PROGETTO DI IMPIANTO ELETTRICO

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1 PROGETTO DI IMPIANTO ELETTRICO Dati generali Progetto: Committente: Tipo di intervento: Interventi di adeguamento sismico nella scuola elementare Madonna del Carmelo. 3 Lotto Completamento funzionale COMUNE DI RAGALNA Nuova realizzazione Adempimenti da effettuare: Rispetto del progetto; Rispetto della normativa tecnica applicabile all impiego (CEI 64 8 CEI CEI 20 22); Installazione di componenti e materiali costruiti a regola d arte e adatti al luogo di installazione, art.7 L. 46/90; Controllo dell impianto ai fini della sicurezza e della funzionalità, avendo eseguito le verifiche richieste dalle norme e dalle disposizioni di legge. Caratteristiche dell impianto Uso: Tensione di esercizio [V]: civile 230 monofase/trifase Frequenza [Hz]: 50 Potenza impegnata [KW]: 31 Potere di corto circuito [KA]: 4,5 Protezione contro i contatti diretti: Isolamento o involucri con grado di protezione almeno IPXXB Protezione contro contatti indiretti: Interruzione automatica dell alimentazione mediante interruttore differenziale e messa a terra delle masse. Protezione contro le scariche atmosferiche e Impianto di terra costituito da: gabbia di faraday a maglie, disposta sul tetto, con calate connessa alla rete di terra costituita da n 15 dispersori a picchetto collegati con corda di rame nudo da 35 mmq Calcolo Elettrico 1

2 Calcolo Elettrico 2

3 INDICE PREMESSE pag. 5 ANALISI DEI CARICHI pag. 13 DIMENSIONAMENTO CIRCUITI ELETTRICI pag. 15 Dal Quadro Consegna Energia pag. 15 Dal Quadro Elettrico Generale pag. 16 Dal Sotto Quadro Locale Tecnico pag. 20 DIMENSIONAMENTO QUADRO CONSEGNA ENERGIA pag. 23 DIMENSIONAMENTO QUADRO ELETTRICO GENERALE pag. 25 DIMENSIONAMENTO SOTTOQUADRO LOCALE TECNICO pag. 31 DIMENSIONAMENTO IMPIANTO DI TERRA pag. 35 LISTA DEI COMPONENTI pag. 39 Calcolo Elettrico 3

4 Calcolo Elettrico 4

5 PREMESSE Circuiti Elettrici Per circuito elettrico di un impianto utilizzatore s intende ogni sua parte singolarmente sezionabile e protetta contro le sovracorrenti dallo stesso dispositivo atto ad interrompere la continuità metallica con le linee di alimentazione. I circuiti di un impianto si possono distinguere in: terminali e di distribuzione. Un circuito terminale viene definito come quello direttamente collegato agli apparecchi utilizzatori o alle prese a spina, mentre per circuito di distribuzione s intende la parte di circuito che è comune a più circuiti terminali. E buona norma progettare il numero di circuiti in modo da suddividere gli utilizzatori in due gruppi: quelli soggetti a sovraccarichi (motori, prese a spina e simili) e quelli che non lo sono (lampade per illuminazione). Nel caso del nuovo impianto elettrico a servizio dell asilo nido si è scelto di avere più circuiti per l illuminazione, e per le prese, e circuiti ad esclusivo servizio della caldaia e dei vari impianti tecnologici Determinazione delle potenze elettriche Assunte tutte le informazioni necessarie sulle utenze da alimentare e sulle corrispondenti potenze assorbite, definendone dati caratteristici, numero e modalità di utilizzo, si è proceduto a calcolare sia la potenza di ciascun apparecchio utilizzatore che quella complessiva, sulla base dei coefficienti di utilizzazione (K U ) e di contemporaneità (K C ). Per quanto riguarda le prese a spina necessarie ad alimentare gli utilizzatori mobili, si è fatto riferimento alla corrente nominale, che moltiplicata per la tensione d impiego, fornisce la potenza installata. Ad esempio per le prese a spina monofase da 10 A la potenza convenzionale installata è pari a W, mentre per quanto riguarda il punto luce la potenza convenzionale installata è stata posta pari a 36 W cadauno per lampade interne e 80 W per lampade esterne. Per determinare il valore effettivo della potenza da considerare per progettare l impianto si è tenuto conto del reale utilizzo di ciascun apparecchio o presa a spina e della simultaneità di funzionamento degli stessi. Per tale scopo sono stati introdotti nel calcolo i coefficienti di utilizzazione e di contemporaneità: G = K U K C Calcolo Elettrico 5

