RELAZIONE DI CALCOLO
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- Geraldo Grossi
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2 RELAZIONE DI CALCOLO 1 CALCOLO CONDUTTURE ELETTRICHE Dimensionamento delle linee in cavo Campo di impiego e procedure di calcolo delle sigle dei cavi Modalità di posa Schede calcolo cavi 9 Pagina 1 di 22
3 1 CALCOLO CONDUTTURE ELETTRICHE 1.1 Dimensionamento delle linee in cavo Nelle schede di calcolo delle linee in cavo sono riportati i parametri elettrotecnici quali la sezione, la resistenza, la reattanza, la caduta di tensione alla temperatura di servizio, la potenza dissipata, il valore dell'energia specifica passante (I2t) sopportabile e, al fine di facilitare la scelta dell'apparecchio di protezione, il valore di taratura dello sganciatore magnetico atto a proteggere il cavo in tutta la sua lunghezza partendo dalla corrente di impiego e dalle condizioni di installazione del cavo. Il metodo di calcolo impiegato è quello proposto Norma CEI quarta edizione per quanto riguarda: - la protezione del conduttore di fase - la protezione del conduttore di neutro - la protezione del conduttore di protezione - la protezione contro i contatti indiretti - le modalita` di posa Conformità alla Norma CEI-UNEL 35024/1 per quanto riguarda: - il dimensionamento del conduttore di fase Conformità alla Norma CEI per quanto riguarda: - il calcolo delle correnti massime di corto circuito - il calcolo delle correnti minime di corto circuito - il calcolo della corrente di guasto verso terra inoltre il programma di calcolo utilizzato provvede alla verifica della conformità d installazione dei prodotti come nel seguito specificato. Conformità alla Norma CEI EN per quanto riguarda : - interruttori automatici modulari (uso domestico e similare) Conformità alla Norma CEI EN per quanto riguarda - interruttori automatici modulari (uso industriale) Pagina 2 di 22
4 - interruttori automatici scatolati - interruttori automatici in aria Conformità alla Norma CEI EN per quanto riguarda: - interruttori di manovra/sezionatori di qualsiasi genere Conformità alla Norma CEI EN /CEI EN per quanto riguarda : - interruttori automatici modulari con dispositivi differenziali - interruttori differenziali puri modulari Conformità alla Norma CEI EN per quanto riguarda : - il coordinamento dei dispositivi di protezione e comando motore (interruttore automatico - relè` termico - contattore) Conformità alla Norma CEI-EN per quanto riguarda: - Condotti sbarre prefabbricati da 20 a 4000A Pagina 3 di 22
5 1.2 Campo di impiego e procedure di calcolo I calcoli si sono basati sullo studio di reti di distribuzione elettrica con le seguenti caratteristiche generali: - alimentazione in corrente alternata sinusoidale - tensione fino a 690 V - frequenza: 50 o 60 Hz - sistema di neutro TNC, TNS, TT, IT - di distribuzione: monofase, bifase, trifase con e senza neutro Nei calcoli elettrotecnici effettuati durante il dimensionamento delle linee elettriche ed il