Protezione dei circuiti

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1 Guida al sistema Bassa Tensione Protezione Introduzione 148 Protezione contro i sovraccarichi 150 Installazione dei cavi 15 Portata dei cavi 155 Caduta di tensione 163 Protezione contro il cortocircuito 167 Protezione dei conduttori di protezione e di neutro 174 Dimensionamento rapido dei cavi 175

2 Introduzione Definizioni Impianto elettrico Insieme di componenti elettrici associati al fine di soddisfare scopi specifici e aventi caratteristiche coordinate. Fanno parte dell'impianto elettrico tutti i componenti elettrici non alimentati tramite prese a spina; fanno parte dell'impianto elettrico anche gli apparecchi utilizzatori fissi alimentati tramite prese a spina destinate unicamente alla loro alimentazione. Conduttore di neutro Conduttore collegato al punto di neutro del sistema ed in grado di contribuire alla trasmissione dell'energia elettrica. Temperatura ambiente Temperatura dell'aria o di altro mezzo nel luogo in cui il componente elettrico deve essere utilizzato. Tensione nominale Tensione per cui un impianto o una sua parte è progettato. Nota: la tensione reale può differire dalla nominale entro i limiti di tolleranza permessi. In relazione alla loro tensione nominale i sistemi elettrici si dividono in: sistemi di categoria 0, quelli a tensione nominale minore o uguale a 50 V se a corrente alternata o a 10 V se a corrente continua (non ondulata); sistemi di categoria I, quelli a tensione nominale da oltre 50 a fino 1000 V compresi se a corrente alternata o da oltre 10 fino a 1500 V se a corrente continua; sistemi di categoria II, quelli a tensione nominale oltre a 1000 V se a corrente alternata o oltre 1500 V se a corrente continua, fino a V compreso; sistemi di categoria III, quelli a tensione nominale maggiore di V. Qualora la tensione nominale verso terra sia superiore alla tensione nominale fra le fasi, agli effetti della classificazione del sistema si considera la tensione nominale verso terra. La tensione effettiva può variare entro le abituali tolleranze. I transitori non vengono considerati. Questa classificazione non esclude l'introduzione nelle diverse categorie di limiti intermedi per ragioni particolari. Circuito elettrico Insieme di componenti di un impianto alimentato da uno stesso punto e protetto contro le sovraccorrenti da uno stesso dispositivo di protezione. Circuito di distribuzione Circuito che alimenta un quadro di distribuzione. Circuito terminale Circuito direttamente collegato agli apparecchi utilizzatori o alle prese a spina. Corrente di impiego (I B ) Corrente che può fluire in un circuito nel servizio ordinario: a livello terminali è la corrente corrispondente alla potenza apparente dell'utilizzatore. In presenza di avviamento motori o messe in servizio frequenti (ascensori o saldatrici a punti) è necessario tener conto delle correnti transitorie se i loro effetti si accumulano; a livello di distribuzione (principali e secondari) è la corrente corrispondente alla potenza apparente richiesta da un gruppo di utilizzatori tenendo conto del coefficiente di utilizzazione e di contemporaneità. Portata in regime permanente di una conduttura (I z ) Massimo valore della corrente che può fluire in una conduttura, in regime permanente ed in determinate condizioni, senza che la sua temperatura superi un valore specificato. È quindi la massima corrente che la conduttura può sopportare senza pregiudicare la durata della sua vita. Dipende da diversi parametri come ad esempio da: costituzione del cavo e della canalizzazione materiale conduttore, materiale isolante, numero di conduttori attivi, modalità di posa; temperatura ambiente. Sovraccorrente Ogni corrente che supera il valore nominale. Per le condutture, il valore nominale è la portata. Tale corrente dev'essere eliminata in tempi tanto più brevi quanto più elevato è il suo valore. Corrente di sovraccarico Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano. Ad esempio la corrente di avviamento di un motore o il funzionamento momentaneo di un numero di utilizzatori maggiore di quello previsto. Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica a seguito di un guasto di impedenza trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio. Corrente di guasto Corrente che si stabilisce a seguito di un cedimento dell'isolamento o quando l'isolamento è cortocircuitato. Corrente di guasto a terra Corrente di guasto che si chiude attraverso l'impianto di terra. In determinate configurazioni di impianto, sistema TN e IT, la corrente di guasto che si richiude verso terra può assumere valori elevati, paragonabili alle correnti di sovraccarico e di cortocircuito. Corrente convenzionale di funzionamento (di un dispositivo di protezione) (I f ) Valore specificato di corrente che provoca l'intervento del dispositivo di protezione entro un tempo specificato, denominato tempo convenzionale. Conduttura Insieme costituito da uno o più conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento, il loro supporto, il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica. Componente elettrico Termine generale usato per indicare sia i componenti dell'impianto sia gli apparecchi utilizzatori. Apparecchio utilizzatore Apparecchio che trasforma l'energia elettrica in un'altra forma di energia, per esempio luminosa, calorica o meccanica. Apparecchio utilizzatore trasportabile ed apparecchio utilizzatore mobile Un apparecchio utilizzatore si definisce trasportabile se può essere spostato facilmente, perché munito di apposite maniglie o perché la sua massa è limitata; un apparecchio utilizzatore trasportabile si definisce apparecchio utilizzatore mobile solo se deve essere spostato dall'utente per il suo funzionamento, mentre è collegato al circuito di alimentazione. Apparecchio utilizzatore portatile Apparecchio mobile destinato ad essere sorretto dalla mano durante il suo impiego ordinario, nel quale il motore, se esiste, è parte integrante dell'apparecchio. Apparecchio utilizzatore fisso Apparecchio utilizzatore che non sia trasportabile, mobile o portatile. Alimentazione dei servizi di sicurezza Sistema elettrico inteso a garantire l'alimentazione di apparecchi utilizzatori o di parti dell'impianto necessari per la sicurezza delle persone. Il sistema include la sorgente, i circuiti e gli altri componenti elettrici. Alimentazione di riserva Sistema elettrico inteso a garantire l'alimentazione di apparecchi utilizzatori o di parti dell'impianto per motivi diversi dalla sicurezza delle persone. 148 Schneider Electric

3 Dimensionamento degli impianti Nel dimensionamento di un impianto elettrico, ha un ruolo determinante la scelta dei cavi e delle relative protezioni. Per definire i due componenti sopra citati si può utilizzare il seguente schema operativo utilizzato in questa guida: calcolo delle correnti d impiego delle condutture (I B ). Per giungere alla determinazione di questi valori si parte da una prima analisi riguardante il censimento e la disposizione topografica dei carichi; questa prima analisi permette di identificare i coefficienti di utilizzazione e di contemporaneità dei carichi e di determinare le potenze e quindi le correnti che le condutture devono portare; dimensionamento dei cavi a portata, tenendo conto delle modalità di posa e delle caratteristiche costruttive dei cavi; verifica della caduta di tensione ammessa; calcolo della corrente di cortocircuito presunta ai vari livelli di sbarre; scelta degli interruttori automatici in base alla corrente d impiego delle condutture da proteggere e al livello di cortocircuito nel punto in cui sono installati; la scelta degli interruttori automatici può anche essere influenzata da esigenze di selettività e filiazione; verifiche di congruenza interruttore/cavo: verifica della protezione contro il cortocircuito massimo, confrontando l energia specifica passante dell interruttore automatico (I t) con l energia specifica ammissibile del cavo (K S ), verifica della protezione contro i cortocircuiti a fondo linea. Il confronto tra la corrente di cortocircuito minima a fondo linea (Icc min ) e la soglia di intervento istantaneo Im dell'interruttore è necessario solo in presenza di sganciatore solo magnetico o termico sovradimensionato (ad esempio circuiti di sicurezza), verifica della protezione contro i contatti indiretti, confrontando le caratteristiche di intervento del dispositivo di protezione (soglie di intervento istantaneo Im o differenziale I n) con la corrente di guasto a terra Id; questa verifica cambia in funzione del modo di collegamento a terra (TT, TN e IT) e delle condizioni di installazione. Per quest'ultima verifica consultare il capitolo relativo alla protezione delle persone. Corrente d'impiego I B Dimensionamento dei cavi a portata pag. 146 aumento della sezione Verifica caduta di tensione pag. 157 No Calcolo del livello di cortocircuito sui quadri Si pag. 161 (1) pag Scelta interruttore automatico (1) pag. 166 k S I t Verifiche di congruenza interruttore/cavo Im Iccmin pag. 166 pag. 185 OK No Im Id Si fine (1) In caso di verifica negativa è generalmente possibile intervenire in alternativa sulla sezione del cavo oppure sul tipo di interruttore automatico. Schneider Electric 149

4 Protezione contro i sovraccarichi Determinazione della sezione del conduttore di fase La norma CEI 64.8 richiede che, per la protezione contro le correnti di sovraccarico, si debbano rispettare le due condizioni seguenti: I B I n I z I f 1,45 I z dove: I B è la corrente di impiego della conduttura, I n è la corrente nominale o di regolazione del dispositivo di protezione, I z è la portata in regime permanente della conduttura che deve essere determinata in riferimento alle effettive condizioni di funzionamento. Praticamente si deve determinare la sezione di cavo che abbia la portata effettiva superiore a I n, I f è la corrente di sicuro funzionamento del dispositivo di protezione. Il coordinamento tra un cavo ed un interruttore automatico deve quindi iniziare dalla scelta di un interruttore automatico che abbia una corrente nominale superiore alla corrente di impiego della conduttura riservandosi poi di scegliere un cavo di portata adeguata. Per quando riguarda il rispetto della seconda condizione nel caso di interruttori automatici non è necessaria alcuna verifica, in quanto la corrente di funzionamento è rispettivamente: 1,45 I n per interruttori per uso domestico conformi alla norma CEI 3-3; 1,3 I n per interruttori per uso industriale conformi alla norma CEI EN Tale verifica è indispensabile quando il dispositivo di protezione è un fusibile. Il metodo utilizzato in questa guida prende come riferimento la norma italiana CEI-UNEL 3504/1 per quanto riguarda le pose non interrate e la norma francese NFC per le pose interrate. Nota 1: il metodo utilizzato serve per la determinazione della portata a regime permanente. Nota : le portate si riferiscono a condizioni di posa senza variazioni lungo il percorso della conduttura. In caso fosse necessario, per ragioni di protezione meccanica, modificare la modalità di posa del cavo lungo il percorso, considerare l'installazione con le condizioni di utilizzo più gravose. Se per proteggere un cavo viene utilizzato un tubo o una canala per un tratto di conduttura inferiore al metro, non è necessario ridurre la portata. Utilizzatore Conduttura Corrente di impiego I B Portata I z 1,45 I z I B I z 1,45 I z I n Zona a I f Zona b Corrente nominale o di regolazione I n Corrente convenzionale di funzionamento I f Dispositivo di protezione 150 Schneider Electric

5 Designazione Designazione delle sigle dei cavi A livello nazionale le sigle di designazione dei cavi sono indicate nella norma CEI 0.7 (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 riferimento del cavo armonizzato H alle norme cavo nazionale riconosciuto dal Cenelec A tensione nominale Uo/U 100/100 <= Uo/U < 300/ /300 V /500 V /750 V 07 materiali per isolanti e gomma etilenpropilenica B guaine non metalicche etilene-vinilacetato G treccia di fibra di vetro J minerale M policloroprene N gomma di etilpropilene ordinario R gomma siliconica S cloruro di polivinile V guaina, conduttori conduttore di rame concentrico C concentrici e schermi schermo di rame sotto forma di treccia sull'insieme delle anime C4 componenti elemento portante posto al centro di un cavo rotondo D3 costruttivi o ripartito in un cavo piatto riempitivo centrale non portante D5 costruzione speciale cavi piatti divisibili, con o senza guaina H cavi piatti non divisibili H cavo piatto con tre o più anime H6 cavo con isolante a doppio strato H7 cordone estensibile H8 materiale del conduttore rame - alluminio A forma del conduttore (1) conduttore flessibile per uso cavi per saldatrici D conduttore flessibile di un cavo flessibile F conduttore flessibile di un cavo per installazioni fisse K conduttore rigido, rotondo, a corda R conduttore rigido, rotondo, a filo unico U numero e dimensione numero delle anime n dei conduttori simbolo moltiplicatore in caso di cavo senza anima giallo/verde X simbolo moltiplicatore in caso di cavo con anima giallo/verde G sezione del conduttore s Esempio 1: H07B-F5G,5 = cavo armonizzato, tensione nominale 450/750 V, isolato in EPR, flessibile, 5 conduttori di sezione,5 mm di cui uno con funzione di conduttore di protezione (giallo/verde) Esempio : H07B-F3X50+1G5 = cavo armonizzato, tensione nominale 450/750 V, isolato in EPR, flessibile, con 4 anime, tre delle quali con conduttori di sezione 50 mm, mentre l'anima giallo/verde ha una sezione di 5 mm Nota: alcuni cavi in commercio sono identificati in modo diverso secondo la designazione CEI-UNEL (1) Nella designazione del cavo, prima della forma del conduttore occorre inserire un trattino. Schneider Electric 151