6 G = fattore di riduzione che tiene conto del coefficiente di utilizzazione e di quello di contemporaneità. Dimensionamento dei cavi Per il corretto dimensionamento dei cavi elettrici dell impianto bisogna tener conto dei seguenti aspetti: 1. Limitare le perdite per effetto Joule in modo da contenere il valore della temperatura di funzionamento dei conduttori al di sotto dei limiti ammissibili. In tal modo si evita che i cavi subiscano sollecitazioni termiche tali da compromettere l integrità e la tenuta dell isolante. 2. Limitare la caduta di tensione lungo la linea per mantenerla nei limiti consentiti. In mancanza di specifiche indicazioni in qualunque punto dell impianto utilizzatore la caduta di tensione non deve superare il 4% della tensione nominale di progetto (sez. 525 norme CEI 64-8). Nella pratica il calcolo della sezione dei conduttori viene eseguito in base alla temperatura di funzionamento e con la successiva verifica della caduta di tensione lungo la linea. La temperatura che il cavo può sopportare durante il funzionamento dell impianto utilizzatore senza subire danneggiamenti dipende anche dal tipo e dalla natura dell isolante. I materiali più usati per la fabbricazione di cavi e le relative temperature di esercizio sono riportate nella seguente tabella. NATURA DELL ISOLANTE Θ Z C Θ S C Θ CC C Gomma G Gomma G Gomma G PVC PRC Θ Z = Temperatura massima di esercizio del cavo Θ S = Temperatura massima ammissibile durante il sovraccarico Θ CC = Temperatura massima ammissibile durante il corto circuito Calcolo Elettrico 6

7 La portata massima di una conduttura in regime permanente, riferita alla temperatura media giornaliera di 30 C può essere espressa mediante la seguente relazione: I Z = α S b I Z = massima portata del cavo in regime permanente, riferita all ambiente di posa del cavo stesso, ad una temperatura media giornaliera di Θα = 30 C, espressa in ampere; α = portata caratteristica, espressa in ampere per mm 2, intesa come densità di corrente riferita al conduttore di sezione unitaria; S = sezione del cavo espressa in mm 2 ; b = esponente caratteristico di natura sperimentale. Verifica della caduta di tensione lungo la linea Il valore della corrente d impiego I B che percorre il circuito non deve superare la portata massima del cavo I Z in regime permanente, cioè vale la seguente relazione: I B I Z Partendo da questa relazione è possibile determinare la sezione di un conduttore per circuiti monofase e trifase utilizzando le seguenti formule: Circuiti monofase S 2 l I = ρ V B cosϕ n max Circuiti trifase S 1,73 l I = ρ V B f max cosϕ S = sezione del conduttore [mm 2 ] ρ l = resistività del metallo conduttore [ohm mm 2 /m] = lunghezza del tratto di linea in esame I B = corrente d impiego che attraversa il tratto di linea in esame [A] cos ϕ = fattore di potenza del tratto di linea in esame Calcolo Elettrico 7

8 V n max = valore massimo della caduta di tensione ammissibile tra fase e neutro nel tratto di circuito considerato = valore massimo della caduta di tensione ammissibile tra fase e fase nel tratto di V f max circuito considerato V n = caduta di tensione tra fase e neutro V f = caduta di tensione tra fase e fase Scelta la sezione del conduttore bisognerà, quindi, verificare la caduta di tensione lungo la linea sulla base delle seguenti relazioni: Circuiti monofase Circuiti trifase V n V f 2 l I B cosϕ = ρ S 1,73 l I B cosϕ = ρ S Ove non diversamente specificato, occorre tener presente che, in base alla sez. 525 della norma CEI 64-8, in qualsiasi punto dell impianto utilizzatore e con il relativo carico di progetto, la caduta di tensione non deve superare il 4% della tensione nominale di consegna. Qualora tale prescrizione non dovesse essere verificata, si dovrà procedere di nuovo al calcolo della sezione del conduttore. Protezione contro i sovraccarichi ed i corto circuiti Per assicurare la protezione delle linee verranno utilizzati gli interruttori automatici, i quali affinché assicurino correttamente le protezioni dei circuiti dai sovraccarichi, dai corto circuiti e dai contatti diretti dovranno rispettare le seguenti condizioni. Per proteggere una linea contro i sovraccarichi si devono soddisfare le seguenti condizioni: I B I N 1,45 I Z I B = corrente d impiego della linea elettrica I N = corrente nominale dell interruttore I f 1,45 I Z Calcolo Elettrico 8

