RELAZIONE DI CALCOLO DIMENSIONAMENTO IMPIANTO ELETTRICO
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- Irene Franchini
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2 Codifica: LO716C D1301 S00 EG00 AMB RE02 A RELAZIONE DI CALCOLO DIMENSIONAMENTO IMPIANTO ELETTRICO Data: Pag. 1 di 12 INDICE 1. DESCRIZIONE SOMMARIA DELL IMPIANTO DATI E CRITERI DI PROGETTO DESCRIZIONE SOMMARIA DELLA DISTRIBUZIONE DEGLI IMPIANTI MATERIALI Cavi Tubazioni e cavidotti Pozzetti e morsettiere di derivazione Corpi illuminanti Quadri 6 5. DIMENSIONAMENTO CAVI E PROTEZIONI Dimensionamento dei cavi e protezione delle linee da sovraccarichi e/o corto circuiti Cadute di tensione Calcolo delle correnti massime di cortocircuito Calcolo delle correnti minime di cortocircuito Scelta delle protezioni Protezione contro i contatti diretti Impianto di terra e protezione contro i contatti indiretti RIFERIMENTI NORMATIVI ALLEGATO A Lavori di costruzione del terzo Megalotto della SS 106 Jonica dall innesto con la SS 534 (Km ) a Roseto Capo Spulico (Km )
3 Codifica: LO716C D 1301 S00 EG00 AMB RE02 RELAZIONE DI CALCOLO DIMENSIONAMENTO IMPIANTO ELETTRICO Data: Pag. 2 di DESCRIZIONE SOMMARIA DELL IMPIANTO Il progetto prevede la realizzazione di idoneo Impianto di illuminazione esterna dei percorsi pedonali, delle aree di sosta e del sottopasso pedonale. L Impianto d illuminazione dei percorsi pedonali sarà realizzato con punti luce distribuiti a lato del percorso, con una interdistanza normale di circa 4 m, e consistenti in apparecchi per illuminazione da terra, installati ad incasso nella pavimentazione, con lampade LED 3x1,8W. L Impianto d illuminazione delle aree di sosta sarà realizzato con punti luce distribuiti nelle aree sosta al fine di caratterizzare la vegetazione di nuovo impianto e gli elementi di arredo, e consistenti in apparecchi per illuminazione da terra, installati a filo terreno, con lampade LED 3x1W. L Impianto d illuminazione dei sottopassi sarà realizzato da n.6 punti luce a parete, consistenti in apparecchi per illuminazione a luce diretta, con lampade LED da 31,4W. Tutti i punti luce saranno alimentati da linee elettriche in cavidotti interrati. L impianto sarà conforme a tutta la normativa di riferimento vigente per gli impianti elettrici utilizzatori e gli impianti di illuminazione all esterno, pubblica e similari. In particolare la scelta di corpi illuminanti utilizzanti lampade LED, oltre a rispondere alle esigenze illuminotecniche assicura un notevole risparmio energetico insieme ad uniformi livelli di illuminamento. Il progetto prevede un sistema di distribuzione di tipo TT con n.2 punti di consegna monofase, uno con il corrispondente quadro elettrico di distribuzione per l impianto nell area del Prolungamento Strada Polo Museale, e l altro per quello nell area del Parco del Cavallo, così come riportati negli elaborati grafici. 2. DATI E CRITERI DI PROGETTO Classificazione Alimentazione e distribuzione in bassa tensione 230V monofase 50Hz. Sistema classificato di 1 categoria. Sistema elettrico secondo il modo di collegamento a terra del tipo TT. Corrente di cortocircuito monofase presunta nel punto di consegna pari a 6kA. Calcoli e parametri illuminotecnici Vedi Allegato A Lavori di costruzione del terzo Megalotto della SS 106 Jonica dall innesto con la SS 534 (Km ) a Roseto Capo Spulico (Km )
