Manuale di BT PER IL NORD AMERICA. Progettazione dell equipaggiamento elettrico delle macchine

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1 Manuale di BT PER IL NORD AMERICA Progettazione dell equipaggiamento elettrico delle macchine

2 Il crescente interesse dei costruttori per il mercato nord americano delle macchine industriali ha portato gli stessi a sviluppare una diversa sensibilità verso i requisiti normativi di questo mercato. In particolare a seguito del costante intensificarsi degli interventi delle autorità locali, degli enti di controllo. delle compagnie assicurative, si è reso sempre più importante per i progettisti tenere conto sin di primi momenti dei requisiti cogenti e degli standard (norme) di progettazione previsti in nord america. Essendo profondamente diversa la cultura normativa e legale tra il sistema europeo e quello americano, risulta indispensabile per il progettista disporre di un quadro strutturale semplice e chiaro per comprendere i principi di dimensionamento e scelta dei componenti e dei circuiti elettrici e per non incorrere in spiacevoli errori. Contrariamente al sistema adottato dalla UE che prevede un sistema basato su direttive che stabiliscono solo requisiti essenziali e che non possono entrare nella specificità tecnica, il sistema americano applica una struttura basata su codici di installazione molto particolareggiati - veri e propri compendi tecnici - che guidano la progettazione fino ai minimi dettagli. Purtroppo l errata convinzione che le norme adottate in UE possano essere adottate per conferire presunzione di conformità per le autorità di controllo americane ha indotto spesso in errore molti fabbricanti; se da un lato è vero che le norme europee sono in molti casi connesse con le norme emesse dall IEC, non è altrettanto vero che queste ultime abbiano un riconoscimento Questa pubblicazione è stata realizzata con il contributo tecnico degli ingegneri Gino Zampieri e Matteo Marconi.

3 Il mercato americano internazionale per essendo emesse da un organismo internazionale. Principalmente, per comprendere il sistema nord americano si deve considerare che gli stati sono parte di una federazione di stati con un governo centrale e che la base giuridica è composta da leggi federali. Per quanto attiene le macchine ed i loro equipaggiamenti elettrici il codice federale è il 29 parte 1910 subparts S. Essendo lo sviluppo delle leggi federali molto più lento di quello delle norme tecniche o standards, il riferimento tecnico ritenuto corretto degli stessi ispettori locali è composto dal codice d installazione - NEC -, mentre l ente che emette gli standars di test di prodotti è UL. In casi di non conformità del sistema -componente- parte si parla di violazione del codice d installazione elettrica o NEC violation. Essendo complessa la descrizione del sistema tecnico/giurdico completo, si ritiene sufficiente, anche se non esaustivo riportare lo schema che consente al lettore di comprendere il rapporto tra requisiti -leggi-norme. Sezionatori per il mercato Nord Americano La partenza motore secondo le norme Nord Americane I circuiti di Comando e controllo secondo le norme Nord Americane Industrial Machinery CFR Subpart S - Electrical, questo codice emesso dall OSHA è di pubblico dominio sul sito CFR Requisiti generali per tutte le macchine NEC è il National Electrical Code, è il codice di installazione nord americano NFPA 79 Industrial Machinery UL 508A Industrial Control Panels Utilities

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5 Sezionatori per il mercato Nord Americano 1 Il Dispositivo di Sezionamento in Nord America 2 Dimensionamento 3 Dimensionamento del Sezionatore come dispositivo di protezione contro le sovraccorrenti del quadro elettrico 4 Esempi pratici di applicazione di interruttori automatici 5 Locazione 6 La manovra 7 Allegati file di omologazione

6 1 Il Dispositivo di Sezionamento in Nord America Un dispositivo di sezionamento deve essere previsto per tutte le linee di alimentazione (supply) della macchina. Questo dispositivo deve essere certificato da un laboratorio NRTL riconosciuto nel Nord America come ad esempio UL e CSA. Il sezionatore deve rispondere a specifici requisiti: 1.1 Requisiti e scelta dei componenti Gli Standard Nord Americani suddividono i dispositivi atti al sezionamento in tre famiglie principali: Sezionatori con o senza fusibili per le linee di alimentazione, sezionatore genrale armadio elettrico (Disconnect Switch secondo UL 98, Molded Case Switch secondo UL 489) Sezionatori con o senza fusibili per motori (Manual Motor Controller e Manual Motor Controller Suitable as Motor Disconnect secondo UL 508) Interruttori Automatici impiegati come sezionatore generali dell armadio elettrico (Molded Case Circuit Breaker secondo UL 489) Riferimenti Normativi NEC 2005 National Electrical Code NFPA 79 Industrial Machinery UL 508A Industrial Control Panels 1/2

7 2Dimensionamento 2.1 Requisiti generali Il fattore di contemporaneità e di utilizzo, per il calcolo del sezionatore generale secondo la UL 508A è sempre uguale a 1. Il sezionatore od interruttore generale deve aprire in ogni condizione, anche in caso di guasto massimo con tutti i carichi alimentati. Possono essere omessi dal calcolo e dal dimensionamento solo i motori o i carichi interbloccati elettricamente. Macchine per: Lavorazione dei metalli Lavorazione materiali plastici Legno Robot Macchine per l assemblaggio e il trasporto dei materiali. sono considerate ai fini della UL 508A Industrial Machinery L interblocco per le macchine industriali deve essere del tipo elettrico e meccanico: il solo interblocco elettrico non è considerato sufficiente per queste tipologie di macchine. 2-1 Industrial Machinery 1/3

8 2.2 Dimensionamento sezionatore con o senza fusibili (UL 98) Per dimensionare il sezionatore (con o senza fusibili) è necessario: 1. Verificare l assorbimento dei motori elettrici dai dati di targa o direttamente dalla tabella 50.1 della norma UL 508A. 2. Sommare tutti gli assorbimenti dei motori. 3. Moltiplicare il tutto per 1,15 (115% della corrente nominale assorbita dai motori). 4. Al risultato sommare gli altri carichi, inverter, autotrasformatori, trasformatori, ecc 5. Cercare sulla tabella 50.1 il motore virtuale con corrente nominale superiore o uguale al valore calcolato in 4) 6. Scegliere un sezionatore con potenza nominale uguale o superiore a quelle del motore virtuale di punto 5) DISC[A] = motori * 1,15 + carichi = =(M1 + M2 + M3 + M4) * 1, T1 + T2 = DISC[A] = (7, ,4) * 1, ,3 = 59,8 +13,3 = 73,1 Il motore trifase che a 480 V ha corrente uguale o superiore a 73,1 A è un motore da 60 hp. Il sezionatore dovrà essere dimensionato per una potenza di 60 hp 2-2 Sezionatore con o senza fusibili DISC M1 5 Hp 480 V 3ph FLA 7,6 A M2 10 Hp 480 V 3ph FLA 14 A M3 20 Hp 480 V 3ph FLA 27 A M4 2 Hp 480 V 3ph FLA 3,4 A T VA Ipri 12 A T2 630 VA Ipri 1,3 A Grafico 2-1 Prodotti utilizzabili: MCS 1/4