9 I Z = portata della linea elettrica I f = corrente convenzionale di funzionamento dell interruttore In pratica, adottando un interruttore conforme alle norme CEI, per assicurare la protezione contro i sovraccarichi è sufficiente scegliere un dispositivo che soddisfi alla prima condizione. Per ottenere la protezione contro i corto circuiti è necessario soddisfare le seguenti condizioni: P.I. > I CC (I 2 t) K 2 S 2 P.I. I CC = potere di interruzione dell interruttore = corrente di corto circuito in un punto qualsiasi della linea (I 2 t) = valore dell integrale di Joule, ossia la quantità di energia specifica che si trasforma in calore durante il corto circuito S K = sezione della linea = coefficiente dipendente dal tipo di isolamento dei conduttori. Per i cavi in rame e per i tipi più comuni d isolamento, K assume i valori riportati nella seguente tabella: Cavi in PVC 115 Cavi isolati con gomma naturale e butilica 135 Cavi isolati con gomma etilenpropilenica o polietilene reticolato 146 Le verifiche delle due condizioni devono essere effettuate considerando la corrente presunta di corto circuito per guasto trifase nel punto iniziale della conduttura. La seconda condizione deve essere verificata anche per tutti i valori della corrente presunta di corto circuito della linea, in particolare al termine della stessa ipotizzando un guasto monofase, sia fase-fase sia fase-neutro. La verifica della seconda condizione al termine della linea può essere omessa quando lo stesso dispositivo assicura sia la protezione contro i corto circuiti sia la protezione contro i sovraccarichi (Norme CEI 64-8 art ). Calcolo Elettrico 9

10 Al fine di eseguire le predette verifiche è necessario, quindi, calcolare la corrente di corto circuito nei diversi punti di un impianto. Di seguito vengono riportati alcuni metodi per la determinazione della corrente di corto circuito, utilizzabili nei casi più frequenti. 1 CASO Determinazione della corrente di corto circuito nel caso di consegna dell energia effettuata direttamente in bassa tensione. In questo caso la corrente presunta di corto circuito nel punto di consegna deve essere richiesta direttamente all ente erogatore (ENEL). Per il calcolo della corrente di corto circuito in un punto dell impianto lontano dal punto di consegna, si può utilizzare la seguente formula: I ( KA) CC V = tensione nominale del sistema R C = resistenza del cavo [mω]: V = 1,73 eq C eq C R C = r L ( R + R ) 2 + ( X + X ) 2 r è la resistenza specifica del cavo in [mω/m] e L è la lunghezza del cavo [m] X C = reattanza del cavo [mω]: X C = x L x è la reattanza specifica del cavo in [mω/m] e L è la lunghezza del cavo [m] R eq = resistenza equivalente data dalla resistenza della linea a monte del punto di consegna [mω], calcolata con la seguente formula: R = eq Z eq cosϕ eq Z eq = impedenza equivalente [mω]: Z eq = V/(1,73 I CC ) I CC = corrente di corto circuito nel punto di consegna dell energia cos ϕ eq = si desume dalla seguente tabella per I CC 5KA 0,7 per 5KA < I CC 10KA 0,5 per 10KA < I CC 20KA 0,3 X eq = reattanza equivalente [mω], espressa dalla seguente formula: X eq = Z 2 2 eq R eq 2 CASO Determinazione della corrente minima di corto al termine della linea Per il calcolo della corrente minima di corto circuito al termine della linea, si può utilizzare la seguente formula: Calcolo Elettrico 10

