5 0,44 0,41 0,37 0,35 Applicando questo fattore si riduce il rischio di sovratemperatura dei cavi di sezione minore (funzionamento ad una temperatura superiore a quella nominale) ma ciò comporta la sotto-utilizzazione dei cavi di sezione maggiore. Per evitare questo problema si può : vv suddividere il fascio ad esempio in due fasci contenente sezioni simili; vv applicare la Guida CEI Metodo di verifica termica (portata) per cavi raggruppati in fascio contenete conduttori di sezione differente. cc Conduttori debolmente caricati. Per fasci e strati di cavi simili (composti da n circuiti) i circuiti in numero di m che conducono una corrente di impiego non superiore al 30% della portata,determinata mediante i fattori correttivi di temperatura e di vicinanza (per n circuiti), possono essere trascurati nel contributo al riscaldamento del fascio intero. In questo caso il fattore correttivo K2 sarà relativo ad un numero di circuiti pari a n-m. 48

13 cc Fascio di cavi con differente tipo di isolamento. Per gruppi contenente cavi con isolamento differente (PVC e EPR), la portata di tutti i cavi del gruppo deve essere valutata considerando tutto il fascio composto da cavi con isolamento avente temperatura di funzionamento nominale inferiore (PVC). cc Conduttore di neutro carico. Il numero di conduttori che partecipano al riscaldamento sono due nei circuiti monofasi, tre nei circuiti trifasi e sempre tre nei circuiti trifasi con neutro quando i carichi sono distribuiti equamente sulle tre fasi. Quando il conduttore di neutro porta una corrente senza una corrispondente riduzione della corrente di fase, nel dimensionamento a portata dei cavi che costituiscono il circuito, si deve utilizzare un opportuno fattore riduttivo. Le correnti di neutro possono essere dovuta ad armoniche di ordine tre e multiple di tre. cc In tale caso si può procedere in uno dei modi seguenti: vv considerare il circuito trifase con neutro carico come composto da due circuiti monofasi. In tale caso il fattore di vicinanza (K2 oppure F) dovrà essere determinato in corrispondenza del numero di circuiti posizionati vicini più uno. vv utilizzare, in aggiunta agli altri fattori, un fattore riduttivo pari a 0,84 (Norma NF C ). cc Nel caso di circuito trifase con n conduttori in parallelo per fase si considerano n circuiti tripolari. Se un sistema consiste sia di cavi bipolari sia tripolari, il numero di circuiti è preso pari al numero di cavi e il corrispondente fattore è applicato alle tabelle di portata per due conduttori caricati per i cavi bipolari e a quelle per tre conduttori caricati per cavi tripolari. Un fascio o strato costituito da n cavi unipolari caricati, si può cosiderare come n/2 circuiti bipolari per sistemi F-Fo F-N o n/3 circuiti tripolari per sistemi trifase. Tabelle T3 e T4: valori di k2 in alternativa a quelli della tabella T2 In caso di installazione di cavi in strato su più supporti (passerelle orizzontali o verticali) il fattore correttivo k2 si deduce dalle tabelle T3 o T4, rispettivamente per cavi multipolari e unipolari, e non dalla tabella T2. Questi valori sono applicabili a cavi simili uniformemente caricati. Nel caso di passerelle orizzontali i valori indicati si riferiscono a distanze verticali tra le passerelle di 300 mm. Per distanze verticali inferiori i fattori dovrebbero essere ridotti. Nel caso di passerelle verticali i valori indicati si riferiscono a distanze orizzontali tra le passerelle di 225 mm, con passerelle montate dorso a dorso. Per distanze inferiori i fattori dovrebbero essere