9 2.3 Dimensionamento interruttore automatico (UL489) Per dimensionare un interruttore automatico utilizzato come sezionatore puro (e non come protezione dalle sovracorrenti) è necessario: 1. Verificare l assorbimento dei motori elettrici dai dati di targa o direttamente dalla tabella 50.1 della norma UL 508A. 2. Sommare tutti gli assorbimenti dei motori e tutti i carichi. 3. La risultante non deve superare 80% della corrente nominale dell interruttore automatico. DISC = carichi 80% Corrente Interruttore Automatico DISC = (M1 + M2 + M3 + M4 + T1 + T2) = =(7, , ,3) * * 1,25 = 65,3 L interruttore dovrà quindi avere una corrente nominale di 100 A 2-3 Interruttori automatici DISC M1 5 Hp 480 V 3ph FLA 7,6 A M2 10 Hp 480 V 3ph FLA 14 A M3 20 Hp 480 V 3ph FLA 27 A M4 2 Hp 480 V 3ph FLA 3,4 A T VA Ipri 12 A T2 630 VA Ipri 1,3 A Grafico 2-2 Prodotti utilizzabili: 3ZF 3WL5 3RV17 Prodotti da non utilizzare: 3RV 3KA 5SY 1/5

10 2.4 Dimensionamento sezionatore motore (UL98, UL489, UL508) Nel NEC e nella NFPA 79 per impianti industriali è previsto che sia installato un sezionatore locale per ciascun motore (o gruppo di motori) che non sia visibile dal punto di manovra del dispositivo di sezionamento dell equipaggiamento elettrico, al fine di evitare che durante la manutenzione del motore la macchina sia improvvisamente riavviata. Si noti che l utilizzo di un sezionatore generale lucchettabile (e di esplicite istruzioni per le procedure di manutenzione) permette di esimersi da questa imposizione. Il dimensionamento del sezionatore per un gruppo di motori è uguale a quanto detto al punto 2.2, ma in genere in questo caso specifico il sezionamento avviene motore per motore e dunque il dimensionamento si riduce a questa semplice regola: hp (Motor Disconnect) hp (Motore) Il sezionatore dovrà essere dimensionato per una potenza di 5 hp. DISC Motor DISC (in campo) M1 5 Hp 480 V 3 ph FLA 7,6 A Grafico 2-3 Prodotti utilizzabili: 3LD2 3RV e tutti i prodotti per il sezionamento generale 1/6

11 3Dimensionamento del sezionatore come dispositivo di protezione contro le sovraccorrenti del quadro elettrico Il dispositivo di sezionamento dell equipaggiamento elettrico può essere impiegato anche come dispositivo di protezione del FEEDER. Che cosa è la protezione del feeder 1? Feeder: tutti i conduttori ed i circuiti a monte dell ultimo componente di protezione dalle sovracorrenti di un branch circuit. Branch Circuit: i conduttori ed i componenti a valle dell ultimo componente di protezione dalle sovracorrenti e il carico (Branch Circuit Protection abbreviato BCP). Per gli standard Nord Americani ci sono delle limitazione dell utilizzo dei componenti nei circuiti feeder. In questo lato del circuito i componenti impiegabili sono esclusivamente: Fusibili UL e CSA secondo la UL248 Circuit Breaker UL489 come ad esempio i 3ZF Non sono impiegabili : Fusibili UL certificati come Supplementary protection Salvamotori come i 3RV ad eccezione del 3RV17 Interruttori automatici come i 5SY FEEDER Protection (protezione generale quadro elettrico) DISC FEEDER o alimentazione BCP Branch circuit protection (Protezione di ramo) Grafico 3-1 Feeder e branch circuit 1 Definizione tratta dallo standard UL 508A Industrial Control Panels 1/7

12 Cosicché un quadro elettrico con sezionatore senza fusibili o un interruttore automatico non correttamente dimensionato per la protezione del feeder, limitano e/o escludono l impiego di alcuni componenti nei rami a valle del sezionatore. I componenti possono essere quindi esclusivamente per circuiti feeder, quindi il progettista dovrebbe realizzare esclusivamente partenza motore con fusibili contattore termica non potendo impiegare i più diffusi salvamotori (3RV). La verifica e il calcolo della protezione del feeder può essere fatto in due modi: 1. In base alla taglia delle protezioni di Branch circuit 2. In base alla sezione del conduttore di feeder FEEDER (praticamente è tutto feeder fino alla prima protezione) Grafico 3-2 Feeder 1/8

13 3.1 Dimensionamento in base alle protezioni di branch circuit I passi da seguire sono: 1. Individuare la protezione di branch circuit con la taglia/taratura più elevata. 2. Sommare le correnti nominali di tutti gli altri carichi. 3. Scegliere un interruttore automatico tarato ad un valore uguale o inferiore alla somma del punto 2). PROT[A] l protezione più grande + carichi PROT[A] 45+7,6+14+3,4+12+1,3 = 83,3 L interruttore dovrà avere taglia uguale o inferiore a 83,3 A: nell esempio si utilizzerà un 80 A 3-1 Sezionatore in cassetta OVERC. PROT. BCP protezione di branch circuit più elevata Type E Ir 8,7 A Fus J In 25 A Fus J In 45 A Type E Ir 3,9 A Fus CC In 15 A Fus CC In 2 A M1 5 Hp 480 V 3ph FLA 7,6 A M2 10 Hp 480 V 3ph FLA 14 A M3 20 Hp 480 V 3ph FLA 27 A M4 2 Hp 480 V 3ph FLA 3,4 A T VA Ipri 12 A T2 630 VA Ipri 1,3 A Grafico 3-3 Dimensionamento in base alle protezioni di branch circuit 1/9

14 3.2 Dimensionamento in base al conduttore di feeder L interruttore deve avere taglia/taratura inferiore alla portata del conduttore di feeder (sistema di distribuzione principale del quadro: sistemi a barre, conduttori, ecc.): 1. Calcolare la corrente nel feeder. 2. Scegliere dalla tabella 29.1 di UL508A un conduttore con portata superiore al valore del punto 1). 3. Scegliere un interruttore con taglia/taratura uguale o inferiore alla portata del conduttore del punto 2). La corrente nel feeder è calcolata con la seguente formula: FEEDER l motore più grande ± carichi FEEDER = (1,25 ± M3) + M1 + M2 + M4 + + T1 + T2 = (27 ± 1,25) + 7, , ,3 = 27 ± 1, ,3 = 72A I z (AWG6) = 80A L interruttore dovrà avere taglia uguale o inferiore a 80A 3-2 Interruttore automatico 3RV17 AWG 6 80 A M1 5 Hp 480 V 3ph FLA 7,6 A M2 10 Hp 480 V 3ph FLA 14 A M3 20 Hp 480 V 3ph FLA 27 A M4 2 Hp 480 V 3ph FLA 3,4 A T VA Ipri 12 A T2 630 VA Ipri 1,3 A Grafico 3-4 Dimensionamento in base al conduttore di feeder 1/10