4 Codifica: LO716C D 1301 S00 EG00 AMB RE02 RELAZIONE DI CALCOLO DIMENSIONAMENTO IMPIANTO ELETTRICO Data: Pag. 3 di 12 Calcoli e parametri elettrici Per l impianto di illuminazione dei percorsi pedonali che si sviluppano nell area del Prolungamento Strada Polo Museale sono stati previsti circa n. 420 centri luminosi, ripartiti su n.4 dorsali, e circa n. 51 punti luminosi nelle aree di sosta derivati da una dorsale dedicata (vedi schema unifilare del corrispondente quadro di distribuzione). La potenza elettrica complessiva richiesta per l alimentazione di questo primo impianto è di circa 3 kw. Per l impianto di illuminazione che si sviluppa nell area della Parco del Cavallo lungo i percorsi pedonali sono stati previsti circa n. 165 centri luminosi, ripartiti su n.3 dorsali, e circa n. 49 punti luminosi nelle aree di sosta derivati da una dorsale dedicata. Nei sottopassi presenti in questa area sono stati previsti n.6 apparecchi a parete, anch essi derivati da una dorsale dedicata (vedi schema unifilare del corrispondente quadro di distribuzione). La potenza elettrica complessiva richiesta per l alimentazione di questo secondo impianto è di circa 1,5 kw. Il dimensionamento ed il numero delle dorsali, il tipo e la portata delle protezioni sono stati ottenuti adottando i seguenti parametri e criteri: a) coefficienti di contemporaneità = 1 per tutte le dorsali b) caduta di tensione max ammissibile a fine linea = 4% c) calcolando la linea con carico distribuito; d) tenendo conto delle indicazioni fornite dalla casa costruttrice degli alimentatori elettronici degli apparecchi da terra, che stabiliscono: un numero max di 50 apparecchi derivati su un unica dorsale protetta da un magnetotermico, curva C, con In = 16A, un numero max di 130 apparecchi derivati su un unica dorsale protetta da un magnetotermico, curva C, con In = 25A; e) prevedendo cavi multipolari a doppio isolamento tipo FG7OR. 3. DESCRIZIONE SOMMARIA DELLA DISTRIBUZIONE DEGLI IMPIANTI 1) AREA Prolungamento Strada Polo Museale (ved. corrispondente schema a blocchi allegato) Lavori di costruzione del terzo Megalotto della SS 106 Jonica dall innesto con la SS 534 (Km ) a Roseto Capo Spulico (Km )
5 Codifica: LO716C D 1301 S00 EG00 AMB RE02 RELAZIONE DI CALCOLO DIMENSIONAMENTO IMPIANTO ELETTRICO Data: Pag. 4 di 12 Dal punto di consegna della rete distributrice di energia elettrica, l alimentazione fino all armadio, contenente il quadro generale e il gruppo di misura, è realizzata in cavidotto interrato attraverso una montante in cavo multipolare in rame, tipo FG7OR, sezione s=2x10 mmq. Nel quadro generale, dall interruttore generale, magnetotermico con In = 2x32A sono derivate le linee in partenza, sezionate e protette tutte da interruttori magnetotermici da 16 e 25A, eccetto la dorsale di alimentazione degli apparecchi da terra per le aree di sosta che è protetta da un magnetotermico da 16A più blocco differenziale con Id = 30 ma. 2) AREA Parco del Cavallo (ved. corrispondente schema a blocchi allegato) Dal punto di consegna della rete distributrice di energia elettrica, l alimentazione fino all armadio, contenente il quadro generale e il gruppo di misura, è realizzata in cavidotto interrato attraverso una montante in cavo multipolare in rame, tipo FG7OR, sezione s=2x6 mmq. Nel quadro generale, dall interruttore generale, magnetotermico con In = 2x32A sono derivate le linee in partenza, sezionate e protette tutte da interruttori magnetotermici da 16A, eccetto la dorsale di alimentazione degli apparecchi da terra per le aree di sosta che è protetta da un magnetotermico da 16A più blocco differenziale con Id = 30 ma. Gli schemi di distribuzione unifilari dei quadri riportano nel dettaglio le principali caratteristiche degli apparecchi di protezione e sezionamento in essi contenuti e delle linee da essi derivate. 