6 Installazione dei cavi Tipi di cavi ammessi e tipi di posa ammissibili La parte 5 della norma CEI 64.8 è interamente dedicata alla scelta e all'installazione dei componenti elettrici. In questo ambito vengono definiti i tipi di modalità di posa cavi ammessi in funzione dei tipi di posa ed i tipi di posa ammissibili per le varie ubicazioni. La seguente tabella ne dà una rappresentazione sintetica. senza fissaggio fissaggio diretto tubi protettivi tubi protettivi canali, elementi passerelle su isolatore circolari non circolari scanalati o mensole tipo di conduttore conduttori nudi no no no no no no si cavi unipolari senza guaina no no si si si (1) no si cavi unipolari con guaina () si si si si si () cavi multipolari si si si si si si () ubicazione entro cavità di struttura (4) si () si si no si () entro cunicolo (4) si si si si si si () interrata si () si si no () () incassata nella struttura no (3) no (3) si si no (3) () () montaggio sporgente no si si si si si () (1) L'installazione è ammessa se i canali sono provvisti di coperchio asportabile mediante attrezzo e con gradi di protezione IP4X o IPXXD o grado di protezione inferiore ma con installazione fuori dalla portata di mano. () Non applicabile o non utilizzato in generale nella pratica. (3) Solo per cavi con isolamento minerale e guaina aggiuntiva in materiale non metallico. La norma raccomanda, per altri tipi di cavi, di realizzare l'installazione in modo da permettere la sostituzione degli stessi in caso di deterioramento. (4) Per cavità si intende lo spazio ricavato in strutture di un edificio e accessibile solo in punti determinati. Per cunicolo si intende un involucro che permette l'accesso ai cavi lungo tutto il percorso. Per galleria si intende un luogo dove sono installati conduttori secondo le modalità di posa indicate in tabella e in modo tale da permettere la libera circolazione di persone. 15 Schneider Electric

7 Modalità di posa previste dalla norma CEI 64-8 Esempio Riferimento Descrizione 1 Cavi senza guaina in tubi protettivi circolari posati entro muri termicamente isolanti Cavi multipolari in tubi protettivi circolari posati entro muri termicamente isolanti Esempio Riferimento Descrizione 17 Cavi unipolari con guaina (o multipolari) sospesi a od incorporati in fili o corde di supporto 18 Conduttori nudi o cavi senza guaina su isolatori 3 Cavi senza guaina in tubi protettivi circolari posati su o distanziati da pareti 1 Cavi multipolari (o unipolari con guaina) in cavità di strutture 3A Cavi multipolari in tubi protettivi circolari posati su o distanziati da pareti Cavi unipolari senza guaina in tubi protettivi non circolari posati in cavità di strutture 4 Cavi senza guaina in tubi protettivi non circolari posati su pareti 4A Cavi multipolari in tubi protettivi non circolari posati su pareti 5 Cavi senza guaina in tubi protettivi annegati nella muratura A Cavi multipolari (o unipolari con guaina) in tubi protettivi circolari posati in cavità di strutture 3 Cavi unipolari senza guaina in tubi protettivi non circolari posati in cavità di strutture 4 Cavi unipolari senza guaina in tubi protettivi non circolari annegati nella muratura 5A Cavi multipolari in tubi protettivi annegati nella muratura 4A Cavi multipolari (o unipolari con guaina), in tubi protettivi non circolari annegati nella muratura 11 Cavi multipolari (o unipolari con guaina), con o senza armatura, posati su o distanziati da pareti 11A Cavi multipolari (o unipolari con guaina) con o senza armatura, fissati su soffitti 5 Cavi multipolari (o unipolari con guaina) posati in - controsoffitti - pavimenti sopraelevati 31 Cavi senza guaina e cavi multipolari (o unipolari con guaina) in canali posati su parete con percorso orizzontale 1 Cavi multipolari (o unipolari con guaina), con o senza armatura, su passerelle non perforate 3 Cavi senza guaina e cavi multipolari (o unipolari con guaina) in canali posati su parete con percorso verticale 13 Cavi multipolari (o unipolari con guaina), con o senza armatura, su passerelle perforate con percorso orizzontale o verticale 14 Cavi multipolari (o unipolari con guaina), con o senza armatura, su mensole 33 Cavi senza guaina posati in canali incassati nel pavimento 33A Cavi multipolari posati in canali incassati nel pavimento 34 Cavi senza guaina in canali sospesi 15 Cavi multipolari (o unipolari con guaina), con o senza armatura, fissati da collari 34A Cavi multipolari (o unipolari con guaina) in canali sospesi 16 Cavi multipolari (o unipolari con guaina), con o senza armatura, su passerelle a traversini 41 Cavi senza guaina e cavi multipolari (o cavi unipolari con guaina) in tubi protettivi circolari posati entro cunicoli chiusi, con percorso orizzontale o verticale Schneider Electric 153

8 Installazione dei cavi Modalità di posa previste dalla norma CEI 64-8 Esempio Riferimento Descrizione 4 Cavi senza guaina in tubi protettivi circolari posati entro cunicoli ventilati incassati nel pavimento 43 Cavi unipolari con guaina e multipolari posati in cunicoli aperti o ventilati con percorso orizzontale e verticale 51 Cavi multipolari (o cavi unipolari con guaina) posati direttamente entro pareti termicamente isolanti 5 Cavi multipolari (o cavi unipolari con guaina) posati direttamente nella muratura senza protezione meccanica addizionale 53 Cavi multipolari (o cavi unipolari con guaina) posati nella muratura con protezione meccanica addizionale 61 Cavi unipolari con guaina e multipolari in tubi protettivi interrati od in cunicoli interrati Esempio Riferimento Descrizione 63 Cavi multipolari (o unipolari con guaina) interrati con protezione meccanica addizionale 71 Cavi senza guaina posati in elementi scanalati 7 Cavi senza guaina (o cavi unipolari con guaina o cavi multipolari) posati in canali provvisti di elementi di separazione: - circuiti per cavi per comunicazione e per elaborazione dati 73 Cavi senza guaina in tubi protettivi o cavi unipolari con guaina (o multipolari) posati in stipiti di porte 74 Cavi senza guaina in tubi protettivi o cavi unipolari con guaina (o multipolari) posati in stipiti di finestre 75 Cavi senza guaina, cavi multipolari o cavi unipolari con guaina in canale incassato 6 Cavi multipolari (o unipolari con guaina) interrati senza protezione meccanica addizionale 81 Cavi multipolari immersi in acqua 154 Schneider Electric

9 Portata dei cavi Posa non interrata Calcolo della sezione di cavi isolati in PVC ed EPR Per la determinazione della sezione del conduttore di fase di cavi in rame isolati con materiale elastomerico o termoplastico in questa guida si applica un metodo che fa riferimento alla norma CEI-UNEL 3504/1. Il procedimento è il seguente: si determina un coefficiente correttivo k tot come prodotto dei coefficienti k1 e k, dove: k1 è il fattore di correzione da applicare se la temperatura ambiente è diversa da 30 C (tabella T1A), k è il fattore di correzione per i cavi installati in fascio o in strato (tabella T), o per i cavi installati in strato su più supporti secondo le modalità di posa 13, 14, 15, 16 e 17 della CEI 64-8 (tabella T3 per cavi multipolari, T4 per cavi unipolari); si divide il valore della corrente nominale dell interruttore (I n ) o della corrente di regolazione termica (I r ) per il coefficiente correttivo k tot trovando così il valore I n (I r ): I n ' = I n /k tot in funzione del numero di posa della CEI 64-8, dell isolante e del numero di conduttori attivi si individua sulla tabella T-A per i cavi unipolari con e senza guaina e sulla tabella T-B per i cavi multipolari: la portata I z che rispetta la condizione I z I n, la corrispondente sezione del conduttore di fase. La portata effettiva della conduttura si ricava come I z = I z k tot. Nota: nelle tabelle delle portate T-A e T-B è indicato il numero di conduttori caricati, cioè dei conduttori effettivamente percorsi da corrente in condizioni ordinarie di esercizio. Nei circuiti trifase con neutro con carichi equilibrati o lievemente squilibrati, oppure in assenza di armoniche che si richiudono sul conduttore di neutro la portata di un cavo quadripolare si calcola considerando tre conduttori caricati. Nei casi particolari di sistema fortemente squilibrato o in presenza di forti componenti armoniche sul neutro occorre considerare 4 conduttori caricati. Poiché nelle tabelle T-A e T-B il numero di conduttori caricati è soltanto o 3, in caso di 4 conduttori caricati si trova la portata relativa a due conduttori e poi si moltiplica questo valore per il fattore di riduzione relativo a due circuiti o cavi multipolari. Determinazione del coefficiente k tot Il coefficiente k tot caratterizza l influenza delle differenti condizioni di installazione e si ottiene moltiplicando i fattori correttivi k1, k e k3 dedotti dalle tabelle T1, T, T3 e T4. Tabella T1A: valori di k1 Il fattore correttivo k1 tiene conto dell influenza della temperatura ambiente in funzione del tipo di isolante per temperature diverse da 30 C. Tabella T: valori di k Il fattore correttivo k considera la diminuzione di portata di un cavo posato nelle vicinanze di altri cavi per effetto del mutuo riscaldamento tra di essi. Il fattore k è riferito a cavi posati in modo ravvicinato, in fascio o strato. Per strato si intende un gruppo di cavi affiancati disposti in orizzontale o in verticale. I cavi su strato sono installati su muro, passerella, soffitto, pavimento o su scala portacavi. Per fascio si intende un raggruppamento di cavi non distanziati e non posti in strato. Più strati sovrapposti su un unico supporto (es. passarella) sono considerati un fascio. Due cavi unipolari posati in strato si possono considerare distanziati se la distanza tra loro supera di due volte il diametro del cavo di sezione maggiore. Due cavi multipolari posati in strato si possono considerare distanziati se la distanza tra loro è almeno uguale al diametro esterno del cavo di sezione maggiore. Con posa distanziata il fattore k è sempre uguale a 1. Il fattore k si applica quando i cavi del fascio o dello strato hanno sezioni simili, cioè rientranti nelle tre sezioni adiacenti unificate (es mm ) e sono uniformemente caricati. Nel caso di circuito trifase con n conduttori in parallelo per fase si considerano n circuiti tripolari. Se un sistema consiste sia di cavi bipolari sia tripolari, il numero di circuiti è preso pari al numero di cavi e il corrispondente fattore è applicato alle tabelle di portata per due conduttori caricati per i cavi bipolari e a quelle per tre conduttori caricati per cavi tripolari. Un fascio o strato costituito da n cavi unipolari caricati, si può cosiderare come n/ circuiti bipolari per sistemi F-F o F-N o n/3 circuiti tripolari per sistemi trifase. Tabelle T3 e T4: valori di k in alternativa a quelli della tabella T In caso di installazione di cavi in strato su più supporti (passerelle orizzontali o verticali) il fattore correttivo k si deduce dalle tabelle T3 o T4, rispettivamente per cavi multipolari e unipolari, e non dalla tabella T. Questi valori sono applicabili a cavi simili uniformemente caricati. Nel caso di passerelle orizzontali i valori indicati si riferiscono a distanze verticali tra le passerelle di 300 mm. Per distanze verticali inferiori i fattori dovrebbero essere ridotti. Nel caso di passerelle verticali i valori indicati si riferiscono a distanze orizzontali tra le passerelle di 5 mm, con passerelle montate dorso a dorso. Per distanze inferiori i fattori dovrebbero essere ridotti. Calcolo della sezione di cavi con isolamento minerale Per la determinazione della sezione del conduttore di fase di cavi con isolamento minerale in questa guida si applica un metodo che fa riferimento alla norma CEI UNEL 3504/. Il procedimento è analogo a quello utilizzato per la determinazione della sezione di fase dei cavi con isolamento in PVC ed EPR: si determina un coefficiente correttivo k tot come prodotto dei coefficienti k1 e k, dove: k1 è il fattore di correzione da applicare se la temperatura ambiente è diversa da 30 C, che assume valori diversi a seconda che il cavo sia non esposto o esposto al tocco (tabella T1B); k è il fattore di correzione per i cavi installati in fascio o in strato (tabella T), o per i cavi installati in strato su più supporti secondo le modalità di posa 13, 14, 15 e 16 della CEI 64-8 (tabella T3 per cavi multipolari, T4 per cavi unipolari); si divide il valore della corrente nominale dell interruttore (In) o della corrente di regolazione termica (Ir) per il coefficiente correttivo k tot trovando così il valore In (Ir ): I' = n I k n tot in funzione del numero di posa della CEI 64-8, dell isolante e del numero di conduttori attivi si individua sulla tabella T-C per i cavi unipolari con e senza guaina e sulla tabella T- D per i cavi multipolari: la portata Iz che rispetta la condizione Iz In, la corrispondente sezione del conduttore di fase. La portata effettiva della conduttura si ricava come Iz = Iz ktot. Schneider Electric 155