15 3.3 Incompatibilità con il dimensionamento come sezionatore Nell esempio di dimensionamento dell interruttore automatico come sezionatore (paragrafo 2.3) si era ottenuto che l interruttore automatico deve avere una taglia non inferiore a 100 A per svolgere il ruolo di sezionatore dell equipaggiamento. Nel dimensionamento come dispositivo di protezione del Feeder (paragrafo 2.3) si è invece trovato che la taglia deve essere non superiore a 80 A affinché l interruttore protegga anche l equipaggiamento. I dimensionamenti sono incompatibili: sono possibili due vie: 1. utilizzare due componenti diversi: un sezionatore ed una protezione dalle sovracorrenti (fusibili). 2. modificare il dimensionamento come interruttore: la via più semplice è di sovradimensionare il conduttore di feeder. Nel paragrafo 3.2 si è ottenuto che il conduttore di feeder deve avere portata superiore a 72 A. Invece di usare un AWG 6 da 80 A possiamo usare un AWG 4 da 100 A. Il dispositivo deve quindi avere taglia uguale o superiore a 100 A come sezionatore e uguale o inferiore a 100 A come protezione. L interruttore dovrà avere taglia uguale a 100 A per svolgere entrambe le funzioni (sezionamento + protezione) Macchine per: Lavorazione dei metalli Lavorazione materiali plastici Legno Robot Macchine per l assemblaggio e il trasporto dei materiali. Il calcolo del conduttore di feeder per Industrial Machinery segue una regola diversa: 1,25 della FLA del motore più grande + 1,25 della somma delle correnti nominali di tutti i carichi resistivi + somma di tutte le altre correnti nominali 3-3 Industrial Machinery 1/11

16 4 Esempi pratici di applicazione di interruttori automatici Per interruttore automatico (Circuit Breaker) i codici e gli standard Nord Americani fanno riferimento agli interruttori scatolati certificati secondo UL 489 e non ai salvamotori (UL508) o interruttori modulari (es. 5SY secondo UL 1077). Quindi componenti come i salvamotori della famiglia 3RV ad eccezione dei 3RV17 non possono essere impiegati come dispositivi di sezionamento generale. DISC No non impiegabile UL 508 M1 5 Hp 480 V 3ph FLA 7,6 A M2 10 Hp 480 V 3ph FLA 14 A M3 20 Hp 480 V 3ph FLA 27 A M4 2 Hp 480 V 3ph FLA 3,4 A T VA Ipri 12 A T2 630 VA Ipri 1,3 A 4-1 Interruttori automatici Grafico 4-1 Prodotti utilizzabili: 3ZF 3WL5 3RV17 Prodotti da non utilizzare: 3RV 3KA 5SY 4.1 Come riconoscere e distinguere i Circuit Breaker (Interruttori Automatici) Nella targa di identificazione UL e CSA degli interruttori idonei al sezionamento troviamo la dicitura: Circuit Breaker: Interruttore automatico con protezione magnetotermica o solo magnetica, idoneo al sezionamento e protezione dai sovraccarichi e corto circuito dell equipaggiamento elettrico Molded Case: Interruttore automatico idoneo al solo sezionamento, non protegge l equipaggiamento elettrico dai sovraccarichi o cortocircuiti. 4-2 Etichetta circuit breaker 4-3 Etichetta molded case switch 4-4 Etichetta manual motor controller (non utilizzabili) 1/12

17 4.2 Come riconoscere i Manual e Combination Motor Controller Nella targa di identificazione del 3RV è riportato l uso secondo i fini UL e CSA, in particolare: MAN. MTR. CNTRL. = Manual Motor Controller COMB. MTR. CNTRL. = Combination Motor Controller Quindi l idoneità all uso è solo per Comando Manuale dei Motori o per la Protezione dei Motori! Questo dispositivo è utilizzabile per il sezionamento dei singoli motori e non per l intero equipaggiamento elettrico. 4-5 Salvamotori della famiglia Sirius 3RV 4-6 Targa identificativa dei salvamotori della famiglia 3RV 4.3 Come distinguere i Disconnect Switch per linee di alimentazione da quelli per motore Nella targa di identificazione del sezionatore, accanto ai simboli UL e CSA, è riportato l uso previsto in fase di omologazione: MAN. MTR. CNTRL. = Manual Motor Controller MISC. SWITCH. = Miscellaneous Switch Il Manual Motor Controller è adatto solo al Sezionamento di Motori! Questo dispositivo è utilizzabile per il sezionamento dei singoli motori e non per l intero equipaggiamento elettrico. 4-7 Sezionatore 3LD2 4-8 Sezionatore MCS 4-9 Etichetta 3LD Etichetta MCS 4-11 Etichetta 3RV 1/13

18 5Locazione Non è necessario che il sezionatore sia installato nel quadro elettrico, ma può essere posizionato anche nelle immediate vicinanze: per macchine di potenza inferiore ai 2Hp si può arrivare fino al massimo 6 metri, ma deve essere garantita la piena visibilità del quadro. Macchine per: Lavorazione dei metalli Lavorazione materiali plastici Legno Robot Macchine per l assemblaggio e il trasporto dei materiali. Il sezionatore deve essere dotato di un dispositivo di interblocco meccanico o elettrico che impedisca di aprire le porte dell armadio senza aver prima aperto il sezionatore generale 5-1 Industrial Machinery 20 ft (6 m) 6 ft 7 in. (2.0 m) Grafico 5-1 Distanze massime per l installazione del sezionatore 1/14

19 6 La manovra La manovra di interruttori automatici e sezionatori deve essere anch essa omologata e deve essere caratterizzata con un Environmental Type pari o superiore a quello della carpenteria (omologata) scelta. In caso contrario si avrebbe il declassamento del grado di protezione dell intera carpenteria. Le classi di omologazione (CCN) presso UL sono DIHS e DIHS2 per le manovre degli interruttori automatici UL 489. WHTY2 per le manovre dei sezionatori UL98 e NLRV o NLRV2 per i sezionatori UL508 (i Manual Motor Controller). Tutti i principali accessori di sezionatori e interruttori automatici sono omologati UL e CSA. Il riscontro può essere trovato nelle apposite tabelle presenti su tutti i cataloghi Siemens. La manovra per il dispositivo di sezionamento generale in nord america deve essere preferibilmente di colore Nero o Grigio. Non devono essere impiegate manovre del tipo giallo/rosso! 1/15

20 7Allegati Famiglia Siemens CCN File CSA 2 Sezionamento Protezione Feeder Sezionamento motore File UL alimentazione MCS WHTY (UL98) LR84625 X X 3 X E E LD2 NLRV (UL508) LR20537C X E KA53 NLRV (UL508) LR12730 X 3KA57 E ZF DIVQ (UL489) LR13077 X X X (qualsiasi taglia) E ZF WJAZ (UL489) LR42022 X X (qualsiasi taglia) E WL5 DIVQ (UL489) X X X E WL5 WJAZ (UL489) X X E RV17 4 DIVQ (UL489) LR12730 X X X E RV NLRV - NKJH LR12730 X (UL508) E Il File CSA per il Canada in alcuni prodotti non può essere presente, non significa che il prodotto non può essere impiegato in Canada, ma è stato certificato da parte di UL anche per il Canada, quindi la doppia certificazione non è necessaria. 3 Solo versione con fusibili Nord Americani. 4 Questo interruttore in grandezza costruttiva S3 è solo magnetico ed è l unico della famiglia 3RV ad essere certificato secondo la norma UL489 Tabella 7-1 Omologazione UL/CSA - Utilizzo previsto Accessori Codice Siemens File UL (CCN) Handle MCS CRHO E57501 (DIHS) Handle 3KA 8UC6 E47705 (NLRV) 3ZF - ED Handle Operator, Terminal, Rear Stud E23615 Electrical Accessories E ZF - FXD, JXD, LXD Handle Operator E57501 Terminal, Rear Stud E23615 Electrical Accessories E ZF - MXD, NXD Terminal E23615 Rear Stud E63311 Electrical Accessories E ZF - PXD, RXD Motor Operator E Terminal E23615 Electrical Accessories E69455 Tabella 7-2 Omologazione UL/CSA degli accessori 1/16