4. MATERIALI 4.1 Cavi Tutti i cavi impiegati sono del tipo non propaganti l incendio, conformi alle norme CEI II: cavi multipolari tipo FG07R 0.6/1 kv; in rame, flessibili, isolati in gomma HEPR di qualità G7 non propagante l'incendio sotto guaina in PVC, classe II di isolamento con grado di isolamento non inferiore a 600/1000 V, adatte per la posa interrata e meccanicamente protette da tubazioni corrugate in polietilene serie pesante per posa interrata. I conduttori dovranno essere contraddistinti da colori diversi secondo quanto prescritto nel Cap della norma CEI 64 8/5, in particolare sarà blu il colore del neutro e giallo verde quello dell eventuale conduttore di protezione (E previsto l utilizzo del conduttore di protezione (cavi 3G4), solo per le dorsali di alimentazione degli apparecchi tipo Light Up Garden, che sono di classe I di isolamento, a differenza di tutti gli altri componenti considerati che sono di classe II di isolamento). Lavori di costruzione del terzo Megalotto della SS 106 Jonica dall innesto con la SS 534 (Km ) a Roseto Capo Spulico (Km )
6 Codifica: LO716C D 1301 S00 EG00 AMB RE02 RELAZIONE DI CALCOLO DIMENSIONAMENTO IMPIANTO ELETTRICO Data: Pag. 5 di 12 Dai risultati dei calcoli riportati negli elaborati di progetto allegati, si desumono le sezioni minime dei conduttori per le diverse dorsali, mentre per i collegamenti finali dalle morsettiere nei pozzetti di derivazione agli apparecchi illuminanti si useranno le seguenti sezioni: 1,5 / 2,5 mmq per le derivazioni dalle cassette terminali di derivazione e/o morsettiere ai singoli apparecchi di illuminazione; Le sezioni del conduttore neutro e dell eventuale conduttore di protezione saranno conformi a quanto previsto dalle Norme CEI 64 8/5 agli articoli e Tubazioni e cavidotti La posa delle condutture, conforme a quanto riportato nella Tabella 52B della norma CEI 64 8/5, è eseguita: in tubi interrati in polietilene corrugato a doppia parete, flessibili, aventi un diametro nominale esterno di 40, 50 e 75 mm, Il diametro dei cavidotti sarà superiore di almeno 1.3 volte il diametro del cerchio circoscritto al fascio dei conduttori in essa contenuti. Nell'esecuzione dei cavidotti saranno rispettate le caratteristiche dimensionali e costruttive, nonché i percorsi, indicati nei disegni tecnici e nei particolari tecnici di progetto. Saranno inoltre rispettate le seguenti prescrizioni: esecuzione dello scavo in trincea, con le dimensioni di 30/40 cm di larghezza per 50/80 cm di profondità; posa della tubazione in polietilene, a doppia parete, corrugata esternamente e liscia internamente a sezione circolare, con diametro esterno di 40,50, e 75 mm, secondo quanto indicato negli elaborati grafici allegati, per il passaggio dei cavi di energia; protezione meccanica supplementare per i cavi direttamente interrati. 4.3 Pozzetti e morsettiere di derivazione Pozzetti in cls delle dimensioni di 400x400x400mm, completi di chiusino in cls. saranno opportunamente installati nei punti di raccordo e lungo il percorso delle dorsali in modo da assicurare la corretta posa e manutenzione dei cavi. Lungo i percorsi pedonali i pozzetti in cls saranno installati ad una interdistanza di circa 40 metri, da cui si deriveranno, mediante morsettiere o giunti di derivazione, le alimentazioni agli apparecchi da terra. Pozzetti in resina 30x30 mm con coperchio sono pure previsti nelle aree di sosta per le derivazioni, mediante morsettiere o giunti, delle alimentazioni agli apparecchi illuminanti da terra. Lavori di costruzione del terzo Megalotto della SS 106 Jonica dall innesto con la SS 534 (Km ) a Roseto Capo Spulico (Km )
7 Codifica: LO716C D 1301 S00 EG00 AMB RE02 RELAZIONE DI CALCOLO DIMENSIONAMENTO IMPIANTO ELETTRICO Data: Pag. 6 di Corpi illuminanti Gli apparecchi di illuminazione previsti sono i seguenti: Percorsi pedonali: Apparecchi per illuminazione da terra, installati ad incasso nella pavimentazione, con lampade LED 3x1,8W, a doppio isolamento, grado IP67, con corpo in acciaio inox e controcassa, schermo in fusione d alluminio, vetro di sicurezza temprato, con alimentatore elettronico incorporato; Aree di sosta: Apparecchi per illuminazione da terra, installati a filo terreno, con lampade LED 3x1W, grado IP67, classe I di isolamento, con corpo e cornice in acciaio inox, vetro di sicurezza temprato, con