Progettazione elettrica, lezione 2. Prof. Mario Angelo Giordano

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1 Progettazione elettrica, lezione 2 Prof. Mario Angelo Giordano

2 Le sovracorrenti La sovracorrente è una qualsiasi corrente superiore alla portata I z che può circolare nel cavo. Si tratta di correnti dannose perché producono aumenti di temperatura oltre il limite ammissibile. Le sovracorrenti possono aumentare la temperatura e quindi causare la fusione dell isolante se non addirittura la fusione del conduttore di rame.

3 Le sovracorrenti si suddividono: Sovraccarichi, si manifestano mentre l impianto è sano cioè privo di guasti e sottoposto a normali modalità d impiego. Corto circuiti, si verificano quando in un impianto o in un componente esiste un guasto. Per guasto si intende un cedimento casuale e involontario dell isolamento di uno o più cavi in tensione verso massa o fra loro.

4 Stato impianto Range di valori Termodinamica cause Tempo-durata Apparecchio di protezione Installazione della protezione Relè di sgancio dell interruttore Sovraccarichi sano Fenomeno lento e diabatico Umane volontarie Dai secondi ai minuti alle ore Interruttore automatico Qualsiasi punto sulla linea Termico a bimetallo Corto circuiti Guasto Fenomeno velocissimo e adiabatico Umane involontarie o accidentali millisecondi Interruttore automatico o fusibile All inizio della linea Bobina elettromagnetica

5 Il sovraccarico Per la protezione del sovraccarico si tratta di fissare nuovi livelli di temperatura di sovraccarico θ s superiori a quelli ammissibili di I z Corto circuiti Correnti normali

6 Diagramma della temperatura CORRENTE

7 Per impedire il superamento di una determinata θs durante il sovraccarico si deve sganciare la corrente in tempi tali da stare sempre sotto la temperatura testè disegnata. Si deve avere: I I B f I Z 1,45I I z n Dove: I B corrente d impiego del circuito I Z portata della conduttura I n corrente nominale dell interruttore I f corrente di funzionamento entro un tempo convenzionale

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9 Il corto circuito Per definizione il corto circuito è a tutti gli effetti un guasto d isolamento e un evento accidentale che può verificarsi dappertutto sull impianto. A differenza del sovraccarico il corto circuito può essere rilevato dalla protezione se e solo se la protezione è collocata all origine della linea. Pur essendo causale ed accidentale è possibile comunque analizzarlo. Per studiare il fenomeno si inizia con individuare la presunta I cc di guasto in ogni punto della conduttura, ipotizzando il corto più pericoloso.

10 Icc 0,8* U * S 1,5* *2* l Per i cavi in rame ρ=0,0178 Icc 15* U L * S Analizzando il fenomeno si capisce che non è necessario conoscere tutte le correnti di guasto dell impianto, ma solo quelle localizzabili nei nodi di potenza e di concentrazione, dove vengono riunite le linee che convergono alla periferia. Si deve sempre avere che: Icc (della linea) < Icn (dell interruttore)

11 Le norme CEI per altro ammettono, per corto circuiti inferiori a 5s, la formula: t K S Icc t è il tempo massimo, trascorso il quale, la temperatura dei conduttori supererebbe il limite ammissibile. Le norme CEI assegnano due poteri d interruzione: I cn = potere d interruzione esterno I cs = potere d interruzione di servizio

12 Protezione contro il corto circuito scelta dei dispositivi.

13 La protezione differenziale Gli interruttori differenziali possono essere classificati in base a tre parametri: 1. Funzioni intrinseche 2. Forma d onda 3. Sensibilità d intervento

14 Rispetto alle funzioni intrinseche, i differenziali si classificano: Differenziali magnetotermici Differenziali puri (senza sganciatore magnetotermico incorporato) Differenziali ritardati (selettivi)

15 In base alla sensibilità d intervento i differenziali possono suddividersi in: differenziali a bassa sensibilità perché non adatti alla protezione contro i contatti diretti: (0,3 A 0,5 A 1 A 2 A) Differenziali ad alta sensibilità, adatti a proteggere anche contro i contatti diretti: (0,01 A 0,03 A) I differenziali ad alta sensibilità sono impiegatiper la protezione contro i contatti diretti. Vengono anche detti a sensibilità fisiologica perché l utente che inavvertitamente tocca una parte in tensione oppone al passaggio della corrente verso terra unicamente la resistenza elettrica del suo corpo.

16 In base alla forma d onda delle correnti di dispersione a cui sono sensibili, i differenziali si classificano in: differenziali tipo AC (per sola corrente alternata) differenziali di tipo A (per corrente alternata e pulsante con componenti continue) I differenziali di tipo AC sono adatti per tutti gli impianti in cui si prevedono utilizzatori con eventuale corrente di terra di forma sinusoidale. Sono sensibili a correnti impulsive fino a 250 A di picco. I differenziali di tipo A sono destinati ad impianti con apparecchi utilizzatori muniti di dispositivi elettronici per raddrizzare la corrente o per regolare il taglio di fase di una grandezza fisica alimentati direttamente dalla rete, senza interposizione di trasformatori ed isolati in classe I.

17 Correnti impulsive dovute a sovratensioni atmosferiche È possibile proteggersi in maniera selettiva contro le sovratensioni atmosferiche e contro i rischi che ne derivano, equipaggiando opportunamente gli impianti, nel seguito sono elencatigli apparecchi, che in cascata, vanno inseriti per una adeguata protezione: interruttore generale non differenziale Interruttore differenziale selettivo: Insensibile alla sovratensioni e alla corrente impulsiva che ne deriva fino a 3000 A Selettivo in relazione ai differenziali collegati a valle ( 30 o 300 ma) Sensibile alle correnti di guasto con componenti continue Apparecchio di protezione contro le sovratensioni: Per scaricare le sovratensioni e la corrente impulsiva che ne deriva, verso terra, fino a 3000 A Per limitare la sovratensione residua a 1300 V, valore accettabile per l impianto e le utenze elettriche Eventualmente, ulteriori differenziali che assicurino una protezione selettiva dell impianto.