10 Portata dei cavi Posa non interrata Tabella T1A - influenza della temperatura Temperatura Tipo di isolamento ambiente PVC EPR 10 1, 1, ,17 1,1 0 1,1 1,08 5 1,06 1, ,94 0, ,87 0, ,79 0, ,71 0,8 55 0,61 0, ,5 0, , , ,5 80 0,41 Tabella T1B - influenza della temperatura Isolamento minerali cavo nudo o ricoperto in cavo nudo non materiale termoplastico esposto al tocco esposto al tocco Temp. max della 70 C 105 C guaina metallica Temp. ambiente 10 1,6 1, , 1,11 0 1,14 1,07 5 1,07 1, ,93 0, ,85 0,9 45 0,76 0, ,67 0, ,57 0,8 60 0,45 0, ,7 70-0, ,6 80-0, , ,4 95-0,3 Tabella T - circuiti realizzati con cavi installati in fascio o strato Numero di circuiti o di cavi multipolari n di posa CEI 64-8 Disposizione tutte le altre pose raggruppati a fascio, 1,00 0,80 0,70 0,65 0,60 0,57 0,54 0,5 0,50 0,45 0,41 0,38 annegati singolo strato su muro, 1,00 0,85 0,79 0,75 0,73 0,7 0,7 0,71 0,70 nessuna ulteriore pavimento o passerelle riduzione per più di 9 non perforate circuiti o cavi multipolari 11A strato a soffitto 0,95 0,81 0,7 0,68 0,66 0,64 0,63 0,6 0,61 13 strato su passerelle 1,00 0,88 0,8 0,77 0,75 0,73 0,73 0,7 0,7 perforate orizzontali o verticali (perforate o non perforate) strato su scala posa 1,00 0,87 0,8 0,80 0,80 0,79 0,79 0,78 0,78 cavi o graffato ad un sostegno Tabella T3 - circuiti realizzati con cavi multipolari in strato su più supporti (es. passerelle) n posa CEI 64-8 Metodo di installazione Numero di cavi per ogni supporto numero di passerelle passerelle posa ravvicinata 1,00 0,87 0,80 0,77 0,73 0,68 perforate 3 1,00 0,86 0,79 0,76 0,71 0,66 orizzontali posa distanziata 1,00 0,99 0,96 0,9 0,87 3 1,00 0,98 0,95 0,91 0,85 13 passerelle posa ravvicinata 1,00 0,88 0,81 0,76 0,71 0,70 perforate posa distanziata 1,00 0,91 0,88 0,87 0,85 verticali scala posa posa ravvicinata 1,00 0,86 0,80 0,78 0,76 0,73 cavi 3 1,00 0,85 0,79 0,76 0,73 0,70 elemento di di sostegno posa distanziata 1,00 0,99 0,98 0,97 0,96 3 1,00 0,98 0,97 0,96 0,93 Nota: per posa distanziata si intende che la distanza tra i cavi unipolari affiancati sulla passerella è superiore al diametro esterno del cavo multipolare. Nelle pose su passerelle orizzontali o su scala posa cavi, i cavi devono essere posizionati ad una distanza dalla superficie verticale (parete) maggiore o uguale a 0 mm. 156 Schneider Electric

11 Tabella T4 - circuiti realizzati con cavi unipolari in strato su più supporti n posa CEI 64-8 Metodo di installazione Numero di circuiti trifasi Utilizzato per numero di passerelle passerelle perforate 0,96 0,87 0,81 3 cavi in formazione orizzontali orizzontale 3 0,95 0,85 0,78 13 passerelle perforate 0,95 0,84 3 cavi in formazione verticali verticale scala posa cavi 0,98 0,93 0,89 3 cavi in formazione o elemento di sostegno orizzontale 3 0,97 0,90 0,86 13 passerelle perforate 0,97 0,93 0,89 3 cavi in formazione a orizzontali trefolo 3 0,96 0,9 0,86 13 passerelle perforate 1,00 0,90 0,86 verticali scala posa cavi 0,97 0,95 0,93 o elemento di sostegno 3 0,96 0,94 0,9 Nota: nelle pose su passerelle orizzontali o su scala posa cavi, i cavi devono essere posizionati ad una distanza dalla superficie verticale (parete) maggiore o uguale a 0 mm. Le terne di cavi in formazione a trefolo si intendono disposte ad una distanza maggiore di due volte il diametro del singolo cavo unipolare. Determinazione della sezione del conduttore di fase Tabella T-A - cavi unipolari con e senza guaina con isolamento in PVC o EPR (1) Metodologia Altri tipi di Tipo di Numero Portata [A] tipica di posa della isolamento cond. Sezione [mm ] installazione CEI 64-8 caricati 1 1,5, Cavi in tubo PVC 14,5 19, incassato in 3 13, parete isolante EPR 19, , Cavi in tubo PVC 13,5 17, in aria , EPR 17 3, , Cavi in aria 18 PVC 19, libera in posizione 3 15, non a portata EPR 4, di mano 3 0, Cavi in aria PVC 3 19, libera a EPR trifoglio Cavi in aria PVC libera in piano 3 19, a contatto EPR Cavi in aria libera PVC distanziati su un piano orizzontale () EPR Cavi in aria libera PVC distanziati su piano verticale () EPR (1) PVC: mescola termoplastica a base di polivinilcloruro (temperatura massima del conduttore uguale a 70 C) EPR: mescola elastomerica reticolata a base di gomma etilenpropilenica o similari (temperatura massima del conduttore uguale a 90 C) () I cavi affiancati del singolo circuito trifase si considerano distanziati se posati in modo che la distanza tra di essi sia superiore o uguale al diametro esterno del singolo cavo unipolare. Schneider Electric 157

12 Portata dei cavi Posa non interrata Tabella T-B: cavi multipolari con isolamento in PVC o EPR (1) Metodologia Altri tipi di Tipo di Numero Portata [A] tipica di posa della isolamento cond. Sezione [mm ] installazione CEI 64-8 caricati 1 1,5, Cavo in tubo PVC 14,0 18, incassato in 3 13,0 17, parete isolante EPR 18,5 5, ,5, Cavo in tubo 3A-4A-5A-1 PVC 13,5 16,5 3, in aria A-4A-5 3 1,0 15,0 0, A-31-34A EPR 17,0,0 30, ,0 19,5 6, Cavo in aria PVC 15,0,0 30, libera, distanziato 3 13,6 18,5 5, dalla parete/soffitto EPR 19,0 6,0 36, o su passerella 3 17,0 3,0 3, Cavo in aria 11-11A-5- PVC 15,0 19,5 7, libera, fissato ,5 17,5 4, alla parete/soffitto EPR 19,0 4,0 33, ,0,0 30, (1) PVC: mescola termoplastica a base di polivinilcloruro (temperatura massima del conduttore uguale a 70 C) EPR: mescola elastomerica reticolata a base di gomma etilenpropilenica o similari (temperatura massima del conduttore uguale a 90 C) Esempio: Un cavo in rame trifase isolato in EPR è posato su una passerella perforata in vicinanza di tre circuiti costituiti da: un cavo trifase (1 circuito); cavi unipolari ( circuito); 6 cavi unipolari (3 circuito). Il circuito, costituito da conduttori in parallelo per fase, è equivalente a circuiti trifasi. Sulla passerella in totale si considerano perciò posati 5 circuiti. La temperatura ambiente è di 40 C. Il cavo deve trasportare una corrente di impiego I B di 3 A. La sezione del cavo si determina nel modo seguente: scelta dell'interruttore automatico: l'interruttore deve avere una corrente nominale I n maggiore o uguale alla corrente di impiego della conduttura I B ; utilizzando un interruttore modulare si avrà: I n = 5 A; determinazione del coefficiente correttivo k tot : temperatura ambiente tab T1: k1 = 0,91, posa ravvicinata tab T: k = 0,75, k tot = k1. k = 0,68; determinazione della minima portata teorica richiesta alla conduttura: In' = I n /k tot = 36,8 A; determinazione della sezione del conduttore di fase (tab T-B): n posa: 13, isolante EPR, n di conduttori attivi: 3, materiale conduttore: rame. La sezione, con portata teorica Iz' immediatamente superiore alla minima portata teorica In', è di 4 mm (4 A), come evidenziato nella tabella T-B. Determinazione della portata effettiva della conduttura: la portata effettiva I z di un cavo da 4 mm nelle condizioni di posa considerate è pari a: I z = I' z. k tot = 8,5 A. θ = 40 C 158 Schneider Electric

13 Posa non interrata Tabella T-C: cavi ad isolamento minerale unipolari; serie L: cavi per servizio leggero fino a 500 V; serie H: cavi per servizio pesante fino a 750 V Metodologia Altri tipi di Tipo di Numero Portata [A] tipica di posa della isolamento cond. Sezione [mm ] installazione CEI 64-8 caricati 1,5, Cavi in aria serie L (1) libera serie L () a trifoglio serie H (1) serie H () Cavi in aria serie L (1) libera in piano a contato serie L () serie H (1) serie H () Cavi in aria serie L (1) libera distanziati su un piano serie L () orizzontale serie H (1) serie H () Cavi in aria serie L (1) libera distanziati su un piano serie L () verticale serie H (1) serie H () Cavi in aria 11-11A serie L (1) libera, fissati sulla parete serie L () o soffitto serie H (1) serie H () Cavi a trifoglio 11-11A serie L (1) in aria libera serie L () fissati sulla serie H (1) parete serie H () o soffitto (1) Cavi ad isolamento minerale nudi esposti al tocco oppure rivestiti in materiale termoplastico (T massima della guaina metallica 70 C). Per i cavi nudi moltiplicare per 0,9. () Cavi ad isolamento minerale nudi non esposti al tocco (T massima della guaina metallica 105 C). Schneider Electric 159

14 Portata dei cavi Posa non interrata Tabella T-D: cavi ad isolamento minerale multipolari; serie L: cavi per servizio leggero fino a 500 V; serie H: cavi per servizio pesante fino a 750 V Metodologia Altri tipi di Tipo di Numero Portata [A] tipica di posa della isolamento cond. Sezione [mm ] installazione CEI 64-8 caricati 1,5, Cavo in aria serie L (1) libera, distanziato serie L () dalla parete o soffitto serie H (1) o su passerella serie H () Cavo in aria 11-11A serie L (1) libera, fissato sulla parete serie L () o soffitto serie H (1) serie H () (1) Cavi ad isolamento minerale nudi esposti al tocco oppure rivestiti in materiale termoplastico (T massima della guaina metallica 70 C). Per i cavi nudi moltiplicare per 0,9. () Cavi ad isolamento minerale nudi non esposti al tocco (T massima della guaina metallica 105 C). 160 Schneider Electric

15 Posa interrata Posa interrata Per la determinazione della sezione del conduttore di fase di cavi in rame isolati con materiale elastomerico o termoplastico interrati, in questa guida si applica il metodo che fa riferimento alla tabella CEI-UNEL Il procedimento è il seguente: si determina un coefficiente correttivo k tot come prodotto dei coefficienti k5, k6, k7 e k8, dove: k5 è il fattore di correzione da applicare se la temperatura del terreno è diversa da 0 C (tabella T5); k6 è il fattore di correzione per gruppi di più circuiti installati sullo stesso piano (tabella T6); k7 è il fattore di correzione per profondità di interramento diverso dal valore preso come riferimento, pari a 0,8 m (tabella T7); k8 è il fattore di correzione per resistività termica diversa dal valore preso come riferimento, pari a 1,5 K x m/w, cioè terreno secco (tabella T8). si divide il valore della corrente nominale dell interruttore (In) o della corrente di regolazione termica (Ir) per il coefficiente Determinazione del coefficiente k tot Il coefficiente k tot caratterizza l influenza delle differenti condizioni di installazione e si ottiene moltiplicando i fattori correttivi k5, k6, k7 e k8 dedotti dalle tabelle T5, T6, T7 e T8. Tabella T5: valori di k5 Il fattore correttivo k5 tiene conto dell influenza della temperatura del terreno per temperature di quest ultimo diverse da 0 C. correttivo k tot trovando così il valore In (Ir ): In I' n = k tot in funzione del numero di posa della CEI 64-8, dell isolante e del numero di conduttori attivi si individua sulla tabella T-E: la portata Iz che rispetta la condizione Iz In, la corrispondente sezione del conduttore di fase. La portata effettiva della conduttura si ricava come Iz = Iz k tot. Nota: i valori di portata indicati si riferiscono alle seguenti condizioni di posa: temperatura terreno = 0 C profondità di posa = 0,8 m resistività termica del terreno = 1,5 K x m/w nella tabella delle portate T-E è indicato il numero di conduttori caricati, cioè dei conduttori effettivamente percorsi da corrente in condizioni ordinarie di esercizio. Tabella T6: valori di k6 Il fattore correttivo k6 considera la diminuzione di portata di un cavo unipolare o multipolare in tubo interrato, posato sullo stesso piano di altri cavi, per effetto del mutuo riscaldamento tra di essi. Il fattore k6 è riferito a cavi posati ad una distanza inferiore a 1 m; per distanze superiori a 1m il fattore k6 è sempre uguale a 1. Il fattore k6 si applica quando i cavi del fascio o dello strato hanno sezioni simili, cioè rientranti nelle tre sezioni adiacenti unificate (es mm ). Nel caso di circuito trifase con n conduttori Nei circuiti trifase con neutro con carichi equilibrati o lievemente squilibrati, oppure in assenza di armoniche che si richiudono sul conduttore di neutro la portata di un cavo quadripolare si calcola considerando tre conduttori caricati. Nei casi particolari di sistema fortemente squilibrato o in presenza di forti componenti armoniche sul neutro occorre considerare 4 conduttori caricati. Poiché nella tabella T-E il numero di conduttori caricati è soltanto o 3, in caso di 4 conduttori caricati si trova la portata relativa a due conduttori e poi si moltiplica questo valore per il fattore di riduzione relativo a due circuiti o cavi multipolari. nella tabella T-E sono indicate le portate relative a cavi interrati posati in tubo; nel caso di cavi direttamente interrati (pose 6 e 63 della norma CEI 64-8), essendo più favorevoli le condizioni di scambio termico, la portata aumenta di un fattore, dipendente dalla tipologia e dalle dimensioni dei cavi, che indicativamente può essere considerato pari a 1,15. in parallelo per fase si considerano n circuiti tripolari. Tabella T7: valori di k7 Il fattore correttivo k7 considera la variazione di portata per profondità di interramento diversa dal valore preso come riferimento, pari a 0,8 m. Tabella T8: valori di k8 Il fattore correttivo k8 considera la variazione di portata del cavo per resistività termica diversa dal valore preso come riferimento, pari a 1,5 K x m/w, cioè terreno secco. Tabella T5: influenza della temperatura del terrreno Temperatura Tipo di isolamento del terreno [ C] PVC EPR 10 1,1 1, ,05 1, ,95 0, ,89 0, ,84 0, ,77 0, ,71 0,8 50 0,63 0, ,55 0, ,45 0, ,6 70 0, , ,38 Tabella T6: gruppi di più circuiti installati sullo stesso piano un cavo multipolare per ciascun tubo n.cavi distanza fra i circuiti [m] a contatto 0,5 0,5 1 0,85 0,9 0,95 0,95 3 0,75 0,85 0,9 0,95 4 0,7 0,8 0,85 0,9 5 0,65 0,8 0,85 0,9 6 0,6 0,8 0,8 0,9 un cavo unipolare per ciascun tubo n.cavi distanza fra i circuiti [m] a contatto 0,5 0,5 1 0,8 0,9 0,9 0,95 3 0,7 0,8 0,85 0,9 4 0,65 0,75 0,8 0,9 5 0,6 0,7 0,8 0,9 6 0,6 0,7 0,8 0,9 cavi multipolari cavi unipolari Distanza fra i circuiti Schneider Electric 161