alimentatore elettronico incorporato; Sottopasso: Apparecchi per illuminazione da parete a luce diretta, con lampade LED 31,4W, a doppio isolamento, grado IP66, vano ottico e cornice realizzati in pressofusione in lega di alluminio, con alimentatore elettronico incorporato; 4.5 Quadri I quadri elettrici sono contenuti in armadio stradale in SMC dalle dimensioni utili di : base 517 mm, altezza 873 mm e profondità 260 mm, conforme a norma CEI EN 50298, grado di protezione IP44, IK 10 secondo CEI EN 50112, colore grigio RAL 7040, comprensivo di vano per quadro elettrico di comando e distribuzione e di vano per misuratori di energia, entrambi i vani con porte cieche munite di serratura, contenenti (secondo i corrispondenti schemi unifilari di distribuzione) interruttori magnetotermici bipolari, curva caratteristica C, da 16A e 25A, potere di interruzione 6kA, blocchi differenziali con Id=30 ma, completi di morsettiera arrivo cavi, piastra per nodo equipotenziale. Essi sono posti in opera su basamento di calcestruzzo. 5. DIMENSIONAMENTO CAVI E PROTEZIONI Per il dimensionamento dei circuiti e delle relative protezioni, si è adoperato un programma di calcolo. I risultati ottenuti sono riportati negli schemi unifilari di distribuzione. Lavori di costruzione del terzo Megalotto della SS 106 Jonica dall innesto con la SS 534 (Km ) a Roseto Capo Spulico (Km )
8 Codifica: LO716C D 1301 S00 EG00 AMB RE02 RELAZIONE DI CALCOLO DIMENSIONAMENTO IMPIANTO ELETTRICO Data: Pag. 7 di Dimensionamento dei cavi e protezione delle linee da sovraccarichi e/o corto circuiti Il dimensionamento dei cavi è eseguito secondo la tabella CEI UNEL [IEC ], in modo da garantire la protezione della conduttura alle correnti di sovraccarico. In base alla norma CEI 64 8/4 (par ) il dispositivo di protezione deve essere coordinato con la conduttura in modo tale che siano soddisfatte le condizioni: a) Ib In Iz b) If 1.45 Iz Per soddisfare alla condizione a) è necessario dimensionare il cavo in base alla corrente nominale della protezione a monte. Dal valore della corrente Ib viene scelta la corrente nominale della protezione a monte (valori normalizzati) e con questa si procede alla scelta della sezione. La scelta viene fatta in base alla tabella che riporta la corrente ammissibile Iz in funzione del tipo di isolamento del cavo che si vuole utilizzare, del tipo di posa e del numero di conduttori attivi; la portata che il cavo dovrà avere sarà pertanto: Iz minima = In/k dove il coefficiente k di declassamento tiene conto anche di eventuali paralleli. La sezione viene scelta in modo che la sua portata (moltiplicata per il coefficiente k) sia immediatamente superiore a quella calcolata tramite la corrente nominale (Iz minima). Gli eventuali paralleli vengono calcolati, nell'ipotesi che essi abbiano tutti la stessa sezione, lunghezza, posa, etc. (par ), considerando la portata minima come risultante della somma delle singole portate (declassate dal numero di paralleli nel coefficiente di declassamento per prossimità). La condizione b) non necessita di verifica in quanto gli interruttori che rispondono alla norma 23.3 IV Ed. hanno un rapporto tra corrente convenzionale di funzionamento If e corrente nominale In minore di 1.45 e costante per tutte le tarature inferiori a 125A. Per le apparecchiature industriali, invece, le norme CEI 17.5 e IEC 947 stabiliscono che tale rapporto può variare in base alla corrente nominale ma deve comunque rimanere minore o uguale a Ne deriva che in base a queste normative la condizione b) sarà sempre soddisfatta. Le condutture dimensionate con questo criterio sono pertanto protette contro le sovracorrenti. Verifica della sezione del cavo in funzione della temperatura max per corto circuito (Norme CEI 64 8 art ): Lavori di costruzione del terzo Megalotto della SS 106 Jonica dall innesto con la SS 534 (Km ) a Roseto Capo Spulico (Km )
