EN Sicurezza del macchinario. Equipaggiamento elettrico delle macchine UDINE, 22 OTTOBRE 2009

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1 EN Sicurezza del macchinario Equipaggiamento elettrico delle macchine Matteo Marconi Stefano Piccagli UDINE, 22 OTTOBRE 2009

2 Le direttive LA LEGGE

3 1. Austria 2. Belgio 3. Bulgaria (dal 01 Gennaio 2007) 4. Cipro 5. Danimarca 6. Estonia 7. Finlandia 8. Francia 9. Germania 10. Grecia 11. Irlanda 12. Italia 13. Lettonia 14. Lituania 15. Lussemburgo 16. Malta 17. Paesi Bassi 18. Polonia 19. Portogallo 20. Regno Unito 21. Repubblica Ceca 22. Romania (dal 01 Gennaio 2007) 23. Slovacchia 24. Slovenia 25. Spagna 26. Svezia 27. Ungheria 27 Stati Membri

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5 Quando entra in vigore la Nuova EN ?

6 Campo di applicazione

7 Requisiti supplementari EN (apparecchiature alimentate sopra i 1000V a.c. o 1500V d.c.)

8 Contesto normativo

9 Il futuro mondo normativo

10 La connessione con la Direttiva Macchine

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13 Functional Safety: EN e EN 62061

14 Functional Safety: EN e EN 62061

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16 4.2 Scelta dell equipaggiamento EN :2001

17 Cos è un involucro?

18 Le condizioni ambientali

19 Le condizioni ambientali

20 Le condizioni ambientali

21 Gradi di protezione: richiami EN 60529

22 Gradi di protezione: richiami EN 60529

23 Che requisiti deve avere un involucro? Resistenza agli agenti esterni (IP EN 60529) Requsiti di resistenza meccanica (IK EN 50102) Resistenza alla corrosione

24 Grado di protezione IK Resistenza meccanica degli armadi elettrici contro urti o deformazioni (EN 50102)

25 Grado di protezione IK

26 Grado di protezione IP minimo richiesto Armadio elettrico ( 6.2.2): Armadio elettrico in luoghi di libero accesso ( 6.2.1): Apparecchiature comando e controllo ( 11.3): Scatole di derivazione ( 11.3):

27 Grado di protezione IP minimo richiesto Motori ( 14.2):

28 Vincoli IP* * Tabella tratta dalla EN 415-5

29 Caratteristiche dell alimentazione

30 Caratteristiche dell alimentazione

31 5.1 Alimentazione in ingresso

32 Eccezioni

33 5.2 Morsetto di terra

34 Dati da dichiarare EN :2006

35 Dati da dichiarare

36 Dati da dichiarare

37 Dati da dichiarare

38 Dati da dichiarare

39 Parametri scelta sezionatore SEZIONATORE PURO Parametri importanti: I CW = corrente nominale di breve durata; I CM = potere di chiusura in cortocircuito del dispositivo. Relazioni utili (verificate da chi progetta l alimentazione della macchina):

40 SEZIONATORE PURO Conseguenze per chi progetta la linea a monte

41 Parametri scelta sezionatore SEZIONATORE PURO Esempio dati dichiarati:

42 Parametri scelta sezionatore SEZIONATORE PURO Esempio dati dichiarati:

43 Parametri scelta sezionatore SEZIONATORE PURO Fusibile di back up: Icc 6kA Icc 50kA

44 Parametri scelta sezionatore SEZIONATORE PURO Fusibile di back up: A 2 s 1260 A 30000

45 Parametri scelta interruttore automatico INTERRUTTORE GENERALE MAGNETOTERMICO Parametri importanti: I CU = potere di interruzione ultimo I CS = potere di interruzione nominale di servizio I D = corrente passante su cortocircuito I 2 t = energia passante su cortocircuito

46 INTERRUTTORE GENERALE AUTOMATICO Calcolo I D Nota la corrente di cortocircuito nel punto di installazione il dispositivo deve limitare la Icc a 17 ka rms per evitare le prove di c.c. secondo EN karms

47 INTERRUTTORE GENERALE MAGNETOTERMICO Calcolo I 2 t Data una certa corrente di cortocircuito nel punto di installazione il dispositivo lascia passare una certa energia: Icc1 = 10 ka rms I 2 t = A 2 s

48 INTERRUTTORE GENERALE MAGNETOTERMICO Calcolo I 2 t L I 2 t lasciata passare dall interruttore in c.c. deve potere essere sopportata sia dai cavi che dalle barre di distribuzione. Cavi (EN /32): Barre: k