coordinamento con i dispositivi di protezione per quanto riguarda il sovraccarico sono sempre verificati le seguenti relazioni fondamentali: e Ib<=In<=Iz If<=1,45Iz dove Ib è la corrente d impiego, In è il valore della corrente nominale dell interruttore di protezione utilizzato, Iz corrisponde alla portata del cavo scelto ed If è la corrente convenzionale di funzionamento del dispositivo di protezione che ne provoca l intervento in un tempo sufficientemente breve. Per quanto riguarda il corto circuito i dispositivi scelti garantiranno sempre un potere d interruzione superiore a quello della corrente di corto circuito presunta nel punto di installazione calcolata nelle condizioni peggiori (corto circuito trifase), interverranno in un tempo compatibile con le componenti da proteggere, devono intervenire con le correnti di corto circuito minime e non in caso di sovraccarico; premesso questo anche le condutture devono soddisfare le seguenti relazioni che riguardano l energia specifica passante nel cavo ed in particolare: I 2 t<=k 2 s 2 Dove I è la corrente di corto circuito (dapprima calcolata col valore e poi con quello ), t è il tempo d intervento della protezione, s è la sezione del cavo, è un coefficiente che Pagina 4 di 22
6 dipende dal di isolante. Tale relazione verrà sempre soddisfatta sia per il valore della corrente di corto circuito che al fine di garantire una energia specifica passante sopportabile dal cavo. Pagina 5 di 22
7 1.3 delle sigle 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. Sigla di designazione (esempio) H 07 R N - - F 3 G 1,5 Tipo di cavo Armonizzato H (riferimento norme) Derivante da armonizzato A Nazionale N Tensione nominale Fino a 300V 03 Fino a 500V 06 Fino a 750V 07 Fino a 1000V 1 Rivestimento isolante Gomma etilenpropilenica (EPR) B Guaina, trecce, rivestimenti protettivi Gomma naturale o equivalente (Rubber) Cloruro di polivinile (PVC) Polietilene reticolato (XLPE) Policloroprene (neoprene) Gomma etilenpropilenica (EPR) Gomma naturale o equivalente (Rubber) Cloruro di polivinile (PVC) Polietilene reticolato (XLPE) Policloroprene (neoprene) Eventuali costruzioni speciali Cavi piatti divisibili H Cavi piatti non divisibili Materiale conduttore Rame (nessun simbolo) - Forma del conduttore Alluminio Conduttore a filo unico rigido Conduttore a corda rigida Conduttore a corda flessibile per installazione mobile (classe 5) Conduttore a corda flessibile per installazione fissa Conduttore a corda flessibilissimo (classe 6) Composizione del cavo Numero di conduttori num. R V X N B R V X N H2 A U R F H Simbolo moltiplicatore in assenza di conduttore di protezione giallo/verde X Sezione nominale conduttore In presenza di conduttore di protezione giallo/verde G num. Pagina 6 di 22