9 Codifica: LO716C D 1301 S00 EG00 AMB RE02 RELAZIONE DI CALCOLO DIMENSIONAMENTO IMPIANTO ELETTRICO Data: Pag. 8 di 12 In pratica è stato controllato il corretto abbinamento tra il valore di In di ciascun magnetotermico e la sezione del cavo a valle da noi scelta, che, essendo superiore a quella minima ammessa, sicuramente verifica la condizione richiesta sopra riportata. Essa, peraltro, è stata verificata graficamente, servendosi delle curve dell energia passante riportate nei cataloghi forniti dal Costruttore dell interruttore tipo scelto. Dalla sezione del cavo di fase deriva il calcolo dell' I²t del cavo o massima energia specifica ammessa dal cavo come: I²t = K²S² La costante K viene data dalla norma 64 8/4 (par ), in funzione del materiale conduttore e del materiale isolante: Conduttore in rame e isolato in PVC: K= 115 Conduttore in rame e isolato in gomma G: K= Cadute di tensione Il dimensionamento delle condutture è stato effettuato assumendo pari a 4% il valore limite per la caduta di tensione tra il punto di origine dell impianto ed i singoli utilizzatori (Norme CEI 64 8 Sez.525). In particolare, il valore della c.d.t. lungo la montante principale (dal punto di consegna al quadro generale di distribuzione) è stato mantenuto al di sotto dello 0,5% e il restante 3,5% circa è stato distribuito lungo le dorsali e i circuiti terminali. Le cadute di tensione sono state valutate in base alle tabelle UNEL In accordo con queste tabelle la caduta di tensione di un singolo ramo, attraversato dalla corrente Ib, vale: cdt(ib) = k Ib (Lc / 1000 Vn) [ Rcavo cosφ+ Xcavo senφ ] 100 [%] con: k= 2 per sistemi monofase Lavori di costruzione del terzo Megalotto della SS 106 Jonica dall innesto con la SS 534 (Km ) a Roseto Capo Spulico (Km )
10 Codifica: LO716C D 1301 S00 EG00 AMB RE02 RELAZIONE DI CALCOLO DIMENSIONAMENTO IMPIANTO ELETTRICO Data: Pag. 9 di 12 I parametri Rcavo e Xcavo sono ricavati dalla tabella UNEL in funzione al tipo di cavo (unipolare/multipolare) e in base alla sezione dei conduttori; i valori della Rcavo riportate sono riferiti a 80 C, mentre la Xcavo è riferita a 50Hz, entrambe sono espresse in ohm/km. Analogamente, in corrispondenza del valore della corrente In viene valutata la cdt(in). La caduta di tensione da monte a valle (totale) di un'utenza viene determinata tramite la somma delle cadute di tensione, assolute di un solo conduttore, dei rami a monte all'utenza in esame, da questa viene successivamente determinata la caduta di tensione percentuale riferendola al sistema (trifase o monofase) e alla tensione nominale della utenza in esame. 5.3 Calcolo delle correnti massime di cortocircuito Il calcolo viene eseguito nelle seguenti condizioni: a) la tensione nominale deve essere moltiplicata per il fattore di tensione pari a 1; b) l'impedenza di guasto minima è calcolata alla temperatura di 20 C. 5.4 Calcolo delle correnti minime di cortocircuito Le correnti di cortocircuito minime vengono calcolate come descritto nella norma CEI (par 9.3), tenendo conto, cioè, che: la tensione nominale deve essere moltiplicata per il fattore di tensione di 0.95 (tab. 1 della norma CEI 11.25); la resistenza diretta e quella omopolare dei cavi vengono determinate alla temperatura ammissibile dagli stessi alla fine del cortocircuito. La temperatura alla quale vengono calcolate le resistenze sono date dalla norma CEI 64 8/4 in cui vengono indicate le temperature massime ammesse in servizio ordinario a seconda del tipo di isolamento di cavo, precisamente: isolamento in PVC Tmax= 70 C Lavori di costruzione del terzo Megalotto della SS 106 Jonica dall innesto con la SS 534 (Km ) a Roseto Capo Spulico (Km )