49 I contatti Diretti ed Indiretti

50 Contatti Diretti Solo mediante protezione IP

51 Contatti Indiretti

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53 Contatti indiretti: I e cc L max La protezione dai contatti indiretti prevede l intervento del dispositivo di protezione dalle sovracorrenti entro un tempo specificato dalla IEC :

54 Contatti indiretti: I e cc L max I < 32 A a.c. 0,4 s d.c. 0,2 s

55 Contatti indiretti: I e cc L max I > 32 A?? TN 5 s TT 1 s OSSERVAZIONE: per sicurezza è consigliabile mantenere i tempi di interruzione delle portate inferiori ai 32 A.

56 Contatti indiretti: I e cc L max Calcolo corrente di intervento del dispositivo di protezione: Tempo di intervento: 5 s Corrente di intervento: 10 x Ir Tempo di intervento: 0,4 s Corrente di intervento: 15 x Ir MAGNETOTERMICO

57 Contatti indiretti: I e cc L max Calcolo corrente di intervento del dispositivo di protezione: Tempo di intervento: 5 s Corrente di intervento: 150 A Tempo di intervento: 0,4 s Corrente di intervento: 300 A FUSIBILE 40A gg

58 Contatti indiretti: I e cc L max Come garantire l intervento del dispositivo di protezione entro i tempi previsti? La norma CEI : 2009 fornisce delle formule di calcolo della Icc in funzione della sezione e della lunghezza del cavo a valle di un dispositivo di protezione. Poiché la Icc è nota (soglia intervanto magnetica del dispositivo), è possibile calcolare la Lmax del cavo che assicura l intervento nel tempo previsto dalla IEC : Distribuzione neutro Icc (0,4s) nota Sezione e tipologia cavo nota CALCOLO Lmax

59 Contatti indiretti: I e cc L max Neutro non distribuito: Lmax Neutro distribuito: U = tensione concatenata di fase; U 0 = tensione fase terra; k par = fattore cavi in parallelo (1); k rea = fattore reattanza (1 se S<95mm 2 ); ρ = resistenza rame (0.0178); m = rapporto sezione fase/sezione neutro; S = sezione cavo.

60 Contatti indiretti: I e cc L max Neutro non distribuito: Lmax U = 400 k par = 1; k rea = 1; ρ= ; I 0.4s = Ir x 13 = 17 x 13 = 221 A S = 6 mm 2 Lmax < 162 m

61 Contatti indiretti: I e cc L max Come garantire l intervento del dispositivo di protezione entro i tempi previsti? Impedenza dell anello di guasto: Impedenza anello guasto Tensione di fase Corrente intervento dispositivo di protezione Al valore calcolato è necessario sottrarre l impedenza (resistenza) del cavo a valle della protezione, fino alla linea di alimentazione.

62 Contatti indiretti: I e cc L max Al valore calcolato è necessario sottrarre l impedenza (resistenza) del cavo a monte della protezione, fino alla linea di alimentazione. Z PEcliente Z PEquadro Z PEcliente < Z PE -Z PEquadro Q E

63 Contatti indiretti: I e cc L max Ausiliari a V? Come garantire l intervento del dispositivo di protezione entro i tempi previsti? EN Lmax

64 Dimensionamento dei Dimensionamento dei cavi

65 Metodi d installazioned

66 Dimensionamento dei cavi Fattori di declassamento La portata effettiva in Ampere I z di un cavo in servizio continuo deve tenere conto anche delle particolari condizioni di installazione: Temperatura, declassamento di I z Raggruppamento, declassamento di I z Cavi multipolari, declassamento di I z Vedere Tabella D.1 Vedere Tabella D.2 Vedere Tabella D.3

67 Dimensionamento dei cavi Fattori di declassamento Le portate per i conduttori isolati in PVC, riportate nella Tabella 6, si riferiscono a una temperatura dell aria ambiente di +40 C. Per temperature dell aria ambiente diverse, i fattori di correzione sono indicati nella Tabella D.1. I fattori di correzione per i cavi con isolamento in gomma sono forniti dal costruttore.