8 1.4 Modalità di posa Tabella A.1: Tipi di posa, a cui si applica la stessa portata, di cavi unipolari in tubo o in canale. Numero di Rif. Tab. 52C Tipo di posa Descrizione CEI 3 Tubi protettivi circolari posati su o distanziati da pareti. Tabella A.2: Numero di Rif. Tab. 52C CEI 3A Tipi di posa, a cui si applica la stessa portata, di cavi mullari. Tipo di posa Descrizione Tubi protettivi circolari posati su o distanziati da pareti. 4 Tubi protettivi non circolari posati su pareti. 4A Tubi protettivi non circolari posati su pareti. 5 Tubi protettivi annegati nella muratura. 5A Tubi protettivi annegati nella muratura. 22 Tubi protettivi circolari posati in cavità di strutture. 21 Cavità di strutture. 23 Tubi protettivi non circolari posati in cavità di strutture. 22A Tubi protettivi circolari posati in cavità di strutture. 24 Tubi protettivi non circolari annegati nella muratura. 24 Controsoffitti e pavimenti sopraelevati. 31 Canali posati su parete con percorso orizzontale. 31 Canali posati su parete con percorso orizzontale. 32 Canali posati su parete con percorso verticale. 32 Canali posati su parete con percorso verticale. 33 Canali incassati nel pavimento. 33A Canali incassati nel pavimento. 34 Canali sospesi. 34A Canali sospesi. 41 Tubi protettivi circolari posati entro cunicoli chiusi, con percorso orizzontale o verticale. 43 Cunicoli aperti o ventilati con percorso orizzontale o verticale. 42 Tubi protettivi circolari posati entro cunicoli ventilati incassati nel pavimento. 61 Cavi unipolari con guaina o mullari in tubi protettivi interrati od in cunicoli interrati. Pagina 7 di 22
9 72 Canali provvisti di elementi di separazione. 63 Cavi unipolari con guaina o mullari interrati con protezione meccanica addizionale. Figura 1: Cavi in strato: a) non distanziati; b) distanziati; c) doppio strato. Figura 2: Cavi in fascio: a) in canale; b) in tubo; c) su passerella. a) a) > 2d 2 b) d 1 d 2 b) c) < 30 cm c) Pagina 8 di 22
10 1.5 Schede calcolo cavi ALIMENTAZIONE DATI GENERALI DI IMPIANTO Tensione Nominale [V] Sistema di Neutro Distribuzione P. Contrattuale [kw] Frequenza[Hz] 380 TT Ul=50 Ra=1,00 Ig=50,00 ALIMENTAZIONE PRINCIPALE:INGRESSO LINEA 3 Fasi + Neutro 63,1 50 I cc [ka] dv a monte Cos cc Cos carico 10 0,0 0,50 0,80 STRUTTURA QUADRI QG - Quadro Generale LINEE Utenza Ph/N/PE P [kw] Cos Tensione [V] I b [A] Quadro: [QG] Quadro Generale differenziale porta 3F+N+PE 20 0, ,9 motore anta sx porta M F+PE 10 0, motore anta dx porta M F+PE 10 0, differ. paratoia 3F+N+PE 11 0, ,8 motore paratoia sx M F+PE 5,5 0, ,4 motore paratoia dx M F+PE 5,5 0, ,4 differenziale porta 3F+N+PE 20 0, ,9 motore anta sx porta M F+PE 10 0, motore anta dx porta M F+PE 10 0, differ. paratoia 3F+N+PE 11 0, ,8 motore paratoia sx M F+PE 5,5 0, ,4 motore paratoia dx M F+PE 5,5 0, ,4 servizi ausiliari U0.1.5 F+N+PE 0,1 0, ,5 prese di U F+N+PE illuminazione U0.1.7 F+N+PE 1 0, riserva U F+N+PE COORDINAMENTO MOTORI Pagina 9 di 22