16 Portata dei cavi Posa interrata Tabella T7: influenza della profondità di posa profondità 0,5 0,8 1 1, 1,5 di posa [m] fattore di 1,0 1 0,98 0,96 0,94 correzione Tabella T8: influenza della resistività termica del terreno cavi unipolari resistività 1 1, 1,5,5 de terreno (K x m/w) fattore 1,08 1,05 1 0,9 0,8 di correzione cavi multipolari resistività 1 1, 1,5,5 del terreno (K x m/w) fattore 1,06 1,04 1 0,91 0,84 di correzione Tabella T-E : cavi unipolari con e senza guaina e cavi multipolari (1) Metodologia Altri tipi Tipo N. Portata [A] tipica di di posa di cond. Sezione [mm] installazione della isolam. CEI ,5, cavi unipolari PVC in tubi interrati EPR a contatto (1 cavo per tubo) cavi unipolari 61 PVC in tubo interrato EPR cavi 61 PVC multipolari in tubo EPR interrato (1) PVC: mescola termoplastica a base di polivinilcloruro (temperatura massima del conduttore uguale a 70 C; EPR: mescola elastomerica reticolata a base di gomma etilenpropilenica o similari (temperatura massima del conduttore uguale a 90 C) Esempio: Dimensionamento di un circuito trifase in condotto interrato in terreno secco e alla temperatura di 5 C. Il cavo multipolare, isolato in PVC, alimenta un carico trifase da 100 kw (400 V) e fattore di potenza 0,88 ed è posato a contatto con un altro cavo multipolare. La sezione del cavo si determina nel modo seguente: scelta dell'interruttore automatico: l'interruttore deve avere una corrente nominale I n maggiore o uguale alla corrente di impiego della conduttura I B : I = B, = 164 A; sarà possibile utilizzare un interruttore Compact NS da 50 A con sganciatore TM00D regolato a 164 A; per il dimensionamento del cavo si potrà dunque considerare In = 164 A; determinazione del coefficiente correttivo k tot : temperatura del terreno: K5 = 0,95, posa ravvicinata, circuiti: K6 = 0,85, profondità di posa 0,8 m: K7 = 1, natura del terreno: secco, k8 = 1, k tot = k5. k6. k7. K9 = 0,76 determinazione della minima portata teorica richiesta alla conduttura: I' n = I n /k tot = 15,8 A; determinazione della sezione del conduttore di fase (tab T-C): isolante: PVC, n conduttori attivi: 3, materiale conduttore: rame. La sezione con portata teorica I' z immediatamente superiore alla minima portata teorica I' n è di 150 mm (31 A), come evidenziato nella tabella T-C. Determinazione della portata effettiva della conduttura: la portata effettiva I z di un cavo da 150 mm nelle condizioni di posa considerate è pari a: I z = I' z. k tot = 175,5 A. 16 Schneider Electric

17 Caduta di tensione Presentazione In un qualsiasi impianto di bassa tensione è necessario valutare la caduta di tensione tra l'origine dell'installazione e il punto di utilizzazione dell'energia elettrica. Una eccessiva caduta di tensione influenza negativamente il funzionamento delle apparacchiature. La Norma CEI 64.8 raccomanda una caduta di tensione tra l'origine dell'impianto elettrico e qualunque apparecchio utilizzatore non superiore in pratica al 4% della tensione nominale dell'impianto. In un impianto di forza motrice una caduta di tensione superiore al 4% può essere eccessiva per le seguenti ragioni: il corretto funzionamento, in regime permanente, dei motori è generalmente garantito per tensioni comprese tra il ± 5% della tensione nominale; la corrente di avviamento di un motore può raggiungere o anche superare il valore di 5 7 I n. Se la caduta di tensione è pari al 6% in regime permanente, essa probabilmente raggiungerà, al momento dell'avviamento, un valore molto elevato. Questo provoca: un cattivo funzionamento delle utenze più sensibili; difficoltà di avviamento del motore. Ad una caduta di tensione del 15% corrisponde una riduzione della coppia di spunto pari circa al 8%. Durante la fase di avviamento, si consiglia di non superare la caduta di tensione percentuale del 10% sul cavo del motore. La caduta di tensione è sinonimo di perdite in linea e quindi di una cattiva ottimizzazione dell'impianto di trasmissione dell'energia elettrica. Per questi motivi è consigliabile non raggiungere mai la caduta di tensione massima ammessa. La tabella seguente fornisce i valori della resistenza e della reattanza dei cavi per unità di lunghezza (Ω/km corrispondenti a mω/m) in funzione della sezione dei conduttori. Il valore della caduta di tensione [V] può essere determinato mediante la seguente formula: U = K. I B. L. (r. cos ϕ + x. sen ϕ) ed in percentuale U u% = 100 U n dove: I B [A] è la corrente nel cavo, k è un fattore di tensione pari a nei sistemi monofase e bifase e e nei sistemi trifase, L [km] è la lunghezza della linea, r [Ω/km] è la resistenza di un chilometro di cavo, x [Ω/km] è la reattanza di un chilometro di cavo, U n [V] è la tensione nominale dell'impianto, cosϕ è il fattore di potenza del carico. Resistenza e reattanza specifica dei cavi unificati (Tabella UNEL ) (1) sez. [mm ] 1,5, cavo unipolare r [mω/m] 14,8 8,91 5,57 3,71,4 1,41 0,889 0,641 0,473 0,38 0,36 0,188 0,153 0,13 0,0943 0,0761 x [mω/m] 0,168 0,156 0,143 0,135 0,119 0,11 0,106 0,101 0,101 0,0965 0,0975 0,0939 0,098 0,0908 0,090 0,0895 cavo bipolare, tripolare r [mω/m] 15,1 9,08 5,68 3,78,7 1,43 0,907 0,654 0,483 0,334 0,41 0,191 0,157 0,15 0,0966 0,0780 x [mω/m] 0,118 0,109 0,101 0,0955 0,0861 0,0817 0,0813 0,0783 0,0779 0,0751 0,076 0,0740 0,0745 0,074 0,075 0,0750 (1) Materiale conduttore: rame, temperatura di riferimento 80 C. Esempio In un impianto del tipo in figura occorre effettuare una verifica della caduta di tensione della partenza in cavo, la cui sezione è stata dimensionata a portata. Il dimensionamento a portata ha condotto ad una sezione di 50 mm. È imposta una caduta di tensione del %. Dalla tabella della resistenza e reattanza specifica dei cavi si ha: S = 50 mm, cavo multipolare, r = 0,483 Ω/km, x = 0,0779 Ω/km. Calcoliamo ora la caduta di tensione con la formula (NB: la lunghezza del cavo deve essere in km): U = K. I B. L. (r. cos ϕ + x. sen ϕ) = 8,5 V Utilizzando quindi la formula della caduta di tensione percentuale si ottiene: U u% = 100 =,13% U n essendo u% > del % occorre scegliere una sezione superiore: S = 70 mm, cavo multipolare, r = 0,334 Ω/km, x = 0,0751 Ω/km. Utilizzando questi dati otteniamo quindi: U = k. l B. L. (r. cosϕ + x. senϕ) = 6 V, U u% = 100 = 1,5%. U n La caduta di tensione risulta verificata (<%). La sezione adottata è dunque 70 mm in cavo multipolare. cavo multipolare Cu/EPR posa in aria libera ravvicinata su passerella non perforata S = 50 mm L = 70 m I B = 150 A cos ϕ = 0,9 Schneider Electric 163

18 Caduta di tensione Calcolo della caduta di tensione Calcolo della caduta di tensione Le tabelle di seguito riportate forniscono i valori di U% per diversi valori del fattore potenza, nelle seguenti ipotesi: tensione nominale: 400 V; lunghezza cavo: 100 m; cavi unipolari conformi alle tabelle UNEL ; distribuzione trifase. La U% effettiva del cavo si ottiene nel seguente modo: U%eff = U%tab x (L/100) x (I b /I btab ) dove: L [m] è la lunghezza della linea, I b è la reale corrente d impiego della linea I btab è il valore nella prima colonna della tabella immediatamente superiore a I b, U%tab è il valore di caduta di tensione percentuale fornito dalla tabella in corrispondenza di I btab. La tabella relativa a cos ϕ = 0.35 si riferisce al caso di una partenza motore. Il calcolo della U% è considerato all avviamento del motore nell ipotesi che I beff = I avv = 5 x I b. Note In caso di distribuzione monofase, moltiplicare il valore in tabella per. Nel caso di più conduttori in parallelo per fase si considera il valore di U% in corrispondenza della sezione del singolo conduttore, ad una corrente pari a I b /n conduttori in parallelo. Tabella 1 : caduta di tensione % a cos ϕ = 0.8 per 100 m di cavo sez [mm ] 1,5, Ib [A] 4,07 1,5 0,79 0,53 0,3 0,1 0,13 6 3,10 1,88 1,18 0,79 0,48 0,31 0,0 0,15 0, ,17 3,13 1,97 1,3 0,81 0,5 0,34 0,5 0,19 0,14 0, ,7 5,00 3,15,11 1,9 0,83 0,54 0,40 0,30 0, 0,17 0,14 0,1 0, ,34 6,5 3,93,64 1,61 1,04 0,67 0,50 0,38 0,8 0,1 0,18 0,15 0,13 0,11 5 1,93 7,8 4,9 3,30,0 1,9 0,84 0,6 0,48 0,35 0,7 0, 0,19 0,17 0,14 0,1 3 10,01 6,9 4,,58 1,66 1,07 0,79 0,61 0,44 0,34 0,9 0,5 0,1 0,18 0, ,87 5,8 3,3,07 1,34 0,99 0,76 0,55 0,43 0,36 0,31 0,6 0, 0,0 50 9,83 6,60 4,03,59 1,68 1,4 0,95 0,69 0,54 0,45 0,39 0,33 0,8 0,5 63 8,3 5,08 3,6,11 1,56 1,0 0,87 0,67 0,56 0,49 0,4 0,35 0, ,56 6,46 4,14,68 1,99 1,5 1,11 0,86 0,7 0,6 0,53 0,45 0, ,6 4,66 3,0,3 1,71 1,5 0,96 0,81 0,69 0,60 0,50 0, ,07 5,18 3,35,48 1,90 1,39 1,07 0,90 0,77 0,66 0,56 0, ,47 4,19 3,10,38 1,73 1,34 1,1 0,96 0,83 0,70 0, ,76 5,03 3,7,85,08 1,61 1,34 1,16 0,99 0,84 0, ,06 5,87 4,35 3,33,43 1,87 1,57 1,35 1,16 0,98 0, ,35 6,71 4,97 3,80,77,14 1,79 1,54 1,3 1,1 0,99 5 7,55 5,59 4,8 3,1,41,01 1,73 1,49 1,6 1,1 50 6,1 4,75 3,47,68,4 1,93 1,65 1,40 1,4 75 5,3 3,81,94,46,1 1,8 1,54 1, ,16 3,1,69,31 1,99 1,68 1, ,48,91,51,15 1,8 1, ,13,70,3 1,96 1,74 375,89,48,10 1,86 400,65,4 1,98 450,5,3 500, Schneider Electric