21 Appunti 1/17

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23 La partenza motore secondo le norme Nord Americane 1 I circuiti di potenza in Nord America 2 Motor circuit (partenza motore) 3 Heater circuit (resistenze di riscaldamento) 4 Lighting circuit (lampade per illuminamento o riscaldamento) 5 Come riconoscere e distinguere i salvamotori Type E 6 Partenza motore Type E 7 Il 3RV17 UL 489 universal use 8 I tap conductor 7 Markings

24 1 I circuiti di potenza in Nord America I circuiti di potenza (branch circuit) devono essere protetti a seconda del carico collegato. Si possono individuare: motor circuit (partenze motore); heater circuit (resistenze di riscaldamento); lighting circuit (lampade per illuminazione o riscaldamento, non sono comprese le luci di manutenzioni interne al quadro). Riferimenti Normativi NEC 2005 National Electrical Code NFPA 79 Industrial Machinery UL 508A Industrial Control Panels 1.1 Requisiti e scelta dei componenti Gli standard di riferimento sono: Interruttori Automatici (Molded Case Circuit Breaker secondo UL 489) Componenti di potenza (Manual Motor Controller, Self-Protected Combination Motor Controller, Magnetic Motor Controller, Solid-State Motor Controller, Overload Relay secondo UL 508) NON sono ammessi gli interruttori modulari UL1077 per la protezione di circuiti di potenza (come ad esempio gli interruttori della serie 5SY). 1-1 Molded case circuit breaker 2/2

25 2 Motor Circuit (partenza motore) Il dimensionamento può essere fatto in alternativa con le regole di par. 2.2 oppure di par Motore Il motore, anch esso omologato, deve riportare in targa la potenza in hp. La corrente nominale del motore è: in USA: valore da tabella 50.1 o 50.2 di UL508A FLA in Canada: valore di targa In Per semplicità nel resto della trattazione si parlerà solo di FLA indipendentemente dal paese considerato. 2.2 Dimensionamento protezione magnetica (Branch Circuit Protection) Il dimensionamento della protezione magnetica dipende dal tipo di protezione utilizzata. La taglia/taratura della protezione deve essere non superiore a I prot K FLA K è un coefficiente, espresso in percentuale, nella tabella 31.1 di UL 508A e nel NEC che definisce la massima protezione magnetica (sovracorrenti) per motori. Nontime delay fuse: 300 Dual element fuse (time delay): 175 Inverse-time circuit breaker: 250 Instantaneous-trip circuit breaker: 800 dove: nontime delay fuse: fusibili istantanei p.e. class CC dual element fuse: fusibili ritardati (p.e. J o RK5) inverse-time circuit breaker: interruttore automatico instantaneous-trip circuit breaker: interruttore automatico solo magnetico Macchine per: Lavorazione dei metalli Lavorazione materiali plastici Legno Robot Macchine per l assemblaggio e il trasporto dei materiali. Sono consigliati fusibili di tipo: CC, J, RK1 e RK5. Sono vietati fusibili: H, K, G e T. 2-1 Industrial Machinery 2/3

26 Utilizzando un fusibile J, un interruttore automatico UL 489 oppure un interruttore magnetico UL489 si ottiene: I fusj 1,75 27 = 47,25 A I intaut 2,5 27 = 67,5 A I intmagn 8 27 = 216 A Nota: 216 A è la taratura della magnetica sull interruttore, quindi l interruttore sarà della taglia da 35 Ampere con magnetica tarata a 8 volte. Se il valore calcolato non corrisponde ad una taglia standard è possibile scegliere la taglia standard immediatamente superiore: le taglie standard sono Standard ampere ratings for fuses and inverse-time circuit breakers are 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 601, 700, 800, 1000, 1200, 1600, 2000, 2500, 3000, 4000, 5000 and Additional ratings for fuses include 1, 3, 6 and 10. Quindi si sceglierà: 50 A per i fusibili J, 70 A per l interruttore automatico, 225 A per l interruttore solo magnetico. FUSE BRANCH CIRCUIT PROTECTION 1 CIRCUIT BREAKER 50 A taglia standard 47,25 A A taglia standard 67,5 A CONTROLLER 20 hp OVERLOAD PROTECTION A1 A2 Ir = 31 A In = A INT. WIRE AWG A 33,75 A TERMINAL AWG 8 EXT. WIRE 50 A 33,75 A MOTOR M 20 hp, 480V 27 A Grafico 2-1 Dimensionamento protezione magnetica E se si utilizza un salvamotore type E? È sufficiente tarare la soglia termica come visto al par. 2.4: Ir = 31 A Il salvamotore Type E è omologato come Branch Circuit Protection nella sua configurazione 2/4

27 2.3 Dimensionamento contattore Il dimensionamento del contattore, indipendentemente dal tipo, deve essere fatto in base alla corrente nominale del motore e si riduce ad una semplice verifica: hp(controller) hp(motore) hp(controller) 20hp 2.4 Dimensionamento del relé termico Il dimensionamento della protezione termica del motore (relè termico o salvamotore) deve rispettare la condizione: I r (Termica) 1,15 I n (motore) I r 1,15 27 = 31,05 A Un relé termico A e regolato a 31 a è adatto allo scopo. 2-2 Contattori della famiglia Sirius 3RT 2-3 Relè termico della famiglia Sirius 3RU FUSE BRANCH CIRCUIT PROTECTION CIRCUIT 1 BREAKER CONTROLLER 20 hp OVERLOAD PROTECTION A1 A2 Ir = 31 A In = A INT. WIRE AWG A 33,75 A TERMINAL AWG 8 EXT. WIRE 50 A 33,75 A MOTOR M 20 hp, 480V 27 A Grafico 2-2 Dimensionamento del relé termico 2/5

28 3 Heater circuit (resistenze di riscaldamento) Si procede: 1. la taglia/taratura della protezione deve essere inferiore al 125% della corrente nominale delle resistenze; 2. la taglia deve essere inferiore a 60 A; 3. i conduttori del circuito devono avere portata non inferiore alla taglia/taratura della protezione. Ne consegue: Prodotti Utilizzabili 3RV17 3ZF 3WL Prodotti da non utilizzare 3RV 5SY I prot 1,25 I n 60 A I n 60 A = 48 A I n 1,25 Quindi se le resistenze hanno corrente complessiva superiore a 48 A devono essere divise su più circuiti che rispettino la condizione data. 4 Lighting circuit (lampade per illuminamento o riscaldamento) Due casi: lampade normal duty (incandescenti e/o fluorescenti): la protezione del circuito deve essere uguale o inferiore a 20 A; i conduttori devono avere portata superiore alla taglia/taratura della protezione; lampade heavy duty (incandescenti e/o infrarossi): la protezione del circuito deve essere uguale o inferiore a 50 A; i conduttori devono avere portata superiore alla taglia/taratura della protezione; Prodotti Utilizzabili 3RV17 Macchine per: Lavorazione dei metalli Lavorazione materiali plastici Legno Robot Macchine per l assemblaggio e il trasporto dei materiali. La massima protezione per un circuito lighting è 15 A. Prodotti da non utilizzare 3RV 5SY 4-1 Industrial Machinery 2/6