11 P Motore [kw] Tipo Avv. Int. Di Macchina Int. Avviatore Contattore Contattore Termico Termico Reg. Min [A] Reg. Max [A] Quadro: [QG] Quadro Generale 10 TP LUB32 Q TP LUB32 Q ,5 TP LUB12 Q ,5 TP LUB12 Q TP LUB32 Q TP LUB32 Q ,5 TP LUB12 Q ,5 TP LUB12 Q REGOLAZIONI Utenza Interruttore Poli T sd [s] I i Quadro: [QG] Quadro Generale Curva Sganciatore I g [xi n - A] I n [A] I r [A] T r [s] I m [ka] I sd [ka] T g [s] Differenz. Classe I n [A] T n [s] interruttore C120 N 4 C ,25 1,25 Q servizi ausiliari C40 N 1+N C 6 6-0,06 0,06 Q Vigi A SI 0,03 Ist. prese di C40 N 3+N C ,16 0,16 Q Vigi A SI 0,03 Ist. illuminazione C40 N 1+N C 6 6-0,06 0,06 Q Vigi A SI 0,03 Ist. riserva C40 N 3+N C ,16 0,16 Q Vigi A SI 0,03 Ist. INTERRUTTORE 63,1 122,72 122,72 117,27 117,27 0,80 1,00 Pagina 10 di 22
12 CAVO [ m/w] L1 3F+N+PE uni ,0 1x 25 1x 25 1x 16 H07RN-F 0,72 0,106 11, ,106 0,04 0,04 4,0 122, ,8 7,81 0,05 INTERRUTTORE Utenza Interruttore Poli Curva Sganciatore I n [A] I r [A] T r [s] I m [ka] I sd [ka] T sd [s] I i I g [xi n - A] T g [s] Differenz. Classe I n [A] T n [s] interruttore C120 N 4 C ,25 1,25 Q Verificata DIFFERENZIALE PORTA 20 37,85 37,85 37,85 37,85 0,80 1,00 SEZIONATORE DIFFERENZIALE Modello I n [A] Classe I n [A] T n [s] U imp comune [kv] U imp diff [kv] I m [ka] iid (4P) 40 A 0,5 istant ,50 Coordin. interr. monte [ka] Pagina 11 di 22
13 MOTORE ANTA SX PORTA CAVO 10 18,99 18,99 18,99 18,99 0,80 1,00 1,00 [ m/w] L F+PE multi 50 03A ,0 1x 10 1x 10 FG7OR 90,0 4, , ,411 0,81 0,85 4, ,8 2,1 1,24 0,05 CONTATTORE/TERMICO Contattore Un Bobina [V] I n [A] Relè Termico Reg. Min [A] Reg. Max [A] Ct0.2.1 <non definito> MOTORE ANTA DX PORTA 10 18,99 18,99 18,99 18,99 0,80 1,00 1,00 Pagina 12 di 22
14 CAVO [ m/w] L F+PE multi 50 03A ,0 1x 10 1x 10 FG7OR 90,0 4, , ,411 0,81 0,85 4, ,8 2,1 1,24 0,05 CONTATTORE/TERMICO Contattore Un Bobina [V] I n [A] Relè Termico Reg. Min [A] Reg. Max [A] Ct0.2.2 <non definito> DIFFER. PARATOIA 11 20,78 20,78 20,78 20,78 0,80 1,00 SEZIONATORE DIFFERENZIALE Modello I n [A] Classe I n [A] T n [s] U imp comune [kv] U imp diff [kv] I m [ka] iid (4P) 25 A 0,03 istant ,50 MOTORE PARATOIA SX Coordin. interr. monte [ka] 5,5 10,44 10,44 10,44 10,44 0,80 1,00 1,00 Pagina 13 di 22
15 CAVO [ m/w] L F+PE multi 50 03A ,0 1x 4 1x 4 FG7OR 225,0 5,05 235, ,156 1,1 1,14 4,0 10,4 22,8 9,8 0,92 0,54 0,05 CONTATTORE/TERMICO Contattore Un Bobina [V] I n [A] Relè Termico Reg. Min [A] Reg. Max [A] Ct0.2.3 <non definito> MOTORE PARATOIA DX CAVO 5,5 10,44 10,44 10,44 10,44 0,80 1,00 1,00 [ m/w] L F+PE multi 50 03A ,0 1x 4 1x 4 FG7OR 225,0 5,05 235, ,156 1,1 1,14 4,0 10,4 22,8 9,8 0,92 0,54 0,05 Pagina 14 di 22
16 CONTATTORE/TERMICO Contattore Un Bobina [V] I n [A] Relè Termico Reg. Min [A] Reg. Max [A] Ct0.2.4 <non definito> DIFFERENZIALE PORTA 20 37,85 37,85 37,85 37,85 0,80 1,00 SEZIONATORE DIFFERENZIALE Modello I n [A] Classe I n [A] T n [s] U imp comune [kv] U imp diff [kv] I m [ka] iid (4P) 40 A 0,5 istant ,50 MOTORE ANTA SX PORTA Coordin. interr. monte [ka] CAVO 10 18,99 18,99 18,99 18,99 0,80 1,00 1,00 [ m/w] L F+PE multi 50 03A ,0 1x 10 1x 10 FG7OR 90,0 4, , ,411 0,81 0,85 4, ,8 2,1 1,24 0,05 Pagina 15 di 22