19 Tabella : caduta di tensione % a cos ϕ = 0,85 per 100 m di cavo sez [mm ] 1,5, Ib [A] 4,19 1,33 0,83 0,56 0,34 0, 0,14 6 3,9 1,99 1,5 0,84 0,51 0,33 0,1 0,16 0,1 10 5,49 3,3,08 1,40 0,85 0,54 0,35 0,6 0,0 0,14 0, ,78 5,30 3,33,3 1,36 0,87 0,56 0,41 0,3 0,3 0,17 0,14 0,1 0, ,97 6,63 4,17,79 1,70 1,09 0,70 0,5 0,39 0,9 0, 0,18 0,15 0,13 0, ,71 8,9 5,1 3,49,13 1,36 0,88 0,65 0,49 0,36 0,7 0,3 0,19 0,16 0,14 0,1 3 10,61 6,66 4,47,73 1,74 1,1 0,83 0,63 0,46 0,35 0,9 0,5 0,1 0,18 0, ,33 5,59 3,41,18 1,41 1,04 0,79 0,57 0,44 0,36 0,31 0,6 0, 0, ,41 6,98 4,6,7 1,76 1,9 0,99 0,71 0,55 0,45 0,39 0,33 0,8 0,4 63 8,80 5,37 3,43,1 1,63 1,4 0,90 0,69 0,57 0,49 0,4 0,35 0, ,17 6,81 4,36,81,07 1,58 1,14 0,87 0,7 0,6 0,53 0,44 0, ,66 4,90 3,16,33 1,77 1,8 0,98 0,8 0,70 0,59 0,50 0, ,5 5,45 3,51,59 1,97 1,43 1,09 0,91 0,77 0,66 0,55 0, ,81 4,39 3,4,46 1,78 1,36 1,13 0,97 0,8 0,69 0, ,17 5,7 4,88,96,14 1,64 1,36 1,16 0,99 0,83 0, ,53 6,15 4,53 3,45,50 1,91 1,59 1,36 1,15 0,97 0, ,89 7,03 5,18 3,94,85,18 1,81 1,55 1,3 1,11 0,97 5 7,91 5,83 4,44 3,1,46,04 1,74 1,48 1,4 1, ,47 4,93 3,57,73,7 1,94 1,65 1,38 1,1 75 5,4 3,93 3,00,49,13 1,81 1,5 1, ,8 3,7,7,3 1,98 1,66 1, ,55,95,5,14 1,80 1, ,17,71,31 1,94 1,70 375,91,47,07 1,8 400,64,1 1,94 450,49,18 500,4 Tabella 3: caduta di tensione % a cos ϕ = 0,9 per 100 m di cavo sez [mm ] 1,5, Ib [A] 4,3 1,40 0,88 6 3,48,10 1,3 0,88 0,54 0,34 0, 0,16 0,1 10 5,80 3,50,0 1,47 0,90 0,57 0,37 0,7 0,0 0,15 0, ,8 5,60 3,5,35 1,43 0,91 0,59 0,43 0,33 0,3 0,18 0,15 0,1 0, ,60 7,00 4,40,94 1,79 1,14 0,73 0,54 0,41 0,9 0, 0,18 0,15 0,13 0, ,50 8,75 5,49 3,68,4 1,43 0,9 0,67 0,51 0,37 0,8 0,3 0,19 0,16 0,13 0,1 3 11,1 7,03 4,71,87 1,83 1,17 0,86 0,65 0,47 0,35 0,9 0,5 0,1 0,17 0, ,79 5,89 3,58,8 1,47 1,08 0,81 0,58 0,44 0,36 0,31 0,6 0, 0, ,36 4,48,85 1,83 1,34 1,0 0,73 0,55 0,45 0,39 0,33 0,7 0,3 63 5,64 3,60,31 1,69 1,8 0,9 0,70 0,57 0,49 0,41 0,34 0,9 80 7,16 4,57,93,15 1,63 1,17 0,88 0,73 0,6 0,5 0,43 0, ,06 5,14 3,30,4 1,83 1,31 0,99 0,8 0,69 0,59 0,48 0, ,95 5,71 3,66,69,03 1,46 1,10 0,91 0,77 0,65 0,54 0, ,13 4,58 3,36,54 1,83 1,38 1,14 0,96 0,81 0,67 0, ,56 5,50 4,03 3,05,19 1,66 1,36 1,16 0,98 0,81 0, ,99 6,41 4,71 3,56,56 1,93 1,59 1,35 1,14 0,94 0, ,41 7,33 5,38 4,07,9,1 1,8 1,54 1,30 1,08 0,93 5 8,5 6,05 4,58 3,9,48,05 1,74 1,46 1,1 1, ,7 5,09 3,65,76,7 1,93 1,63 1,34 1, ,59 4,0 3,04,50,1 1,79 1,48 1, ,38 3,31,73,31 1,95 1,61 1, ,59,96,51,1 1,75 1, ,18,70,8 1,88 1,63 375,89,44,0 1,75 400,60,15 1,86 450,4,09 500,33 Schneider Electric 165

20 Caduta di tensione Calcolo della caduta di tensione Tabella 4: caduta di tensione % a cos ϕ = 0.35 per 100 m di cavo sez [mm ] 1,5, Ib [A] 4 4,6,83 1,80 1,3 0,78 0,5 0,36 0,8 0,3 0,18 0,15 0,13 0,1 0,11 0,10 6 6,93 4,4,71 1,85 1,16 0,78 0,53 0,41 0,34 0,7 0,3 0,0 0,18 0,17 0,15 0, ,56 7,07 4,51 3,09 1,94 1,30 0,89 0,69 0,56 0,44 0,38 0,33 0,30 0,8 0,5 0, ,49 11,31 7, 4,94 3,10,07 1,4 1,10 0,90 0,71 0,60 0,53 0,49 0,44 0,41 0,38 0 3,11 14,14 9,0 6,17 3,88,59 1,78 1,38 1,13 0,89 0,75 0,67 0,61 0,55 0,51 0,48 5 8,89 17,67 11,8 7,71 4,85 3,4, 1,73 1,41 1,11 0,94 0,83 0,76 0,69 0,64 0,60 3,6 14,43 9,87 6,0 4,15,84,1 1,80 1,4 1,1 1,07 0,97 0,89 0,81 0, ,04 1,34 7,75 5,18 3,55,76,5 1,78 1,51 1,33 1, 1,11 1,0 0, ,43 9,69 6,48 4,44 3,45,8, 1,88 1,66 1,5 1,39 1,7 1,0 63 1,1 8,16 5,60 4,35 3,55,80,37,10 1,9 1,75 1,60 1, ,51 10,36 7,11 5,5 4,51 3,55 3,01,66,43,,04 1, ,45 11,66 8,00 6, 5,07 4,00 3,39 3,00,74,50,9, ,39 1,96 8,89 6,91 5,63 4,44 3,77 3,33 3,04,77,54, ,19 11,11 8,63 7,04 5,55 4,71 4,16 3,80 3,47 3,18, ,43 13,33 10,36 8,45 6,66 5,65 4,99 4,56 4,16 3,8 3,59 175,67 15,55 1,08 9,86 7,77 6,59 5,83 5,3 4,85 4,45 4, ,91 17,77 13,81 11,7 8,89 7,53 6,66 6,08 5,55 5,09 4,78 5 9,15 19,99 15,54 1,67 10,00 8,47 7,49 6,84 6,4 5,7 5,38 50, 17,6 14,08 11,11 9,41 8,3 7,60 6,93 6,36 5, ,49 1, 10,36 9,15 8,36 7,63 7,00 6, ,33 11,30 9,99 9,1 8,3 7,63 7, ,4 10,8 9,88 9,01 8,7 7, ,65 10,64 9,71 8,90 8, ,41 10,40 9,54 8, ,09 10,18 9, ,45 10, ,96 Esempio Un cavo tripolare in rame, con sezione di 35 mm e 10 m (0,1 km) di lunghezza, alimenta un motore trifase (400 V) che assorbe: 100 A con cos ϕ = 0,8 (corrente nominale); 500 A (5 In) con cos ϕ = 0,35 all'avviamento. La caduta di tensione al livello del quadro di alimentazione (altri carichi alimentati oltre al motore) è di 4 V tra le fasi. Qual'è la caduta di tensione % in corrispondenza dei morsetti del motore? Caduta di tensione in condizioni normali Caduta di tensione sul cavo la tabella 1 indica una caduta di tensione pari al.48% per 100 m di cavo della stessa sezione e a fronte di una corrente d'impiego di 100 A; la caduta di tensione reale è: U% cavo = =.97% caduta di tensione sul quadro di distribuzione U% quadro = (4/400) 100 = 1% caduta di tensione totale U% tot = U% cavo + U% quadro = 3.97% Caduta di tensione all'avviamento Caduta di tensione sul cavo: la tabella 4 indica una caduta di tensione pari al 6.91% per 100 m di cavo della stessa sezione e a fronte di una corrente di avviamento pari a A; la caduta di tensione è: U% cavo = = 8.3% caduta di tensione accettabile ( 10%) Nota: questa verifica è generalmente sufficiente, a meno che il motore considerato abbia una corrente nominale superiore al 30% del totale dei carichi allacciati allo stesso quadro di alimentazione. In quest'ultimo caso è opportuno verificare la caduta di tensione sull'intero sistema di alimentazione. S= 35 mm Cu L= 10 m I B= 100 A I AVV= 500 A M 166 Schneider Electric

21 Protezione contro il cortocircuito Calcolo della corrente di cortocircuito Determinazione della corrente di cortocircuito I cc in un punto dell impianto La conoscenza delle correnti di cortocircuito in un impianto elettrico è necessaria per i seguenti scopi: determinare i poteri di interruzione e di chiusura degli interruttori da installare; verificare la tenuta elettrodinamica dei punti critici dell impianto (es. supporti sbarre); verificare la tenuta termica dei cavi; determinare la regolazione dei relé di protezione. In un impianto elettrico di bassa tensione il guasto trifase è quello che dà luogo nella maggior parte dei casi ai valori più elevati della corrente di cortocircuito. Il calcolo delle correnti di cortocircuito si basa sul principio che la corrente di guasto è uguale a quella attribuibile ad un generatore unico, la cui forza elettromotrice uguaglia la tensione nominale della rete nel punto di guasto, che alimenti un circuito avente un impedenza unica equivalente a tutte le impedenze della rete a monte, comprese tra i generatori ed il punto di guasto considerato. Guasto trifase Per determinare il valore della corrente di cortocircuito trifase presunta in un punto dell impianto seguire il metodo seguente: 1 Sommare: le resistenze situate a monte del punto scelto: Rt = R1+R+R3+... Rn; le reattanze situate a monte del punto scelto: Xt = X1+X+X3+... Xn. Calcolare: I cc3 = 3 U R t + X con U espresso in V e Rt e Xt espresse in mω, Icc risulta espressa in ka. Importante: U è la tensione nominale a vuoto lato bassa tensione tra le fasi del trasformatore. Guasto bifase In caso di guasto bifase in lontananza dagli alternatori la corrente di cortocircuito vale: I cc U = Z t t = 0,866 I cc3 La stessa formula vale anche in presenza di alternatori per i primi istanti del guasto (t < 10 0 ms), quando l alternatore è in regime subtransitorio (si vedrà a questo proposito il capitolo "Protezione alimentati da un generatore" a pag. 184). Guasto fase-neutro o monofase a terra In caso di guasto fase-neutro o monofase a terra in lontananza dal trasformatore MT/BT di alimentazione la corrente di guasto vale: I I FN FPE = = U 3 (Z + Z ) t U n 3 (Z + Z t PE dove Z n e Z PE sono le impedenze complessive rispettivamente del conduttore di neutro e del conduttore di protezione del circuito sede del guasto. Nel caso in cui il neutro o il conduttore di protezione abbiano la stessa sezione della fase si ha: I FN o I FPE = 0.5 I cc3 Il calcolo di queste correnti è spesso necessario per la scelta delle regolazioni dei relé e per le verifiche riguardanti la protezione delle persone. La norma CEI 64-8 fornisce delle indicazioni per il calcolo di queste correnti a partire dalle formule sopra indicate. Per un guasto fase-neutro o monofase a terra nelle vicinanze di un trasformatore triangolo-stella con neutro a terra non è più possibile applicare le formule indicate in questo paragrafo e si può dimostrare che la corrente di cortocircuito è circa uguale a quella del cortocircuito trifase. Determinazione delle resistenze e delle reattanze dei componenti dell impianto Rete a monte In un impianto con consegna in media tensione la capacità della rete a monte di contribuire al cortocircuito, funzione dell impedenza della rete stessa, è espressa mediante la potenza di cortocircuito S CC (MVA) o la corrente di cortocircuito; questi dati devono essere forniti dall ente distributore. L impedenza equivalente della rete a monte è data dalla seguente espressione: Z VBT 3 MBT[ mω] = 10 SCC [ MVA] Il fattore di potenza in cortocircuito della rete a monte (cos ϕ cc ) può variare tra 0.15 e 0., da cui si ricavano i valori di R MBT e X MBT. Trasformatori L impedenza del trasformatore è ricavabile dai seguenti dati di targa: P cu [kw]: sono le perdite nel rame a pieno carico, alla temperatura normale di funzionamento del trasformatore (ad esempio 75 C per il trasformatore in olio); ) u cc %: tensione di cortocircuito percentuale alla temperatura normale di funzionamento del trasformatore; S n [kva]: potenza nominale del trasformatore. A partire da questi dati si ricavano i seguenti valori: Pcu U R = m S n [ Ω] ucu U Z = m 100 S n [ Ω] [ Ω] X = Z R m dove U [V] è la tensione nominale del trasformatore, Pcu e Sn sono espressi rispettivamente in kw e in kva. Il valore di R è calcolato alla temperatura nominale di funzionamento del trasformatore. Nelle tabelle allegate sono riportate le caratteristiche tipiche di trasformatori standard MT/BT in olio ed in resina. In queste tabelle sono riportati i valori di corrente di cortocircuito trifase ai morsetti del trasformatore, nell ipotesi che la rete a monte abbia una potenza di cortocircuito di 500 MVA. Inoltre è poi indicato il tipo di condotto sbarre utilizzabile per il collegamento tra il trasformatore e l interruttore automatico generale, tenendo conto della corrente di cortocircuito ai morsetti del trasformatore e della corrente nominale secondaria del trasformatore. Cavi e condotti sbarre Le reattanze dei cavi dipendono principalmente dalla distanza tra i conduttori; un valore più preciso può essere ottenuto dal costruttore. Valori tipici sono: cavo tripolare: X = 0.08 mω/m; cavo unipolare: X = mω/m a seconda della distanza tra i conduttori; collegamenti in sbarre: X 3 = 0,15 L. La resistenza è data dalla formula R = ρ L S dove: L = lunghezza [m] S = sezione [mm ] ρ = resistività = 18 (Cu), 7 (Al) mω mm /m In presenza di più conduttori in parallelo per fase, occorre dividere la resistenza e la reattanza di un conduttore per il numero di conduttori. I valori di resistenza e reattanza dei condotti sbarre sono forniti dai costruttori nella loro documentazione tecnica. Interruttori Nel calcolo delle Icc presunte le impedenze degli interruttori si devono trascurare. Schneider Electric 167