29 5Come riconoscere e distinguere i salvamotori Type E Nella targa di identificazione UL e CSA di un salvamotore troviamo le diciture: MAN. MTR. CNTRL.: il salvamotore è utilizzabile per il comando ed il sezionamento del motore, inoltre è omologato per la protezione termica. Self-Protected Comb. Mtr. Cntr. Type E: oltre che per le funzioni di Manual Motor Controller, l interruttore è omologato anche per la protezione magnetica dai cortocircuiti: è considerato Branch Circuit Protection a tutti gli effetti (ma solo per partenze motore). Per ottenere questa omologazione può essere richiesto l utilizzo di un accessorio il cui codice è riportato sulla targa stessa. 5.1 I Type E della Siemens La Grandezza S00 dei 3RV: dal non è più Type E, questa limita il salvamotore nell impiego nord americano. Il 3RV grandezza costruttiva S00, nelle applicazioni in Nord America protegge solo termicamente i motori e non dai cortocircuiti. Per continuare ad utilizzare i 3RV nella grandezza S00 è necessario prevedere a monte dei fusibili per la protezione magnetica del motore (protezione dalla sovraccorenti, cortocircuito). Il 3RV grandezza S0 per essere riconosciuto come TYPE E, e quindi provvedere alla protezione termica ed al corto circuito, deve essere installato con un particolare accessorio: il blocco morsetti 3RV1928-1H. Il 3RV grandezza Grandezza S2: L apparecchio base soddisfa già la norma per i Type E senza necessità di accessori. (3RV10 31 per la protezione di motori sono Type E UL-Listed fino a 50 A). Il 3RV Grandezza S3: valgono le stesse indicazioni per la grandezza S RV10 21 per la protezione di motori sono come Type E UL-Listed fino a 22 A con l impiego del blocco morsetti 3RV H 5-2 Etichetta 3RV 5-3 3RV10 41 per la protezione di motori sono Type E UL-Listed fino a 100 A con l impiego del blocco morsetti 3RT GA07. 2/7

30 5.2 Quali sono le limitazioni per SIRIUS 3RV come Type E Grandezza Descrizione Limitazione Size 00 Sezionamento e protezione termica motore. Necessitano di fusibili installati a monte per la protezione 3RV 1011 magnetica del motore. Size 0 Sezionamento e protezione termica del motore Con l impiego dell accessorio non si possono più utilizzare le sbarre 3RV 1021 Protezione magnetica solo con il blocco morsetti 3RV H. trifase isolate di collegamento in parallelo 3RV Size 2 Sezionamento e protezione termica del motore e protezione Nessuna. 3RV 1031 magnetica senza necessità di nessun blocco morsetti. Necessitano di un markings da apporre sul quadro elettrico. Size 3 Sezionamento e protezione termica del motore Con l impiego del nuovo blocco morsetti 3RT1946-4GA07 3RV 1041 Protezione magnetica solo con il blocco morsetti 3RT GA07. non è più possibile montare i contatti ausiliari frontali, solo i contatti ausiliari laterali. Necessitano di un markings da apporre sul quadro elettrico Tabella 5-1 Omologazione UL/CSA - Utilizzo previsto 2/8

31 6 Partenza motore Type F L accoppiamento di un salvamotore Type E e di un contattore ed il tutto testato da parte di UL o CSA può dare origine ad una partenza motore denomina Type F definito nel salvamotore coordinato con il suo contattore (ad esempio 50 ka), con il semplice TYPE E il valore da considerare nel calcolo è quello del componete con il valore più basso e quindi quello del contattore con 5 ka. MANUAL SELF-PROTECTED COMBINATION MOTOR CONTROLLER SHORT-CIRCUIT RATING RMS... Sulla targa del salvamotore deve essere apposta la seguente scritta (o una simile): Type F Combination Motor Controller when used with. (codice del contattore). Il vantaggio di una partenza Type F è che la tenuta al cortocircuito (Short Circuit Rating) ammessa dalla combinazione è uguale a quella del salvamotore (e non a quella del contattore che è imposta a 5 ka). Quindi con il nuovo NEC ed 2005 che richiede il calcolo della tenuta al corto circuito nei quadri elettrici, in presenza di un TYPE F il valore della corrente di corto circuito del ramo (vedi schema) è quello Grafico 6-1 Q1 K1 1 2 TYPE F 65kA Schema con Type F Grafico 6-2 Q1 K1 1 2 TYPE E 65kA MOTOR CONTROLLER SkA Schema con Type E 5 ka 6-1 Etichetta partenza motore type F 2/9

32 7 Il 3RV17 UL 489 universal use Nel nord america o si impiegano fusibili o interruttori automatici UL 489. Tutti gli altri interruttori automatici della famiglia dei salvamotori certificati UL 508 hanno notevoli limitazioni, nascono esclusivamente come dice la parola stessa, per la partenza e protezione del motore, ristringendo di molto il loro campo impiego. Il nuovo 3RV17 invece come forma costruttiva è un S3, certificato come UL 489 e non UL 508 e perciò senza limiti per: Sezionamento del quadro elettrico Protezione di circuiti feeder Protezione di autotrasformatori e trasformatori di potenza e di controllo Protezione di inverter ed azionamenti Protezione di gruppi di motore, senza l obbligo a valle di mettere gli allargatori di fase sui singoli salvamotori 1 Protezione di elementi riscaldanti o resistivi. Fino ad oggi difficilmente è impiegato un interruttore 3WL o 3ZF a protezione di inverter o trasformatori di potenza nel Nord America, si preferiva la protezione a fusibili, oggi con il nuovo 3RV17 è finalmente possibile proteggere anche questi dispositivi. Dati Tecnici caratteristiche del 3RV17: Tensione fino a 600V Corrente Nominale da 10 a 70A 7.1 Schemi ed esempi applicativi Grafico 7-1 Grafico 7-2 Q1 T CIRCUIT BREAKER 3RV17 Schema con 3RV17 Schema con trasformatore U1 Q1 1 2 CIRCUIT BREAKER 3RV17 INVERTER Schema con 3RV17 Schema con inverter F1 1 2 FUSE T1 1 2 Schema senza 3RV17 con fusibili UL F1 1 2 FUSE U1 INVERTER Schema senza 3RV17 con fusibili UL 1 Q1 CIRCUIT BREAKER 2 3RV17 F1 1 FUSE 2 A1 A1 K1 K2 A2 A2 M1 U1 V1 W1 M 3 M2 U1 V1 W1 M 3 PE PE A1 K3 A2 U1 V1 W1 M3 M 3 PE A1 A1 K1 K2 A2 A2 M1 U1 V1 W1 M 3 M2 U1 V1 W1 M 3 PE PE A1 K3 A2 U1 V1 W1 M3 M 3 PE 7-1 Interruttore automatico 3RV17 1 Solo se rispettare le regole del NEC per la group installation Grafico 7-3 Schema con 3RV17 Schema con UNICO 3RV17 con più motori Schema senza 3RV17 con fusibili UL 2/10