17 CONTATTORE/TERMICO Contattore Un Bobina [V] I n [A] Relè Termico Reg. Min [A] Reg. Max [A] Ct0.2.5 <non definito> MOTORE ANTA DX PORTA CAVO 10 18,99 18,99 18,99 18,99 0,80 1,00 1,00 [ m/w] L F+PE multi 50 03A ,0 1x 10 1x 10 FG7OR 90,0 4, , ,411 0,81 0,85 4, ,8 2,1 1,24 0,05 CONTATTORE/TERMICO Contattore Un Bobina [V] I n [A] Relè Termico Reg. Min [A] Reg. Max [A] Ct0.2.6 <non definito> Pagina 16 di 22
18 DIFFER. PARATOIA 11 20,78 20,78 20,78 20,78 0,80 1,00 SEZIONATORE DIFFERENZIALE Modello I n [A] Classe I n [A] T n [s] U imp comune [kv] U imp diff [kv] I m [ka] iid (4P) 25 A 0,03 istant ,50 MOTORE PARATOIA SX Coordin. interr. monte [ka] CAVO 5,5 10,44 10,44 10,44 10,44 0,80 1,00 1,00 [ m/w] L F+PE multi 50 03A ,0 1x 4 1x 4 FG7OR 225,0 5,05 235, ,156 1,1 1,14 4,0 10,4 22,8 9,8 0,92 0,54 0,05 CONTATTORE/TERMICO Contattore Un Bobina [V] I n [A] Relè Termico Reg. Min [A] Reg. Max [A] Ct0.2.7 <non definito> Pagina 17 di 22
19 MOTORE PARATOIA DX CAVO 5,5 10,44 10,44 10,44 10,44 0,80 1,00 1,00 [ m/w] L F+PE multi 50 03A ,0 1x 4 1x 4 FG7OR 225,0 5,05 235, ,156 1,1 1,14 4,0 10,4 22,8 9,8 0,92 0,54 0,05 CONTATTORE/TERMICO Contattore Un Bobina [V] I n [A] Relè Termico Reg. Min [A] Reg. Max [A] Ct0.2.8 <non definito> SERVIZI AUSILIARI 0,1 0,51 0, ,90 1,00 Pagina 18 di 22
20 CAVO [ m/w] L0.1.5 F+N+PE uni ,0 1x 1,5 1x 1,5 1x 1,5 H07RN-F 12,0 0,168 23, ,274 0,01 0,05 4,0 0,5 27 9,8 7,18 3,6 0,05 INTERRUTTORE Utenza Interruttore Poli Curva Sganciatore I n [A] I r [A] T r [s] I m [ka] I sd [ka] T sd [s] I i I g [xi n - A] T g [s] Differenz. Classe I n [A] T n [s] servizi ausiliari C40 N 1+N C 6 6-0,06 0,06 Q Vigi A SI 0,03 Ist. PRESE DI CAVO ,00 [ m/w] L F+N+PE multi 50 03A 30-1,0 1x 4 1x 4 1x 4 FG7OR 225,0 5,05 236, ,156 0,0 0,04 4,0 Pagina 19 di 22
21 0 35 9,8 0,92 0,3 0,05 INTERRUTTORE Utenza Interruttore Poli Curva Sganciatore I n [A] I r [A] T r [s] I m [ka] I sd [ka] T sd [s] I i I g [xi n - A] T g [s] Differenz. Classe I n [A] T n [s] prese di C40 N 3+N C ,16 0,16 Q Vigi A SI 0,03 Ist. ILLUMINAZIONE CAVO 1 5,04 5, ,90 1,00 [ m/w] L0.1.7 F+N+PE multi 30 03A 30-1,0 1x 2,5 1x 2,5 1x 2,5 FG7OR 216,0 3,27 227, ,376 1,13 1,17 4, ,8 0,96 0,31 0,05 INTERRUTTORE Utenza Interruttore Poli Curva Sganciatore I n [A] I r [A] T r [s] I m [ka] I sd [ka] T sd [s] I i I g [xi n - A] T g [s] Differenz. Classe I n [A] T n [s] illuminazione C40 N 1+N C 6 6-0,06 0,06 Pagina 20 di 22
22 Utenza Interruttore Poli Curva Sganciatore I n [A] I r [A] T r [s] I m [ka] I sd [ka] T sd [s] I i I g [xi n - A] T g [s] Differenz. Classe I n [A] T n [s] Q Vigi A SI 0,03 Ist. CONTATTORE/TERMICO Ct0.1.7 Contattore Un Bobina [V] I n [A] Relè Termico Reg. Min [A] Reg. Max [A] ict 16A Na (6A - AC7b) RISERVA CAVO ,00 [ m/w] L F+N+PE multi 1 03A 30-1,0 1x 4 1x 4 1x 4 FG7OR 4,5 0,101 16, ,207 0,0 0,04 4, ,8 8,73 5,57 0,05 INTERRUTTORE Utenza Interruttore Poli Curva Sganciatore I n [A] I r [A] T r [s] I m [ka] I sd [ka] T sd [s] I i I g [xi n - A] T g [s] Differenz. Classe I n [A] T n [s] riserva C40 N 3+N C ,16 0,16 Q Vigi A SI 0,03 Ist. Pagina 21 di 22
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