ridotti. Calcolo della sezione di cavi con isolamento minerale Per la determinazione della sezione del conduttore di fase di cavi con isolamento minerale in questa guida si applica un metodo che fa riferimento alla norma CEI UNEL 35024/2. Il procedimento è analogo a quello utilizzato per la determinazione della sezione di fase dei cavi con isolamento in PVC ed EPR: cc si determina un coefficiente correttivo ktot come prodotto dei coefficienti k1 e k2, dove: vv k1 è il fattore di correzione da applicare se la temperatura ambiente è diversa da 30 C, che assume valori diversi a seconda che il cavo sia non esposto o esposto al tocco (tabella T1B); vv k2 è il fattore di correzione per i cavi installati in fascio o in strato (tabella T2), o per i cavi installati in strato su più supporti secondo le modalità di posa 13, 14, 15 e 16 della CEI 64-8 (tabella T3 per cavi multipolari, T4 per cavi unipolari); cc si divide il valore della corrente nominale dell interruttore (In) o della corrente di regolazione termica (Ir) per il coefficiente correttivo ktot trovando così il valore In (Ir ): In I n = K tot cc in funzione del numero di posa della CEI 64-8, dell isolante e del numero di conduttori attivi si individua sulla tabella T-C per i cavi unipolari con e senza guaina e sulla tabella T-D per i cavi multipolari: vv la portata Iz che rispetta la condizione Iz In, vv la corrispondente sezione del conduttore di fase. La portata effettiva della conduttura si ricava come Iz = Iz ktot. 49

14 Portata dei cavi Posa non interrata tabella T1A - influenza della temperatura fattore k1 temperatura ambiente tipo di isolamento PVC EPR 10 1,22 1, ,17 1, ,12 1, ,06 1, ,94 0, ,87 0, ,79 0, ,71 0, ,61 0, ,5 0, , , ,5 80 0,41 tabella T1B - influenza della temperatura fattore k1 isolamento minerali cavo nudo o ricoperto in materiale termoplastico esposto al tocco temp. max della guaina metallica 70 C 105 C temp. ambiente 10 1,26 1, ,2 1, ,14 1, ,07 1, ,93 0, ,85 0, ,76 0, ,67 0, ,57 0,8 60 0,45 0, ,7 70-0, ,6 80-0, , ,4 95-0,32 cavo nudo non esposto al tocco tabella T2 - circuiti realizzati con cavi installati in fascio o strato fattore k2 n di posa CEI 64-8 disposizione numero di circuiti o di cavi multipolari tutte le altre pose raggruppati a fascio, annegati 1 0,8 0,7 0,65 0,6 0,57 0,54 0,52 0,5 0,45 0,41 0,38 11/12/25 singolo strato su muro, pavimento o passerelle non perforate 1 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,7 nessuna ulteriore riduzione per più di 9 circuiti o cavi multipolari 11A strato a soffitto 0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61 13 strato su passerelle 1 0,88 0,82 0,77 0,75 0,73 0,73 0,72 0,72 perforate orizzontali o verticali (perforate o non perforate) strato su scala posa cavi o graffato ad un sostegno 1 0,87 0,82 0,8 0,8 0,79 0,79 0,78 0,78 tabella T3 - circuiti realizzati con cavi multipolari in strato su più supporti (es. passerelle) fattore k2 n posa CEI 64-8 metodo di installazione numero di cavi per ogni supporto 13 passerelle perforate orizzontali 13 passerelle perforate verticali scala posa cavi elemento di sostegno numero di passerelle posa ravvicinata 2 1,00 0,87 0,80 0,77 0,73 0,68 3 1,00 0,86 0,79 0,76 0,71 0,66 posa distanziata 2 1,00 0,99 0,96 0,92 0,87 3 1,00 0,98 0,95 0,91 0,85 posa ravvicinata 2 1,00 0,88 0,81 0,76 0,71 0,70 posa distanziata 2 1,00 0,91 0,88 0,87 0,85 posa ravvicinata 2 1,00 0,86 0,80 0,78 0,76 0,73 3 1,00 0,85 0,79 0,76 0,73 0,70 posa distanziata 2 1,00 0,99 0,98 0,97 0,96 3 1,00 0,98 0,97 0,96 0,93 Nota1: per posa distanzianta si intendono cavi posizionati: cc ad una distanza almeno doppia del loro diametro in caso di cavi unipolari cc ad una distanza almeno pari alloro diametro in caso di cavi multipolari. Se i cavi sono installati ad uan distanza superiore a quella sopra indicata il fattore correttivo per circuiti vicini (tabella T2) non si applica (K2 = 1). Nota2: nelle pose su passerelle orizzontali o su scala posa cavi, i cavi devono essere posizionati ad una distanza dalla superficie verticale (parete) maggiore o uguale a 20 mm. 50