33 8 I Tap Conductor I TAP CONDUCTOR sono i cavi di collegamento tra il cavo o sistema di distruzione a sbarre del feeder e i dispositivi di protezione del rami,come fusibili, salvamotori, ecc Come regola generale i Tap Conductor possono essere ridotti al massimo di 1/3 della portata del cavo generale di linea se cablati e protetti entro i 25 ft (7,5 m ). Esempio Cavo di feeder AWG 2 (33,6 mm 2 ) portata 140 Ampere 2 Il cavo di Tap Conductor se entro i 7,5 m potrà essere ridotto al massimo di 1/3 della portata del cavo, quindi: Tap Concuctor = 140/3 = 46,6 A quindi ad un AWG 8 (8,4 mm 2 ) che ha una portata di 60A (AWG 10 è da 40 A). Quindi tutte le utenze comprese motori da 1 Hp dovranno essere cablati fino al salvamotore o fusibili con un cavo AWG 8 (8,4 mm 2 un 10 mm 2 per UE). Grafico 8-1 Feeder Tap conductor 25 ft max. Tap conductor Motor short-circuit ground-fault protective device and disconnecting means M Motor controller with overload devices 8.1 I 3RV Tap Conductor Una importante novità inserita nel NEC edizione 2002 (art.240) è l introduzione dei componenti marcati come Suitable as TAP CONDUCTOR. Con questi componenti, (tutti i salvamotori TYPE E della famiglia 3RV sono conformi e certificati per TAP CONDUCTOR), si possono applicare le nuove regole: entro i 10 ft (3 m) la portata del cavo può essere dimensionata in base alla propria protezione di ramo (fusibile o interruttore automatico). tra 10 ft (3 m) e 25 ft (7,5 m) la portata del cavo può essere 1/3. superiore ai 25 ft (7,5 m) la portata del cavo deve essere uguale a quella del conduttore di feeder. Tap Conductor Dimensionato in base alla protezione a valle Salvamotore, contattore, relè termici ecc. Feeder UL 489 Overcurrent protection of feeder Entro i 10 ft (3 mt) 10 ft > 25 Ft > 25 Ft oppure Tap Conductor 1/3 del cavo di feeder Tap Conductor uguale al cavo di feeder 2 Portata definita nella tabella 29.1 della UL 508A Industrial Control Panels 8-1 Scelta dei Tap conductor 2/11

34 9 Markings L utilizzo di un salvamotore Type E o di una combinazione che prevede un interruttore magnetico puro richiede l apposizione di appositi Warning (cioè targhe di avvertimento). La scritta WARNING deve essere alta almeno 3,2 mm, mentre il testo deve essere almeno 1,6 mm. 9.1 Interruttore magnetico puro (partenza Type D) Se la protezione dal cortocircuito è realizzata con un interruttore magnetico puro all esterno del quadro o immediatamente all interno si deve apporre a) with the word WARNING and the following or the equivalent: To maintain overcurrent, short-circuit, and ground-fault protection, the manufacturer s instructions for selecting current elements and setting the instantaneous-trip circuit breaker must be followed. b) with the word WARNING and the following or the equivalent: Tripping of the instantaneous-trip circuit breaker is an indication that a fault current has been interrupted. Current-carrying components of the magnetic motor controller should be examined and replaced if damaged to reduce the risk of fire or electric shock. If burnout of the current element of an overload relay occurs, the complete overload relay must be replaced. 9.3 Conduttori a bordo macchina e morsetti Il dimensionamento dei conduttori di bordomacchina e dei morsetti di interfaccia quadro-bordomacchina deve essere fatto in base alla corrente nominale del motore. La tabella di riferimento per le portate è la 28.1 di UL508A. I z (ExternalConductor, Terminal) 1,25 FLA I z 1,25 27 = 33,75 A Dalla tabella 28.1 si sceglie un conduttore in rame da 75 C: AWG 8 da 50 A Grafico 9-1 FUSE CONTROLLER OVERLOAD PROTECTION INT. WIRE 1 2 BRANCH CIRCUIT PROTECTION TERMINAL AWG 8 EXT. WIRE MOTOR M A1 A2 1 2 CIRCUIT BREAKER 50 A 33,75 A 20 hp, 480V 27 A Dimensionamento dei conduttori di bordo macchina 9.4 Conduttori interni al quadro Il dimensionamento dei conduttori interni al quadro deve essere fatto in base alla corrente nominale del motore. La tabella di riferimento per le portate è la 29.1 di UL508A. I z (ExternalConductor, Terminal) 1,25 FLA I z 1,25 27 = 33,75 A Dalla tabella 29.1 si sceglie un conduttore in rame: AWG 10 da 40 A Grafico 9-2 FUSE CONTROLLER OVERLOAD PROTECTION 1 2 BRANCH CIRCUIT PROTECTION INT. WIRE AWG 10 TERMINAL AWG 8 EXT. WIRE MOTOR M A1 A2 1 2 CIRCUIT BREAKER 40 A 33,75 A 50 A 33,75 A 20 hp, 480V 27 A Dimensionamento dei conduttori interni ai quadri elettrici 9.2 Salvamotore Type E Se si utilizza un salvamotore Type E all esterno del quadro o immediatamente all interno si deve apporre: 2/12

35 9.5 Omologazioni Famiglia CCN (standard) File CSA Protezione dal Protezione Controllo Sezionamento Siemens File UL (se presente) corto circuito BCP termica motore BCP 3ZF DIVQ (UL489) LR13077 X X int. aut. E10848 (se tarato a come da par. 2.4) 3ZF DKPU2 (UL489) LR42022 X solo magn. E68312 eccetto PXD, RXD 3RV17 DIVQ (UL489) X X X X E RV S00, S0, S2, S3 NLRV (UL508) LR12730 X X X man. mtr. cntr. E RV S0 + NKJH (UL508) LR12730 X X X X 3RV1928-1H E Type E 3RV S0 + NKJH (UL508) LR12730 X X X X 3RV1928-1H + E RT1.2 3RW 3.2 Type F 3RV S2 NKJH (UL508) LR12730 X X X X Type E E RV S3 + NKJH (UL508) LR12730 X X X X 3RT1946-4GA07 E Type E 3RT NLDX (UL508) LR12730 X E RU NKCR (UL508) LR12730 X E RB NKCR (UL508) LR12730 X E6535 3RW NMFT (UL508) LR12730 X E RA NLDX (UL508) LR12730 X E31519 Tabella 9-1 Omologazione UL/CSA - Utilizzo previsto per partenze motore 2/13

36 Heater Circuit Lighting Circuit Famiglia CCN (standard) File CSA BCP Controllo BCP Controllo Siemens File UL (se presente) 3ZF DIVQ (UL489) LR13077 X X (qualsiasi taglia) E ZF WJAZ (UL489) LR42022 X X (qualsiasi taglia) E RT X X (per specifica (per specifica applicazione) applicazione) Tabella 9-2 Omologazione UL/CSA - Utilizzo previsto per circuiti diversi da partenze motore Accessori 3ZF - ED Handle Operator, Terminal, Rear Stud Electrical Accessories 3ZF - FXD, JXD, LXD Handle Operator Terminal, Rear Stud Electrical Accessories 3ZF - MXD, NXD Terminal Rear Stud Electrical Accessories 3ZF - PXD, RXD Motor Operator Terminal Electrical Accessories 3RV, 3RT, 3RU, 3RB, 3RA, 3RW Accessories File UL (CCN) E23615 (QEUY2) E69455 (DIHS) E57501 E23615 (QEUY2) E69455 (DIHS) E23615 (QEUY2) E63311 (DHWZ) E69455 (DIHS) E (DIHS) E23615 (QEUY2) E69455 (DIHS) E44653 (NKCR) Tabella 9-3 Omologazione UL/CSA degli accessori 2/14