22 Protezione contro il cortocircuito Calcolo della corrente di cortocircuito Esempio componenti resistenze [mω] reattanze [mω] dell'impianto rete a monte P cc= 500 MVA 400 R 1 = 015, R = 004, X 1 = 098, X = 031, 1 3 M1 trasformatore 6, R = S n = 630 kva 630 u cc = 4 % R = 6, U= 400 V P cu = 6,5 kw X = 9,81 collegamento trasf./int. (cavo) 3 x (1 x 150 mm ) Cu per fase L= 3 m 1 R 3 = R = 01, 3 interruttore M1 R 4 = 0 X 4 = X = ( 6, ) X 3 = 3 01, 3 X = 01, collegamento X 5= 0,15x interruttore M1 R 5 = X 5= 0,30 partenza M (sbarre AI) R 5 = 0,11 1 x 100 x 5 mm L = m per fase interruttore M R 6 = 0 X 6 = 0 M M3 collegamento R X 7 = 0,1 70 quadro generale = 185 X 7 = 8,40 BT/quadro R7 = 681, secondario (cavo) 1 x (1 x 185 mm ) Cu per fase L= 70 m calcolo delle correnti di cortocircuito resistenze [mω] reattanze [mω] I cc [ka] M1 Rt1 = R1+ R + R3 Xt1 = X1+ X + X 3 Rt1 = 78, Xt1 = 10, 4 M Rt Xt = Xt1+ X 4 + X = Rt1+ R4 + R5 5 Rt Xt = 10, 54 = 89, M3 Rt Xt 3 = Xt + X 6 + X 3 = Rt + R6 + R7 7 Rt Xt 3 = 18, 94 3 = 97, 400 ( ) = 3, , ( ) = 3, , ( ) = 3 9, , , 113, 10, Schneider Electric

23 Caratteristiche elettriche trasformatori MT/BT in olio e resina Trasformatore in olio a norma CEI lista A potenza nominale [kva] corrente nominale secondaria [A] perdite [kw] a vuoto 0,3 0,46 0,65 0,77 0,93 1,10 1,30 1,50 1,70,10,60 3,0 3,80 4,40 a carico (75 C) 1,75,35 3,5 3,90 4,60 5,50 6,50 9,00 10,50 13,10 17,00,00 6,50 30,50 tensione di cortocircuito % (75 C) corrente a vuoto %,5,3,1 1,9 1,9 1,8 1,7 1,5 1,4 1,3 1, 1,1 1 resistenza equivalente a 75 C [mohm] 7,93 14,65 8,30 6,7 4,59 3,51,61,4 1,68 1,34 1,06 0,88 0,68 0,54 reattanza equivalente [mohm] 57,58 37, 4, 19,3 15,33 1,31 9,8 11,79 9,45 7,56 5,91 4,7 3,78 3,15 impedenza equivalente a 75 C [mohm] 64,00 40,00 5,60 0,3 16,00 1,80 10,16 1,00 9,60 7,68 6,00 4,80 3,84 3,0 corrente di cortocircuito trifase a valle [ka] 3,6 5,7 8,9 11, 14, 17,6,1 18,8 3,3 8,9 36,6 45, 55,7 65,8 condotto Canalis tipo KHF-14 KHF-16 KHF-18 KHF-6 KHF-8 KHF-36 KHF-46 KHF-48 ventilato Al In [A] condotto Canalis tipo KTC-10 KTC-13 KTC-16 KTC-0 KTC-5 KTC-30 KTC-40 KTC-50 compatto Cu In [A] condotto Canalis tipo KTA-10 KTA-1 KTA-16 KTA-0 KTA-5 KTA-30 KTA-40 compatto Al In [A] Trasformatore in olio a basse perdite potenza nominale [kva] corrente nominale secondaria [A] perdite [kw] a vuoto 0,5 0,36 0,5 0,63 0,74 0,8 0,90 1,10 1,33 1,65,09,40 3,04 3,35 a carico (75 C) 1,40 1,85,60 3,10 3,65 4,50 5,60 7,50 9,00 11,00 13,00 16,00 1,00 4,0 tensione di cortocircuito % (75 C) corrente a vuoto % 1,5 1,3 1,1 1,0 0,9 0,9 0,8 0,7 0,7 0,6 0,5 0,5 0,5 0,4 resistenza equivalente a 75 C [mohm],35 11,54 6,64 4,99 3,64,87,5 1,87 1,44 1,1 0,81 0,64 0,54 0,43 reattanza equivalente [mohm] 59,97 38,30 4,7 19,70 15,58 1,47 9,91 11,85 9,49 7,60 5,94 4,76 3,80 3,17 impedenza equivalente a 75 C [mohm] 64,00 40,00 5,60 0,3 16,00 1,80 10,16 1,00 9,60 7,68 6,00 4,80 3,84 3,0 corrente di cortocircuito trifase a valle [ka] 3,6 5,7 8,9 11, 14, 17,6,1 18,8 3,3 8,9 36,6 45, 55,7 65,8 condotto Canalis tipo KHF-14 KHF-16 KHF-18 KHF-6 KHF-8 KHF-36 KHF-46 KHF-48 ventilato Al In [A] condotto Canalis tipo KTC-10 KTC-13 KTC-16 KTC-0 KTC-5 KTC-30 KTC-40 KTC-50 compatto Cu In [A] condotto Canalis tipo KTA-10 KTA-1 KTA-16 KTA-0 KTA-5 KTA-30 KTA-40 compatto Al In [A] Trasformatore in resina a norma CEI 14-1 potenza nominale [kva] corrente nominale secondaria [A] perdite [kw] a vuoto 0,46 0,65 0,88 1,03 1,0 1,40 1,65,00,30,80 3,10 4,00 5,00 6,30 a carico (10 C),05,70 3,80 4,60 5,50 6,50 7,80 9,40 11,00 13,10 16,00 0,00 3,00 6,00 tensione di cortocircuito % (10 C) corrente a vuoto %,5,3,0 1,8 1,5 1,5 1,3 1,3 1, 1, 1, 1,1 1,0 1,0 resistenza equivalente a 10 C [mohm] 3,7 16,84 9,70 7,40 5,49 4,15 3,14,34 1,76 1,34 1,00 0,80 0,59 0,4 reattanza equivalente [mohm] 90,5 57,59 37,15 9,56 3,36 18,75 14,91 11,77 9,44 7,56 5,9 4,73 3,79 3,53 impedenza equivalente a 10 C [mohm] 96,00 60,00 38,40 30,48 4,00 19,0 15,4 1,00 9,60 7,68 6,00 4,80 3,84 3,56 corrente di cortocircuito trifase a valle [ka],4 3,8 6,0 7,5 9,5 11,9 14,9 18,8 3,3 8,9 36,6 45, 55,7 59,8 condotto Canalis tipo KHF-14 KHF-16 KHF-18 KHF-6 KHF-8 KHF-36 KHF-46 KHF-48 ventilato Al In [A] condotto Canalis tipo KTC-10 KTC-13 KTC-16 KTC-0 KTC-5 KTC-30 KTC-40 KTC-50 compatto Cu In [A] condotto Canalis tipo KTA-10 KTA-1 KTA-16 KTA-0 KTA-5 KTA-30 KTA-40 compatto Al In [A] Schneider Electric 169

24 Protezione contro il cortocircuito Scelta degli interruttori secondari e terminali Determinazione dell'i cc a valle di un cavo in funzione dell'i cc a monte Le tabelle qui riportate permettono di determinare il valore della corrente di cortocircuito trifase in un punto della rete a valle di un cavo, conoscendo: la corrente di cortocircuito trifase a monte del cavo; la lunghezza e la sezione del cavo (supposto in rame). Determinato il valore di corrente di cortocircuito a valle, è possibile dimensionare correttamente l'interruttore automatico (Pdi > I cc ). Se si desidera ottenere valori più precisi, è possibile effettuare un calcolo dettagliato (vedere pag. 167) o utilizzare il programma Software On-Off Rete. Inoltre, la tecnica di filiazione permette di installare a valle interruttori con potere di interruzione inferiore alla corrente di cortocircuito presunta (vedere pag. 113). Nota: Nel caso in cui i valori della Icc a monte e della lunghezza del cavo non risultino in tabella considerare i seguenti valori: I cc a monte: valore immediatamente superiore; lunghezza cavo: valore immediatamente inferiore. In entrambi i casi l'i cc a valle individuata è superiore a quella effettiva, l'approssimazione è dunque nel senso della maggiore sicurezza. sezione dei cavi [mm] lunghezza dei cavi [m] 1,5 1, 1,7,3 3,3 4,6 6,4 8,9 1,4,5 1 1,4 1,9,6 3,9 5, 6, 10,4 1,8 15,6 4 1, 1,6,3 3 4,1 6, 8, 9,9 16,6 0,4 4,9 6 1, 1,7,4 3,4 4,5 6,1 9, 1,3 14,8 4,8 30,3 37, ,4,8 3,9 5,6 7,4 10,1 15,3 0,5 4,7 41,3 49,8 6,1 16 1,1 1,6, 3,1 4,4 6,1 8,8 11,8 16 4,3 3,7 39,3 65,9 70,3 99,1 5 1, 1,6,3 3,3 4,7 6,7 9,4 13,6 18,3 4,8 37,8 50,7 61,1 10,5 13,3 154, ,5,1 3,1 4,5 6,4 9, 1,9 18,8 5,3 34,4 5,4 70,5 84,9 14,6 173,7 14,6 50 esempio 1,3,8 4,1 6,1 8,8 1,7 17,9 6, 35,4 48, 73,8 99,3 119,6 01,1 4, ,6,5 3,6 5,4 8 11,6 17 4, 35,5 48, 65, ,1 164,1 76,3 331,6 95 1,9,9 4,3 6, ,6 1, ,8 6,4 85,6 131,8 177,9 14,7 36,1 434,5 10,1 3,3 4,9 7,6 11,7 17,3 5,8 37, 55,3 75,6 103,9 160,4 16,7 61,8 150,3 3,6 5,4 8,4 13, 19,7 9,7 43, 64,6 88,7 1, 189, 56,1 309,5 185,4 3,9 5,8 9, 14,6 33, ,7 101,5 140,3 17,7 95, ,6 4,1 6, ,4 37,4 55,3 83,7 115,8 160,6 50,1 339,5 300,7 4,3 6,6 10,6 17,1 6,3 40,6 60,3 91,7 17,3 176,9 76,1 375,3 x10 4, 6,6 9,7 15,1 3,3 34,5 51,5 74,3 110,5 151, 07,8 30,7 x150 4,5 7, 10,7 16,8 6,3 39,3 59,3 86,3 19,1 177,3 44,4 378,3 x185 4,8 7,7 11,6 18,4 9, ,9 97,9 147,3 0,9 80,5 3x10 6, 9,9 14,6,6 34,9 51,7 77, 111,5 165,8 6,7 311,6 3x150 6,7 10,8 16,1 5, 39, ,5 193,7 65,9 366,6 3x185 7, 11,6 17,4 7,6 43,6 65,9 100,3 146, ,4 Icc a monte [ka] Icc a valle [ka] esempio Nota 1: la tabella è stata calcolata considerando: tensione trifase: 400 V; cavi tripolari in rame; temperatura del rame: 0 C. Nota : per una tensione trifase concatenata di 30 V, dividere le lunghezze in tabella per e = 1,73. Nota 3: nel caso di cavi in parallelo (non compresi nella tabella) dividere la lunghezza per il numero di cavi in parallelo. Esempio: Si consideri la rete rappresentata qui a lato: tensione 400 V; cavo con sezione 50 mm in rame e lunghezza 10 m. Procedere sulla riga relativa al cavo utilizzato fino a trovare la corrispondente lunghezza approssimata per difetto (8,8 m); corrente di cortocircuito a monte 8 ka. Identificare la riga corrispondente alla Icc a monte approssimata per eccesso (30 ka); determinare la corrente di cortocircuito a valle individuando l'intersezione tra: la colonna della lunghezza cavo 8,8 m, la riga relativa a I cc a monte 30 ka. La corrente di cortocircuito a valle è di 4 ka. Scelta degli interruttori: interruttore A: Compact NS50N TM50D Pdi 35 ka; interruttore B: Multi 9 C60L Pdi 15 ka, con Pdi "rinforzato per filiazione" 30 ka; interruttore C: Compact NS160N TM160D Pdi 5 ka. IB 400 V B A 50 mm, Cu 10 m IB C Icc = 8 ka Icc =? 170 Schneider Electric