11 Codifica: LO716C D 1301 S00 EG00 AMB RE02 RELAZIONE DI CALCOLO DIMENSIONAMENTO IMPIANTO ELETTRICO Data: Pag. 10 di 12 isolamento in G Tmax= 85 C isolamento in G5/G7 Tmax= Scelta delle protezioni La scelta delle protezioni viene effettuata verificando le caratteristiche elettriche nominali delle condutture e di guasto, in particolare le grandezze che vengono verificate sono: corrente nominale, tramite la quale si è dimensionata la conduttura; numero dei poli; tipo di protezione; tensione di impiego, pari alla tensione nominale dell'utenza; potere di interruzione, il cui valore dovrà essere superiore alla massima corrente di guasto a monte dall'utenza Icc max inizio linea; taratura della corrente di intervento magnetico, il cui valore massimo per garantire la protezione contro i contatti indiretti (in assenza di differenziale) deve essere minore della minima corrente di guasto a fine della utenza (Icc max fondo linea). 5.6 Protezione contro i contatti diretti La protezione contro i contatti diretti sarà eseguita mediante isolamento delle parti attive (CEI 64 8). 5.7 Impianto di terra e protezione contro i contatti indiretti La protezione contro i contatti indiretti sarà eseguita mediante componenti elettrici di classe II o con isolamento equivalente (CEI 64 8/413.2) oppure mediante interruzione automatica dell alimentazione (CEI 64 8/413.1). L impianto di terra sarà realizzato con dispersori di fatto costituiti da picchetti di acciaio zincato a croce di lunghezza L = 1,5 m infissi nei pozzetti in cls. I dispersori saranno interconnessi al conduttore di terra, conduttore rivestito di colore gialloverde da 16 mmq e collegato al nodo equipotenziale EQP installato nel quadro elettrico. Al nodo EQP verrà collegato il conduttore di protezione di colore gialloverde della dorsale di alimentazione degli apparecchi illuminanti in classe I di isolamento (Light Up Garden). I corpi illuminanti installati nei percorsi pedonali e nei sottopassi non devono essere collegati a terra, essendo stati previsti di classe II di isolamento (in quanto tali non sono dotati di polo o altro dispositivo di messa a terra), unitamente ai cavi di alimentazione. Lavori di costruzione del terzo Megalotto della SS 106 Jonica dall innesto con la SS 534 (Km ) a Roseto Capo Spulico (Km )
12 Codifica: LO716C D 1301 S00 EG00 AMB RE02 RELAZIONE DI CALCOLO DIMENSIONAMENTO IMPIANTO ELETTRICO Data: Pag. 11 di 12 Per gli apparecchi e componenti non a doppio isolamento, la protezione contro i contatti indiretti sarà assicurata mediante interruzione automatica dell alimentazione per mezzo di interruttori differenziali. Per assicurare tale protezione sarà soddisfatta la seguente condizione: Ra x Id 50 dove: Ra è la somma delle resistenze del dispersore e dei conduttori di protezione delle masse in Ω; Id è la corrente che provoca il funzionamento automatico del dispositivo di protezione, in ampere. Essa è la corrente nominale di intervento differenziale degli interruttori differenziali con tempo di interruzione non superiore a 1s ( CEI 64/8 ). 6. RIFERIMENTI NORMATIVI Legge n.186/68 e Legge n.791/77 D.M. n. 37 del 22/01/2008 D.Lgs. n.81/2008 Norme CEI 64 8, VI Ed. DPR n.426/01 DM 8/3/85 e DM 16/2/82 Norme CEI 17 13/1 Circ. MI n.31/78 e n. 12/03 UNI EN CEI UNEL 35375, Norme CEI 20 13, Norme CEI II, CEI EN , CEI EN (cavi) Norme CEI EN (CEI 23 46) (tubi in polietilene) Norme CEI 23 3, (interruttori automatici e differenziali) Norme CEI 70 1 (gradi di protezione) Guida CEI ( Esecuzione dell impianto di terra) Guide CEI e Lavori di costruzione del terzo Megalotto della SS 106 Jonica dall innesto con la SS 534 (Km ) a Roseto Capo Spulico (Km )
13 Codifica: LO716C D 1301 S00 EG00 AMB RE02 RELAZIONE DI CALCOLO DIMENSIONAMENTO IMPIANTO ELETTRICO Data: Pag. 12 di ALLEGATO A Lavori di costruzione del terzo Megalotto della SS 106 Jonica dall innesto con la SS 534 (Km ) a Roseto Capo Spulico (Km )
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