37 Appunti 2/15

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39 I circuiti di comando e controllo secondo le norme Nord Americane 1 I circuiti di controllo in Nord America 2 Control circuit 3 Circuiti di controllo per Industrial Machinery 4 Come riconoscere e distinguere gli interruttori UL Markings

40 1 I Circuiti di controllo in Nord America I circuiti di comando e controllo (remote control) sono suddivisi in: class 1: circuito di controllo generico senza limiti in tensione e potenza; class 2: circuito intrinsecamente limitato in tensione e corrente; low-voltage limited energy circuit: circuito similare alla Class 2, limitato in potenza e tensione. 1.1 Requisiti e scelta dei componenti Gli standard di riferimento sono: Interruttori Automatici (Molded Case Circuit Breaker secondo UL 489) Componenti specifici per circuiti di controllo (Supplementary Protector secondo UL 1077, Supplementary Fuses secondo UL248-14) Riferimenti Normativi NEC 2005 National Electrical Code NFPA 79 Industrial Machinery UL 508A Industrial Control Panels Macchine per: Lavorazione dei metalli Lavorazione materiali plastici Legno Robot Macchine per l assemblaggio e il trasporto dei materiali. I circuiti di controllo devono essere alimentati da trasformatori con avvolgimenti separati. La tensione del circuito di controllo deve essere inferiore a 120V. Un lato del circuito di controllo deve essere connesso al circuito equipotenziale di protezione 1-1 Industrial Machinery 3/2

41 2 Control Circuit 2.1 Requisiti generici I carichi ammessi per un circuito di controllo sono: bobine (dei contattori); elettrovalvole; contatori generici; segnalatori acustici e spie luminose; solenoidi: devono essere valutati caso per caso (bobine diverse da contattori). Lampade di manutenzione interno ai quadro elettrici Ventole o sistemi di condizionamento dei quadro elettrici I motori, l illuminazione bordo macchina i carichi resistivi sono sempre considerati circuiti di potenza. I circuiti di controllo possono essere alimentati direttamente dalla distribuzione generale (feeder) oppure a valle delle protezioni esistenti dal cortocircuito: alimentazione diretta da feeder: è necessario che la protezione a monte del circuito di controllo sia adatta a circuiti di potenza, Branch Circuit Protection, (interruttore automatico UL489 o fusibili) ed abbia taglia uguale o inferiore a 20 A. A valle del BCP possono essere utilizzati componenti specifici per circuiti di controllo (per esempio i 5SY UL1077); alimentazione a valle di protezioni dal cortocircuito pre-esistenti: essendo già assicurata la protezione dal cortocircuito possono essere direttamente utilizzati i componenti specifici per circuiti di controllo (per esempio i 5SY UL1077). DISC FEEDER o alimentazione BCP Branch circuit protection (protezione di ramo) Grafico 2-1 FEEDER o alimentazione 3/3

42 2.2 Classe I I circuiti di Classe 1 non sono limitati in tensione (all interno dei 600 V che individuano la bassa tensione), né in potenza. Tutti i componenti installati all interno di un circuito Class 1 devono essere certificati da un laboratorio di prova americano (p.e. UL). I conduttori del circuito di controllo possono essere posati assieme a quelli di potenza purché siano isolati per la massima tensione presente, in caso contrario occorre separarli o segregarli. Le protezioni devono essere dimensionate in base a: portata dei conduttori del circuito: la taglia della protezione deve essere inferiore alla portata; tipo e taglia di protezione richiesta sui label dei componenti del circuito. È comunque possibile coordinare verticalmente le protezioni per soddisfare entrambe le condizioni SY con taglia 20 A O fusibili con portafusibili 3NW7 circuito di controllo è cablato con AWG 14 (20 A) 1 2 5SY da 20 A taglia come da richiesta del label del componente a valle A1 A1 A1 A2 A2 A2 Foto 5SY e Portafusibili 10x38 3NW7 Grafico 2-2 Dimensionamento delle protezioni di un circuito in classe 1 3/4

43 2.3 Classe 2 I circuiti di Classe 2 sono limitati in tensione ed in potenza in quanto alimentati da sorgenti intrinsecamente limitate per costruzione: trasformatori XOKV UL 1585 Class 2 Transformer alimentatori NWGQ UL 1950 Information Technology Equipment con esplicita dicitura Class 2 All interno di un circuito Class 2 possono essere installati componenti non omologati UL e CSA! I conduttori possono essere: posati assieme alla potenza: conduttori omologati UL (style xxx) ed isolati per la massima tensione presente; separati o segregati dalla potenza: conduttori non omologati UL (style xxx) interni al quadro oppure omologati UL non isolati per la massima tensione presente. Le protezioni devono essere dimensionate in base al tipo ed alla taglia della protezione indicata sul label dell alimentazione del circuito: possono anche non essere richieste. 2.4 Low-Voltage Limited Energy Circuit I circuiti low-voltage limited energy devono essere limitati in tensione ed in potenza con apposite protezioni: Interruttori Automatici (UL 489); Fusibili di potenza e Supplementary Fuses (UL248); Interruttori automatici per circuiti di controllo, Supplementary Protector (UL 1077). Le sorgenti di alimentazione devono essere omologate e sono sottoposte alla sola richiesta di separare il circuito di controllo da quello di potenza: trasformatori ad avvolgimenti separati, alimentatori switching con all interno adeguata separazione, batterie, TA di misura (anche non omologati se con uscita a 5 A). All interno di un circuito low-voltage limited energy possono essere installati componenti non omologati. Eccezione: i dispositivi di potenza (come p.e. azionamenti, drive, ecc.) e di sicurezza (come p.e. barriere immateriali, finecorsa, ecc.) devono essere omologati. I conduttori possono essere posati assieme alla potenza purché siano conduttori certificati UL ed isolati per la massima tensione presente. In caso contrario devono essere separati o segregati. Le protezioni devono essere dimensionate come segue: Open-circuit secondary voltage, volts (peak) Tabella 2-1 Maximum overcurrent device, amperes /V a a Where V is equal to the peak or dc open-circuit secondary voltage. Dimensionamento protezioni La nota indica che nel calcolo della taglia massima della protezione in corrente alternata si deve applicare il valore di picco della tensione (VP) e non il valore efficace (VRMS). L1 L2 L3 Alimentatore da 10 A: può alimentare più circuiti low voltage limited energy. I circuiti iniziano a valle della protezione SY da 2 A o o 3NW7 5SY da 4 A o o 3NW7 Grafico 2-3 Dimensionamento delle protezioni di un circuito low voltage limited energy 3/5