25 Scelta degli interruttori alimentati da uno o più trasformatori MT/BT Scelta degli interruttori di arrivo e di partenza La scelta dell'interruttore di protezione di un circuito dipende principalmente: dalla corrente nominale dei trasformatori o degli apparecchi utilizzatori che determinano le correnti nominali degli interruttori; dalla corrente di cortocircuito massima nel punto considerato, che determina il potere d'interruzione minimo che deve possedere l'apparecchio di protezione. Nel caso di più trasformatori in parallelo: gli interruttori di arrivo devono possedere un potere di interruzione superiore ad entrambi i seguenti valori: I cc1 (caso di cortocircuito in B1), I cc + I cc3 (caso di cortocircuito in A1); gli interruttori di partenza devono possedere un potere di interruzione superiore a I cc1 + I cc + I cc3. La tabella permette di determinare per una rete a 400 V: l'interruttore di alimentazione in funzione del numero e della potenza dei trasformatori di alimentazione; l'interruttore di partenza in funzione del numero e della potenza dei trasformatori in parallelo e della corrente nominale della partenza (gli interruttori indicati nella tabella possono essere sostituiti con altri coordinati in filiazione, se si desidera utilizzare questa tecnica). MT MT MT 1 3 Icc 1 A1 Icc A Icc 3 A3 D1 D D3 B1 B B3 D4 C4 D5 C5 Dati di base La seguente tabella è stata elaborata considerando: La potenza di cortocircuito della rete a monte è di 500 MVA; i trasformatori hanno caratteristiche standard (vedere pag. 169); i trasformatori sono in olio; tra ogni trasformatore e l'interruttore corrispondente ci sono 5 m di condotto sbarre prefabbricato della gamma Canalis; tra un interruttore di alimentazione e un interruttore di partenza è previsto 1 m di sbarre; la temperatura di funzionamento degli interruttori all'interno dei quadri è di 40 C. Nota: Per accoppiare più trasformatori in parallelo, occorre soddisfare le seguenti condizioni: stessa u cc % Ie; stesso rapporto di trasformazione a vuoto; il rapporto delle potenze tra trasformatori non superiore a ; avvolgimenti appartenenti allo stesso gruppo orario. Tabella di scelta numero e Pdi minimo Interruttore Pdi minimo Corrente nominale potenza dei interruttore di alimentazione interruttore interruttore di partenza trasformatori alimentazione (selettività totale partenza n x [kva] [ka] con le partenze) [ka] <63 A (1) 100 A 160 A 50 A 400 A 630 A (4) 800 A 1000 A 150 A 1x400 13,8 NW08N1/NT08H1/NS630bN 13,6 C60H NS160E (5) NS160E NS50N NS400N x400 13,6 NW08N1/NT08H1/NS630bN 7,0 NG15L NS160N NS160N NS50N NS400N NS630N NS800N NS1000N NS150N 3x400 6,6 NW08N1/NT08H1/NS630bN 39,9 NG15L NS160sx NS160sx NS50sx NS400N NS630N NS800N NS1000N NS150N 1x500 17,3 NW08N1/NT08H1/NS800N 17,1 NG15N () NS160NE (6) NS160NE NS50N NS400N NS630N x500 16,9 NW08N1/NT08H1/NS800N 33,8 NG15L NS160N NS160N NS50N NS400N NS630N NS800N NS1000N NS150N 3x500 33,0 NW08N1/NT08H1/NS800N 49,6 NS160sx NS160sx NS160sx NS50sx NS400H NS630H NS800H NS1000H NS150N 1x630 1,6 NW10N1/NT10H1/NS1000N 1,3 NG15N (3) NS160NE (6) NS160NE NS50N NS400N NS630N NS800N NS1000N NS150N x630 1,0 NW10N1/NT10H1/NS1000N 41,9 NG15L NS160sx NS160sx NS50sx NS400N NS630N NS800N NS1000N NS150N 3x630 40,7 NW10N1/NT10H1/NS1000N 61,1 NS160H NS160H NS160H NS50H NS400H NS630H NS800H NS1000H NS150H 1x800 18,4 NW1N1/NT1H1/NS150N 18, NG15N () NS160NE (6) NS160NE NS50N NS400N NS630N NS800N NS1000N NS150N x800 18,0 NW1N1/NT1H1/NS150N 35,9 NG15L NS160N NS160N NS50sx NS400N NS630N NS800N NS1000N NS150N 3x800 35,1 NW1N1/NT1H1/NS150N 5,6 NS160H NS160H NS160H NS50H NS400H NS630H NS800H NS1000H NS150H 1x1000,8 NW16N1/NT16H1/NS1600N,6 NG15N (3) NS160NE (6) NS160NE NS50N NS400N NS630N NS800N NS1000N NS150N x1000,1 NW16N1/NT16H1/NS1600N 44,4 NG15L NS160sx NS160sx NS50sx NS400N NS630N NS800N NS1000N NS150N 3x ,0 NW16H1/NS1600N 64,5 NS160H NS160H NS160H NS50H NS400H NS630H NS800H NS1000H NS150H 1x150 8,6 NW0N1/NS000N 8,3 NG15L NS160N NS160N NS50N NS400N NS630N NS800N NS1000N NS150N x150 7,4 NW0N1/NS000N 54,9 NS160H NS160H NS160H NS50H NS400H NS630H NS800H NS1000H NS150H 3x150 5,8 NW0N1/NS000N 79, NS160L NS160L NS160L NS50L NS400L NS630L NS800L NS1000L NW1Ha 1x ,1 NW5H1/NS500N 35,9 NG15L NS160N NS160N NS50N NS400N NS630N NS800N NS1000N NS150N x ,0 NW5H1/NS500N 68,7 NS160H NS160H NS160H NS50H NS400H NS630H NS800H NS1000H NS150H 3x ,4 NW5Ha/NS500N 98, NS160L NS160L NS160L NS50L NS400L NS630L NS800L NS1000L NW1H 1x000 44,8 NW3H1/NS300N 44,5 NG15L NS160sx NS160sx NS50sx NS400N NS630N NS800N NS1000N NS150N x000 4,1 NW3H1/NS300N 84,0 NS160L NS160L NS160L NS50L NS400L NS630L NS800L NS1000L NW1Ha 3x000 79,1 NW3Ha/NS300H 119, NS160L NS160L NS160L NS50L NS400L NS630L NS800L NS1000L NW1L1 (1) Qualora si desideri installare solo interruttori scatolati, sostituire il tipo di interruttori indicati con quelli della colonna successiva. () C60L per In 40 A (3) C60L per In 5 A (4) Se, per ragioni di selettività con gli interruttori a valle è richiesto un interruttore in categoria B, la scelta cade sull'ns630b tipo N fino a 50 ka, H fino a 70 ka, L per Icc > 70 ka. (5) In alternativa NG15a (6) In alternativa NG15N Esempio: l'impianto è composto da: trasformatori 0 kv/400 V da 1000 kva ciascuno (In = 1443 A); 8 partenze: 4 da 150 A (Tipo A), da 0 A (Tipo B), 1 da 60 A (Tipo C), 1 da 540 A (Tipo D). MT/BT NW16N1 Scelta degli interruttori: Interruttori di arrivo: NW16N1 o NT16H1 o NS1600N, Interruttori di partenza: tipo A: NS160H, tipo B: NS50H, tipo C: NG15L, tipo D: NS630N. NS160H NS50H NG15L NS630N Schneider Electric 171

26 Protezione contro il cortocircuito Protezione dei cavi a inizio linea e a fondo linea Cortocircuito ad inizio linea Un cavo si considera protetto contro il cortocircuito ad inizio linea se: I t K S dove: I t, espressa in A s, è l'energia specifica (per unità di resistenza) lasciata passare dall'interruttore; K è una costante caratteristica dei cavi che dipende sia dal materiale conduttore che dal tipo di isolante (vedere tabella qui a fianco); S è la sezione del cavo in mm. Il valore di I t deve essere fornito dal costruttore (vedere curve al capitolo "Caratteristiche degli apparecchi di protezione e manovra") per gli interruttori di tipo limitatore. Nel caso di interruttori ad intervento ritardato, il valore di I t deve essere calcolato come prodotto del quadrato del valore efficace della corrente di cortocircuito per il tempo totale di apertura. costante K conduttore rame alluminio isolante PVC G EPR/XLPE I valori di K indicati in tabella sono validi per cortocircuiti di durata inferiore a 5 secondi, per i quali si considera che il riscaldamento dei conduttori avvenga senza trasmissione di calore all'isolante ed alle parti circostanti (riscaldamento adiabatico dei conduttori). Energia specifica ammissibile dei cavi La tabella seguente indica le sollecitazioni termiche ammissibili K S per i cavi secondo l'isolante, il materiale conduttore e la sezione. I valori di K sono tratti dalla norma CEI Gli stessi valori di K S per i soli cavi in rame isolati in PVC ed EPR/XLPE sono indicati anche a fianco delle curve di limitazione dell'energia specifica passante al capitolo "Caratteristiche degli apparecchi di protezione e manovra". Esempio 1 In una rete trifase a 400 V, un cavo Cu/PVC di sezione 1,5 mm può essere protetto da un C60L di corrente nominale 16A se nel punto di installazione il livello di cortocircuito è 0 ka? Risposta: L'energia specifica lasciata passare dal C60L in corrispondenza di una corrente di cortocircuito di 0 ka è pari a A s (vedasi curva di limitazione I t a pag. 101); questo valore è superiore all'energia specifica ammissibile del cavo con sezione 1,5 mm. Bisognerà usare un cavo di sezione,5 mm. Esempio Un cavo Cu/PVC di sezione 300 mm può essere protetto da un Masterpact NW1H1 con intervento di corto ritardo tarato sul primo gradino (tempo massimo di interruzione 140 ms), se nel punto di installazione il livello di cortocircuito è 50 ka? Risposta: L'energia specifica lasciata passare è: I t = ( ) 0,14 = 3, A s L'energia specifica ammissibile del cavo è: K S = = 1, A s. Il cavo risulta quindi protetto. Valori di K S [A S] cavo sezione [mm ] 1,5, PVC Cu, ,6 10 4, , , , , , , Al 1, , , , , , , , , G Cu 4, , , , , , , , , Al 1, , ,1 10 5, , , , , , EPR Cu 4, , , , , , ,7 10 7, , XLPE Al 1, , ,1 10 5, , , , , , Cortocircuito a fondo linea La norma CEI 64-8 prescrive che l'intervento delle protezioni debba essere verificato anche per cortocircuiti a fondo linea. La presenza di una protezione di tipo termico è considerata sufficiente a garantire la protezione contro il cortocircuito a fondo linea. Alcuni tipi di circuiti tuttavia possono o devono essere realizzati senza protezione termica, oppure con una protezione termica sovradimensionata. È ad esempio il caso di sicurezza e di alimentazione di elettromagneti di sollevamento. In questi casi la condizione da verificare è la seguente: I ccmin I m dove: I ccmin è il valore della corrente di cortocircuito a fondo linea; I m è la corrente di intervento della protezione magnetica. Il calcolo di I ccmin si può effettuare con le seguenti formule: I cc min 0,8 U SF = kk k 1,5 ρ L par quando il conduttore di neutro non è distribuito; I ccmin 08, Uo SF = 15, ρ ( 1+ m) L k x k quando il conduttore di neutro è distribuito. Significato dei simboli: U [V] è la tensione concatenata di alimentazione; ρ [Ω mm /m] è la resistività a 0 C del materiale dei conduttori (0,018 per il rame -0,07 per l'alluminio); L [m] è la lunghezza della conduttura protetta; S F [mm ] è la sezione del conduttore di fase; par I ccmin [A] è la corrente di cortocircuito a fondo linea; U 0 [V] è la tensione di fase di alimentazione; m è il rapporto tra la sezione del conduttore di fase e la sezione del conduttore di neutro. Fattori di correzione k x sez. cavo [mm ] k x 0,90 0,85 0,80 0,75 0,7 k par n cavi in parallelo k par 1,65 3 3, I coefficienti k x e k par sono da utilizzarsi rispettivamente in presenza di cavi di sezione superiore a 95 mm (per tener conto della loro reattanza) e per il caso di diversi conduttori in parallelo. 17 Schneider Electric

27 Lunghezza massima protetta Lunghezza massima protetta Utilizzando le formule della pagina precedente è possibile determinare la tabella delle lunghezze massime protette dei cavi in funzione dei valori di corrente di regolazione magnetica. Questa tabella sarà da usarsi quando non è presente la protezione termica. Le tabelle delle lunghezze massime protette tengono conto di un coefficiente di tolleranza di intervento del magnetico pari a 1,. Fattori di correzione da applicare alle lunghezze massime S fase S neutro = 1 S fase = S neutro trifase 400 V o bifase 400 V 1 senza neutro trifase 400 V 0,58 0,39 + neutro monofase 30 V 0,58 fase + neutro Nelle formule si tiene conto di una riduzione dell'80% della tensione di alimentazione, per effetto della corrente di cortocircuito, rispetto alla tensione nominale di alimentazione (coeff. 0,8) e dell'aumento di resistenza dei conduttori dovuto al riscaldamento (coeff. 1,5). Protezione del cavo - lunghezza massima protetta [m] sez. regolazione magnetica [A] [mm ] , , Protezione del cavo - lunghezza massima protetta [m] sez. regolazione magnetica [A] [mm ] ,5, Esempio 1 Rete trifase 400 V senza neutro. Protezione assicurata con un interruttore NS400N munito di sganciatore solo magnetico tipo MA da 30 A, regolato a 4000 A (precisione ± 0%). Sezione delle fasi: 10 mm. Il cavo è protetto da cortocircuito in fondo alla conduttura se la sua lunghezza è inferiore a 133 m. Esempio Rete monofase 30 V (fase + neutro). Protezione assicurata tramite un interruttore NS80H sganciatore solo magnetico, tipo MA, da 50 A, regolato a 500 A (precisione ± 0%). Sezione delle fasi e del neutro: 10 mm. Sulla tabella si considera la regolazione a 50 A (più cautelativa di 500 A) da cui si ottiene 95 m. Applicando il fattore 0,58 si ottiene una lunghezza di 55 m. Il cavo è protetto da cortocircuito in fondo alla linea se la sua lunghezza è inferiore a 55 m. Schneider Electric 173