15 tabella T4 - circuiti realizzati con cavi unipolari in strato su più supporti fattore k2 n posa CEI 64-8 metodo di installazione numero di passerelle numero di circuiti trifasi utilizzato per passerelle perforate 2 0,96 0,87 0,81 3 cavi in formazione orizzontale 3 0,95 0,85 0,78 13 passerelle perforate 2 0,95 0,84 3 cavi in formazione verticale scala posa cavi o elemento di sostegno 2 0,98 0,93 0,89 3 cavi in formazione orizzontale 3 0,97 0,90 0,86 13 passerelle perforate 2 0,97 0,93 0,89 3 cavi in formazione a trefolo 3 0,96 0,92 0,86 13 passerelle perforate 2 1,00 0,90 0, scala posa cavi 2 0,97 0,95 0,93 o elemento di sostegno 3 0,96 0,94 0,9 Nota: nelle pose su passerelle orizzontali o su scala posa cavi, i cavi devono essere posizionati ad una distanza dalla superficie verticale (parete) maggiore o uguale a 20 mm. Le terne di cavi in formazione a trefolo si intendono disposte ad una distanza maggiore di due volte il diametro del singolo cavo unipolare. Determinazione della sezione del conduttore di fase tabella T-A - cavi unipolari con e senza guaina con isolamento in PVC o EPR (1) metodologia tipica di installazione cavi in tubo incassato in parete isolante cavi in tubo in aria cavi in aria libera in posizione non a portata di mano cavi in aria libera a trifoglio cavi in aria libera in piano a contatto cavi in aria libera distanziati su un piano orizzontale (2) cavi in aria libera distanziati su un piano verticale (2) altri tipi di posa della CEI 64-8 tipo di isolamento numero cond. caricati portata [A] sezione [mm 2 ] 1 1,5 2, PVC 2 14,5 19, , EPR 2 19, , PVC 2 13,5 17, , EPR , , PVC 2 19, , EPR 2 24, , PVC 3 19, EPR PVC , EPR PVC EPR PVC EPR (1) PVC: mescola termoplastica a base di polivinilcloruro (temperatura massima del conduttore uguale a 70 C). EPR: mescola elastomerica reticolata a base di gomma etilenpropilenica o similari (temperatura massima del conduttore uguale a 90 C) (2) I cavi unipolari affiancati che compongono il circuito trifase si considerano distanziati se posati in modo che la distanza tra di essi sia superiore o uguale a due volte il diametro esterno del singolo cavo unipolare. 51

16 Portata dei cavi Posa non interrata tabella T-B: cavi multipolari con isolamento in PVC o EPR (1) metodologia tipica di installazione cavo in tubo incassato in parete isolante cavo in tubo in aria cavo in aria libera, distanziato dalla parete/soffitto o su passerella cavo in aria libera, fissato alla parete/ soffitto altri tipi di posa della CEI 64-8 tipo di isolamento numero cond. caricati portata [A] sezione [mm 2 ] 1 1,5 2, PVC 2 14,0 18, ,0 17, EPR 2 18,5 25, ,5 22, A-4A-5A-21 22A-24A-25 33A-31-34A PVC 2 13,5 16,5 23, ,0 15,0 20, EPR 2 17,0 22,0 30, ,0 19,5 26, PVC 2 15,0 22,0 30, ,6 18,5 25, EPR 2 19,0 26,0 36, ,0 23,0 32, A PVC 2 15,0 19,5 27, ,5 17,5 24, EPR 2 19,0 24,0 33, ,0 22,0 30, (1) PVC: mescola termoplastica a base di polivinilcloruro (temperatura massima del conduttore uguale a 70 C). EPR: mescola elastomerica reticolata a base di gomma etilenpropilenica o