44 3 Circuiti di controllo per Industrial Machinery Le tipologie di circuiti di controllo rimangono invariate, ma vengono date alcune indicazioni aggiuntive. 3.1 Tensione del circuito di controllo Il circuito di controllo deve avere tensione non superiore a 120 V (efficaci se in AC). Se il circuito a 120 V è alimentato da altri circuiti con tensione superiore, è necessario che il trasformatore sia ad avvolgimenti separati. In caso contrario può essere derivato direttamente con le stesse regole già viste al capitolo 2 I componenti connessi solo a circuiti con tensione minore di 150 V (p.e. relè ausiliari) devono essere installati separatamente dai componenti connessi anche a circuiti con tensione superiore a 150 V (p.e. contattori di potenza). 3.2 Connessione del circuito di controllo Se il circuito ha un lato connesso al circuito equipotenziale di protezione ( terra ), un terminale di qualsiasi dispositivo elettrico deve essere connesso direttamente a questo lato. 3.3 Colori dei conduttori I conduttori dei circuiti di controllo devono essere identificati mediante colori come segue (con terra si indica il circuito equipotenziale): nero: conduttori AC alla stessa tensione dell alimentazione dell equipaggiamento rosso: conduttori AC a tensione diversa dall alimentazione dell equipaggiamento bianco o grigio chiaro: conduttori AC del circuito di controllo connessi a terra (indipendentemente dalla tensione) blu: conduttori DC non connessi a terra bianco/blu: conduttori DC connessi a terra giallo: conduttori di interblocco alimentati dall esterno non connessi a terra bianco/giallo: conduttori di interblocco alimentati dall esterno connessi a terra Macchine per: Lavorazione dei metalli Lavorazione materiali plastici Legno Robot Macchine per l assemblaggio e il trasporto dei materiali. 3-1 Industrial Machinery 3/6

45 4 Come riconoscere e distinguere gli interruttori UL1077 Nella targa di identificazione UL dell interruttore è riportato il marking curus e le tensioni di utilizzo del componente. Non è indicato il Short Circuit Rating che è possibile trovare sul sito internet di Underwriters Laboratory ( nella colonna SC. 4-1 Interruttore 5SY 4-2 Etichetta 5SY Cat. No. Type UG FW Max Volts Max Amperes TC OL SC 5SX2 Series OC A ,2 0,1 5 ka, U1 7.5 ka, U1 14 ka, U1 5SY4, 5SY6, 5SY7, 5SY8 OC A ka, U2 7.5 ka, U2 14 ka, U2 Tabella 4-1 Caratteristiche interruttori 3/7

46 5Markings I circuiti di controllo richiedono l uso di alcuni marking specifici. 5.1 Morsettiere e Morsetti La morsettiera di un circuito Class 1 o lowvoltage limited energy deve essere identificata con un marking che riporta la dicitura Class 1 control circuit. La morsettiera di un circuito Class 2 deve essere identificata con un marking che riporta la dicitura Class 2 control circuit. I morsetti che accettano solo sezioni inferiori ad AWG 14 devono essere identificati e devono essere dichiarate, a fianco del componente o sullo schema, le sezioni accettate (p.e. AWG 16-24). 5.2 Individuazione circuiti class 2 o low-voltage limited energy I circuiti Class 2 o low-voltage limited energy devono essere chiaramente indicati sullo schema elettrico. Famiglia Siemens CCN (standard) File CSA Protezione dal Protezione dalle (se presente) corto circuito sovracorrenti Fiel UL BCP Control Circuit 3ZF - ED DIVQ (UL489) int. aut. E10848 fino a 20 A LR13077 X X 5SY4, 5SY6, QVNU2/8 (UL1077) 5SY7, 5SY8 E X 5SX2 QVNU2/8 (UL1077) E X X 3NW7 0, 1 Tabella 5-1 3NW7 3 IZLT2/8 (UL512) E IZLT2/8 (UL512) E LR Omologazione UL/CSA - Utilizzo previsto per partenze motore Accessori 3ZF - ED Handle Operator, Terminal, Rear Stud Electrical Accessories 5SX2, 5SY4, 5SY6, 5SY7, 5SY8 Contatti ausiliari e di segnalazione File UL (CCN) E23615 (QEUY2) E69455 (DIHS) E (QVNU2/8) (con fusibili 10x38 omologati UL e/o CSA) X (con fusibili 10x38 omologati UL e/o CSA) Tabella 5-2 Omologazione UL/CSA degli accessori 3/8

47 Appunti 3/9

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49 Industrial Machinery 1 Requisiti specifici per Industrial Machinery 2 Requisiti specifici per air conditioning and refrigeration equipment 3 Requisiti specifici per robots 4 Requisiti specifici per Presse

50 Industrial Machinery 1 Requisiti specifici per Industrial Machinery 1.1 Macchine rientranti nelle categoria Industrial Machinery Rientrano nelle categoria delle macchine per lo standard UL 508A Industrial machinery le macchine per: La lavorazione dei metalli La lavorazione materiali plastici Macchine per il legno Macchine per l assemblaggio e il trasporto dei materiali. Devo rispondere oltre ai requisiti generali definiti nei capitolo precedenti anche ai punti seguenti Armadi elettrici Tutti le porte degli armadi elettrici devono essere interbloccate meccanicamente con il sezionatore generale. 1.3 Limitazione nell uso dei fusibili Sono consigliati fusibili di tipo: CC, J, RK1 e RK5. Sono vietati fusibili: H, K, G e T. 1.4 Limitazioni aggiuntive per i circuiti di comando e controllo I circuiti di controllo devono essere alimentati da trasformatori con avvolgimenti separati, gli autotrasformatori sono vietati. La tensione del circuito di controllo deve essere inferiore a 120V. Un lato del circuito di controllo deve essere connesso al circuito equipotenziale di protezione. 1.5 Limitazione sugli Interblocco per contattori L interblocco nei contattori per le macchine industriali deve essere del tipo elettrico e meccanico: il solo interblocco elettrico non è considerato sufficiente per queste tipologie di macchine. 1.6 Limitazioni per il dimensionamento dei cavi Tutti i cavi devono essere dimensionati al minimo al 125% del FLA del carico che alimentano e scelti in base alle tabelle della UL 508A o del NEC. La sezione minima dei cavi di potenza anche all interno di quadri elettrici deve essere di AWG 14 (2,1 mm 2 ) Calcolo del conduttore di linea Il calcolo del conduttore di feeder per Industrial Machinery segue una regola diversa: il 125% della FLA (corrente Nominale) del motore più grande + 125% della somma delle correnti nominali di tutti i carichi resistivi + somma di tutte le altre correnti nominali 1.7 Protezione per circuiti di illuminazione La massima protezione per un circuito lighting è 15 A. 2 Requisiti specifici per air conditioning and refrigeration equipment 2.1 Limitazione sui contattori per compressori ermetici Devono essere utilizzati dei contattori definite-porpose con almeno le seguenti caratteristiche: 1. Avere una tensione non minore della tensione del circuito 2. Una corrente nominale del motore o del ramo 3. Avere il LRA non minore del LRA del motore 4. Numero minimo di manovre Elevator control Oltre ai requisiti generali di dimensionamento definiti dal NEC UL 508A e dalla NFPA 79 è necessario utilizzare le norme ANSI/ASME A17.1 American National Standard Safety Code for Elevators and Escalators, e ANSI/ASME A17.5, American National Standard Safety Code for Elevator and Escalator Equipment. 4 Requisiti specifici per robots Oltre ai requisiti generali di dimensionamento definiti dal NEC, NFPA 79 è necessario utilizzare le norme UL 1740 ed ANSI/RIA Requisiti di sicurezza per robot e sistemi robotici industriali. 5 Requisiti specifici per Presse ANSI B Presse meccaniche, ANSI B Presse idrauliche, ANSI B Presse piegatrici elettriche 1 In questa trattazione sono riportati i punti principali ed non si intendete esaustiva, i riferimenti sono legati alla UL 508A edizione 2001 e al NFPA79 edizione 2002 il progettista dovrà sempre verificare gli standard e le norme applicabili. 4/2