68 Dimensionamento dei cavi Dimensionamento dei cavi Fattori di declassamento

69 Dimensionamento dei cavi Dimensionamento dei cavi Fattori di declassamento

70 Dimensionamento dei cavi Protezione dai sovraccarichi Il coordinamento fra conduttore e dispositivo di protezione è verificato se e solo se sono verificate le seguenti condizioni: a) Ib Ιn Ιz b) If 1,45 Ιz Infatti, se avessimo In < Ib avremmo un intervento intempestivo; tivo; con In > Ib non si avrebbe alcuna protezione da sovraccarichi. In = corrente nominale del dispositivo di protezione; Ib = corrente d impiego; Iz = portata del conduttore(corrente massima che il conduttore può sopportare per periodi prolungati senza surriscaldarsi); If = la corrente convenzionale di intervento del dispositivo di protezione(es. Per interruttori automatici per uso industriale (CEI EN ) = 1,3 In e 1,45 per quelli per uso domestico e similare CEI 23-3)

71 Dimensionamento dei cavi La corrente nominale dell interruttore viene quindi scelta in funzione della sezione e del tipo di conduttore da proteggere, scelto a sua volta sulla base della corrente nominale dell utilizzatore. Relazione tra i parametri dei conduttori e dei dispositivi di protezione che forniscono protezione contro i sovraccarichi

72 Dimensionamento dei cavi Protezioni contro le sovracorrenti L utilizzo di fusibili con caratteristiche gg o gm e di interruttori ri automatici con caratteristiche B e C conformi, assicura che i limiti di temperatura della Tabella D.5 non siano superati, purché la corrente nominale In sia scelta conformemente alla Tabella 6 in cui In Iz.

73 Dimensionamento dei cavi Protezioni contro le sovracorrenti In pratica le prescrizioni per le protezioni contro le sovracorrenti sono soddisfatte quando il dispositivo di protezione, per una corrente I, provoca l interruzione l del circuito in un tempo che in nessun caso supera il tempo t,, dove t < 5 s. Il valore del tempo t in secondi deve essere calcolato utilizzando la seguente formula: Dove: t = (k x S/I) 2 S è la sezione, in millimetri quadrati; I è la corrente effettiva di cortocircuito, in ampere, espressa, per r la AC, in valore efficace; k è il fattore indicato, applicabile ai conduttori di rame isolati con i materiali che seguono: PVC 115 Gomma 141 SiR 132 XLPE 143 EPR 143

74 Esempi di calcoli Verifica punto A: Ib In Iz (Ib1+Ib2) In Iz 26A 100A 40A Verifica punto B: Ib1 In1 Iz Verifica punto C: 10A 16A 20A Ib2 In2 Iz 6A 10A 16A In=corrente nominale del dispositivo di protezione; Ib=corrente d impiego; Iz=portata del conduttore(corrente massima che il conduttore può sopportare per periodi prolungati senza surriscaldarsi)

75 Punto Collocazione dei dispositivi di protezione contro le sovracorrenti

76 LE PROVE Capitolo 18 EN :

77 Le prove

78 Le prove

79 Le prove Verifica delle condizioni per la protezione mediante interruzione automatica dell alimentazione Metodi di prova per i sistemi TN Prova 1 Verifica della continuità del circuito equipotenziale di protezione Prova 2 Verifica dell impedenza dell anello di guasto e idoneità del corrispondente dispositivo di protezione contro le sovracorrenti

80 Le prove Metodi di prova per i sistemi TN Prova 1 Verifica della continuità del circuito equipotenziale di protezione La resistenza di ogni circuito equipotenziale di protezione tra il morsetto PE e i punti corrispondenti, facenti parte di ogni circuito equipotenziale di protezione deve essere misurata con una corrente compresa tra almeno 0,2 A e circa 10 A, proveniente da una sorgente di alimentazione separata elettricamente con una tensione massima a vuoto di 24 V AC o DC. Il valore misurato deve essere inferiore a 0,1Ω.

81 Le prove Verifica dell intervento del dispositivo di protezione contro le sovracorrenti:

82 Le prove Verifica dell intervento del dispositivo di protezione contro le sovracorrenti:

83 Le prove Verifica dell intervento del dispositivo di protezione contro le sovracorrenti:

84 Le prove

85 Le prove

86 Le prove Le parti attive che, dopo l interruzione dell alimentazione, mantengono una tensione residua superiore a 60 V devono essere scaricate a non oltre 60 V entro 5 s dall interruzione dell alimentazione. Questa prescrizione non si applica ai componenti aventi una carica immagazzinata minore o uguale a 60 μc. Es. condensatore con capacità superiore ad 1 μf

87 Le prove

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90 Questa Presentazione è stata realizzata in collaborazione con Stefano Piccagli Matteo Marconi A.C. & E. S.r.l. Via Del Perlar, 37/A Verona Tel FAX Cellulare