similari (temperatura massima del conduttore uguale a 90 C). Esempio: Un cavo in rame trifase isolato in EPR è posato su una passerella perforata in vicinanza di tre circuiti costituiti da: cc un cavo trifase (1 circuito); cc 3 cavi unipolari (2 circuito); cc 6 cavi unipolari (3 circuito). Il circuito, costituito da 2 conduttori in parallelo per fase, è equivalente a 2 circuiti trifasi. Sulla passerella in totale si considerano perciò posati 5 circuiti. La temperatura ambiente è di 40 C. Il cavo deve trasportare una corrente di impiego IB di 23 A. La sezione del cavo si determina nel modo seguente: cc scelta dell'interruttore automatico: l'interruttore deve avere una corrente nominale In maggiore o uguale alla corrente di impiego della conduttura IB; utilizzando un interruttore modulare si avrà: In = 25 A; cc determinazione del coefficiente correttivo ktot: vv temperatura ambiente tab T1: k1 = 0,91, vv posa ravvicinata tab T2: k2 = 0,75, ktot = k1. k2 = 0,68; cc determinazione della minima portata teorica richiesta alla conduttura: In' = In/ktot = 36,8 A; cc determinazione della sezione del conduttore di fase (tab T-B): vv n posa: 13, vv isolante EPR, vv n di conduttori attivi: 3, vv materiale conduttore: rame. La sezione, con portata teorica Iz' immediatamente superiore alla minima portata teorica In', è di 4 mm 2 (42 A), come evidenziato nella tabella T-B. Determinazione della portata effettiva della conduttura: la portata effettiva Iz di un cavo da 4 mm 2 nelle condizioni di posa considerate è pari a: Iz = I z. ktot = 28,5 A. 52

17 tabella T-C: cavi ad isolamento minerale unipolari; serie L: cavi per servizio leggero fino a 500 V; serie H: cavi per servizio pesante fino a 750 V metodologia tipica di installazione cavi in aria libera a trifoglio cavi in aria libera in piano a contato cavi in aria libera distanziati su un piano orizzontale cavi in aria libera distanziati su un piano verticale cavi in aria libera, fissati sulla parete o soffitto cavi a trifoglio in aria libera fissati sulla parete o soffitto altri tipi di posa della CEI tipo di isolamento num. cond. caricati portata [A] sezione [mm 2 ] 1,5 2, serie L (1) serie L (2) serie H (1) serie H (2) serie L (1) serie L (2) serie H (1) serie H (2) serie L (1) serie L (2) serie H (1) serie H (2) serie L (1) serie L (2) serie H (1) serie H (2) A serie L (1) serie L (2) serie H (1) serie H (2) A serie L (1) serie L (2) serie H (1) serie H (2) (1) Cavi ad isolamento minerale nudi esposti al tocco oppure rivestiti in materiale termoplastico (T massima della guaina metallica 70 C). Per i cavi nudi moltiplicare per 0,9. (2) Cavi ad isolamento minerale nudi non esposti al tocco (T massima della guaina metallica 105 C). 53

18 Portata dei cavi Posa non interrata tabella T-D: cavi ad isolamento minerale multipolari; serie L: cavi per servizio leggero fino a 500 V; serie H: cavi per servizio pesante fino a 750 V metodologia tipica di installazione cavo in aria libera, distanziato dalla parete o soffitto o su passerella cavo in aria libera, fissato sulla parete o soffitto altri tipi di posa della CEI tipo di isolamento numero cond. caricati portata [A] sezione [mm 2 ] 1,5 2, serie L (1) serie L (2) serie H (1) serie H (2) A serie L (1) serie L (2) serie H (1) serie H (2) (1) Cavi ad isolamento minerale nudi esposti al tocco oppure rivestiti in materiale termoplastico (T massima della guaina metallica 70 C). Per i cavi nudi moltiplicare per 0,9. (2) Cavi ad isolamento minerale nudi non esposti al tocco (T massima della guaina metallica 105 C). 54