28 Protezione dei conduttori di protezione e di neutro Sezione del conduttore di protezione e di neutro Sezione del conduttore di protezione (PE) Il conduttore di protezione realizza il collegamento delle masse all'impianto di terra. La sua funzione primaria è quella di permettere la circolazione della corrente di guasto verso terra e, unitamente all'interruttore automatico, di garantire la protezione contro i contatti indiretti. Il conduttore di protezione deve sopportare le sollecitazioni termiche dovute alla corrente di guasto a terra ed essere dimensionato in modo da permettere l'intervento delle protezioni contro i contatti indiretti. Qui di seguito vengono riportati due metodi per il solo dimensionamento termico del conduttore. Nota 1: Il conduttore di protezione deve essere identificato con la colorazione giallo/verde. Nota : Il conduttore di protezione che svolge contemporaneamente anche la funzione di neutro viene chiamato PEN. Nota 3: Connessione e posa non deve essere in nessun caso interrotto da dispositivi di protezione, e sezionamento; le masse devono essere collegate al conduttore di protezione tramite l'apposito morsetto di terra, in parallelo e non in serie; deve essere posato in prossimità dei conduttori di fase e senza interposizione di materiale ferromagnetico (sistemi TN e IT). per ulteriori informazioni consultare il capitolo riguardante i sistemi di neutro. Metodo semplificato Il dimensionamento viene effettuato in funzione della sezione del conduttore di fase. Nota: le sezioni riportate in tabella sono valide soltanto se i conduttori di protezione sono costituiti dallo stesso materiale dei conduttori di fase. Metodo adiabatico (economico) Questo metodo conduce a sezioni notevolmente inferiori a quelle indicate nella tabella del metodo semplificato. La sezione del conduttore di protezione S PE deve rispettare la seguente relazione: It SPE K PE dove: I t è l'energia specifica lasciata passare dall'interruttore automatico durante l'interruzione del guasto. Tale valore si ricava dalle curve di energia specifica passante fornite dal costruttore dell'interruttore. In caso di interruttore automatico ritardato, l'energia in gioco può essere determinata come il prodotto del quadrato della corrente di guasto presunta per il tempo totale di interruzione. K PE è un fattore il cui valore dipende dal materiale conduttore, dal materiale isolante e dal tipo di conduttore utilizzato. In tabella sono riportate le configurazioni più diffuse. sezione di fase sezione minima del conduttore di protezione [mm] [mm] Cu Al PE PEN PE PEN 16 S F S F S F S F > 35 S F/ S F/ S F/ S F/ Valori del coefficiente K PE tipo conduttore Nota 1: quando il conduttore di protezione non fa parte della conduttura di alimentazione non deve essere, in ogni caso, inferiore a:,5 mm se è prevista una protezione meccanica; 4 mm se non è prevista una protezione meccanica. Nota : le apparecchiature di elaborazione dati con correnti di dispersione che superano 10 ma devono essere collegate a terra con una delle seguenti configurazioni: tipo isolante PVC G EPR/XLPE cavo unipolare Cu Al cavo nudo a contatto Cu con cavi isolati Al Fe anima di cavo Cu multipolare Al cavo unipolare di sezione non inferiore a 10 mm o due cavi in parallelo ciascuno di sezione non inferiore a 4 mm con terminali indipendenti; anima di cavo multipolare con sezione non inferiore a,5 mm. La sezione complessiva del cavo multipolare non deve essere inferiore a 10 mm in modo da rendere minimi i danni provocati da eventuali sollecitazioni meccaniche; cavi in parallelo di sezione non inferiore a,5 mm in componenti protettivi metallici. Sezione del conduttore di neutro Il conduttore di neutro contribuisce alla trasmissione dell'energia elettrica e viene utilizzato in presenza di carichi monofasi. In queste condizioni, il conduttore di neutro è percorso da una corrente la cui intensità dipende dal grado di squilibrio dei carichi. L'eventuale conduttore di neutro deve avere la stessa sezione dei conduttori di fase: nei circuiti monofasi a due fili, qualunque sia la sezione dei conduttori; nei circuiti polifasi, quando la dimensione dei conduttori di fase sia inferiore od uguale a 16 mm se in rame o a 5 mm se in alluminio. Nei circuiti polifasi i cui conduttori di fase abbiano una sezione superiore a 16 mm se in rame o a 5 mm se in alluminio il conduttore di neutro può avere una sezione inferiore a quella dei conduttori di fase se sono soddisfatte contemporaneamente le seguenti condizioni: la corrente massima, comprese le eventuali armoniche, che si prevede possa percorrere il conduttore di neutro durante il servizio ordinario, non sia superiore alla corrente ammissibile corrispondente alla sezione ridotta del conduttore di neutro; la sezione del conduttore di neutro sia almeno uguale a 16 mm se in rame od a 5 mm se in alluminio. sezione fase minima sezione neutro [mm] [mm] Cu 16 S F > Al 5 S F > 5 5 Nota 1: il conduttore di neutro deve essere identificato con la colorazione blu chiaro. Nota : sistema TN-C Il conduttore di neutro svolge anche la funzione prioritaria di conduttore di protezione e come tale non può essere interrotto. Per il suo corretto dimensionamento consultare il paragrafo relativo al conduttore di protezione e rispettare le considerazioni riguardanti le minime sezioni del conduttore di neutro. Nota 3: sistema IT La norma sconsiglia di distribuire il neutro. Dove è necessaria la distribuzione valgono le condizioni già esposte. Nota 4: devono essere previsti i dispositivi di protezione delle fasi ed, eventualmente, del neutro in accordo con quanto riportato nel capitolo "Protezione delle persone". 174 Schneider Electric

29 Dimensionamento rapido dei cavi Linee monofasi I metodi di calcolo della sezione dei cavi proposti in questo capitolo e quelli di verifica descritti nei capitoli successivi sono rigorosamente rispondenti alle norme CEI. La loro applicazione porta all'ottimizzazione della sezione dei cavi (sezione minima possibile) con conseguente minimizzazione dei costi di acquisto e di installazione. Per contro, questo procedimento richiede attenzione e tempo per la progettazione. Può perciò risultare utile fare riferimento al metodo rapido che viene descritto qui di seguito. Metodo rapido Il metodo che viene qui proposto in forma tabellare non richiede calcoli né verifiche, poiché le sezioni dei cavi indicate sono precalcolate. Tuttavia, affinché le sezioni suggerite risultino comunque rispondenti alle norme, in qualche applicazione impiantistica la sezione può risultare leggermente sovrabbondante. Campo di applicazione La scelta dei cavi effettuata con questo metodo è particolarmente mirata per impianti nel campo domestico e del piccolo terziario, con sistema di distribuzione TT e posa dei cavi in tubi incassati nei muri. Per impianti con sistema TN ed altre modalità di posa dei cavi, il metodo può essere utilizzato con i seguenti accorgimenti: corrente di cortocircuito all'origine dell'impianto BT non superiore a 15 ka; sezione del conduttore di protezione PE ricavato dalla seguente tabella A. Tabella A Sezioni del conduttore di protezione S PE in funzione della sezione del conduttore di fase S F S F [mm ] rame 16 S PE [mm ] rame S F > 35 S F/ Determinazione rapida della sezione dei cavi Linee monofase Le tabelle 1,, 3, 4, 5 forniscono le lunghezze massime dei cavi in funzione della corrente nominale dell'interruttore, della sezione dei cavi e della caduta di tensione massima ammissibile nel circuito in esame. La determinazione della sezione adatta all'applicazione in esame si farà scegliendo la sezione avente lunghezza massima ammissibile immediatamente superiore a quella del circuito in esame. Esempio: una linea monofase di 35 m di lunghezza, protetta da un interruttore da 16 A, con una caduta di tensione massima ammissibile del 3%. Dalla tabella 5, con 16 A, si determina la sezione di 4 mm (lunghezza massima ammissibile 38,6 m). Tabella 1 Dimensionamento delle linee di distribuzione monofase con u%ie dell'1% sezione cavi rame [mm ] 1,5, lunghezza max [m] In interr. 10 A 7,7 1,8 0,6 30,9 In interr. 16 A 8,0 1,8 19,3 3,0 In interr. 0 A 10,3 15,4 5,5 40,5 Tabella Dimensionamento delle linee di distribuzione monofase con u%ie dell'1,5% sezione cavi rame [mm ] 1,5, lunghezza max [m] In interr. 10 A 11,6 19,3 30,9 46,4 In interr. 16 A 1,0 19,3 9,0 48,0 In interr. 0 A 15,4 3, 38,4 61,0 Tabella 3 Dimensionamento delle linee di distribuzione monofase con u%ie del % sezione cavi rame [mm ] 1,5, lunghezza max [m] In interr. 10 A 15,5 5,7 41, 61,9 In interr. 16 A 16,0 5,7 38,7 64,1 In interr. 0 A 0,6 30,9 51, 81,3 Tabella 4 Dimensionamento delle linee di distribuzione monofase con u%ie del,5% sezione cavi rame [mm ] 1,5, lunghezza max [m] In interr. 10 A 19,4 3, 51,6 77,4 In interr. 16 A 0,1 3, 48,4 80, In interr. 0 A 5,8 38,7 64,1 101,8 Tabella 5 Dimensionamento delle linee di distribuzione monofase con u%ie del 3% sezione cavi rame [mm ] 1,5, lunghezza max [m] In interr. 10 A 3, 38,6 61,9 9,8 In interr. 16 A 4,1 38,6 58,0 96,1 In interr. 0 A 30,9 46,4 76,8 1,1 Schneider Electric 175

30 Dimensionamento rapido dei cavi Linee monofasi Linee trifasi Determinazione rapida della sezione dei cavi Linee monofasi costituite da tratti di diversa sezione Nella distribuzione terminale, è abbastanza frequente realizzare circuiti che abbiano diverse derivazioni, che a volte possono avere sezioni di fase (e neutro) diverse da quelle del cavo da cui sono derivate. Le tabelle 6 e 7 forniscono le lunghezze dei tratti di circuito di diversa sezione in funzione della lunghezza totale della tratta alimentata con interruttore da 10 A (tabella 6) o da 16 A (tabella 7). Entrambe le tabelle fanno riferimento ad una caduta di tensione massima del,5% (caratteristica di un'appartamento in cui sul montante tra il contatore e l'appartamento si preveda una caduta di tensione inferiore all'1,5%). Esempio: un circuito di distribuzione monofase di 5 m di lunghezza alimentato da un interruttore da 10 A. Dalla tabella 6 si ottengono due tratti, 15 m da,5 mm e 10 m da 1,5 mm. Linee trifasi La tabella 8 fornisce le lunghezze massime dei cavi in funzione della corrente nominale dell'interruttore, della sezione dei cavi e della caduta di tensione massima ammissibile nel circuito in esame (1% per i circuiti di distribuzione e 3% per i circuiti terminali). La determinazione della sezione adatta all'applicazione in esame si fa scegliendo la sezione avente lunghezza massima ammissibile immediatamente superiore a quella del circuito in esame. Esempio: una linea trifase di un circuito terminale ( u massima 3%) di 100 m di lunghezza protetta da un interruttore da 5 A. Dalla tabella 8, con 5 A e u 3% si determina la sezione di 10 mm (lunghezza massima ammissibile 133 m). Tabella 6 Dimensionamento delle linee di distribuzione monofasi in due tratti con u%ie del,5% In interruttore 10 A lunghezza totale linee [m] lunghezza 4 mm singoli tratti [m],5 mm ,5 mm Tabella 7 Dimensionamento delle linee di distribuzione monofasi in due tratti con u%ie del,5% In interruttore 16 A lunghezza totale linee [m] lunghezza 6 mm singoli tratti [m] 4 mm ,5 mm Tabella 8 Dimensionamento delle linee di distribuzione trifasi con u%ie dell'1% (circuiti di distribuzione) e del 3% (circuiti terminali) sezione cavi rame [mm ] 1,5, I max [m] u 1% In interr. 6 A 8,6 47,5 75,6 113 In interr. 10 A 17, 8,5 45,4 67,9 In interr. 16 A 17,8 8,3 4,4 69,6 In interr. 0 A,7 33,9 55,7 87,4 In interr. 5 A 7,1 44,6 69,9 108 In interr. 3 A 34,8 54,6 84,8 116 I max [m] u 3% In interr. 6 A Nota: in caso di utilizzo di interruttori scatolati o modulari con curva D, K e MA per sistemi TN verificare la lunghezza massima per la protezione delle persone. In interr. 10 A In interr. 16 A In interr. 0 A In interr. 5 A In interr. 3 A Schneider Electric