11 I ( KA) CC = K ( R +,2 K R ) 2 + ( X + X ) 2 eq V 1 1 C eq 2 C K = è un coefficiente che dipende dal tipo di guasto Tipo di guasto K fase fase (assenza di neutro) 1,00 Fase - neutro 1,73 2 e K 1 = sono dei fattori che tengono conto della doppia lunghezza del circuito, in particolare K 1 vale: Tipo di guasto K 1 fase fase e fase neutro con sez. del neutro uguale a quella di fase Fase neutro, con sezione del neutro metà di quella di fase 2,00 3,00 1,2 = è un fattore che tiene conto delle resistenze dei morsetti in genere e dell innalzamento della temperatura (oltre gli 80 C, dei cavi durante il corto circuito. Impianto Elettrico di Illuminazione Per l'illuminazione artificiale delle aule e dei corridoi, in ottemperanza alle prescrizioni architettoniche sono stati previsti specifici corpi illuminanti dotati di lampade a fluorescenza compatte del tipo ad alta efficienza, corredate di reattore elettronico, alimentati da circuiti monofase dimensionati per potenza media di circa 1000 W. Nelle rimanenti zone (servizi, bagni etc.) sono state previste plafoniere ad oblò Calcolo Elettrico 11

12 fluorescenti, come evidenziato dal progetto allegato. Il numero e la disposizione dei corpi illuminanti da installare è stato definito in modo tale da ottenere per i vari ambienti i livelli di illuminamento medi sotto riportati: - aule ed uffici di lavoro 400 lux - corridoi 400 lux - locali tecnici 200 lux - spogliatoi e wc 100 lux Nelle vie di esodo degli ambienti in parola è stata prevista l'installazione di un impianto per luce di sicurezza con funzione di identificazione delle vie di esodo. L'impianto realizzato con alimentatori autonomi di tipo con batteria in tampone al nichel - cadmio, installati in apparecchi illuminanti dedicati al servizio di sicurezza (indicazione delle uscite di sicurezza). E' stato altresì previsto un impianto di illuminazione di emergenza con funzione antipanico in grado di garantire, sempre in assenza di tensione, un livello di illuminamento minimo pari a 10 lux, realizzato con apparecchi utilizzati anche per il servizio d'illuminazione normale ma dotati di alimentatori autonomi di tipo con batteria in tampone al nichel cadmio. A integrazione degli impianti di illuminazione sopra detti è prevista un'illuminazione esterna notturna, in tutta la zona pedonale perimetrale, con un congruo numero di corpi illuminanti, il cui azionamento è stato previsto anche da apposito interruttore crepuscolare, saranno comandati a distanza tramite pulsanti e/o selettori posti sul quadro elettrico generale. Calcolo Elettrico 12

13 ANALISI DEI CARICHI Dall analisi degli utilizzatori previsti si può definire la seguente tabella. CARICO NOMINALE Coefficiente di contemporaneità (fc) Carico reale stimato ALA EST Illuminazione aule: n 7 x (2x36)W 1 0,50 KW Illuminazione emergenza aule: n 2 x (1x24) W 1 0,05 KW Illuminazione corridoio: n 2 x (2x36)W 1 0,14 KW Illuminazione emergenza corridoio: n 1 x (1x24) W 1 0,02 KW Illuminazione servizi igienici: n 2 x (2x36)W 1 0,14 KW Illuminazione servizi igienici: n 2 x (1x36)W 1 0,07 KW Illuminazione emergenza servizi: n 1 x (1x24) W 1 0,02 KW Prese di corrente aule: n 6 x 500 W 0,7 2,10 KW Prese di corrente corridoio: n 1 x 500 W 0,7 0,35 KW Scaldabagno: n 1 x 1500 W 0,5 0,75 KW Climatizzazione aule n 2 x 1000 W 0,9 1,80 KW Sub Totale 5,94 KW ATRIO E DIREZIONE Illuminazione uffici: n 2 x (2x36)W 1 0,14 KW Illuminazione emergenza uffici: n 2 x (1x24) W 1 0,05 KW Illuminazione atrio: n 5 x (2x36)W 1 0,36 KW Illuminazione emergenza atrio: n 2 x (1x24) W 1 0,05 KW Illuminazione guardiola: n 1 x (1x36)W 1 0,04 KW Illuminazione servizi igienici: n 2 x (1x36)W 1 0,07 KW Illuminazione esterna scale: : n 2 x (2x36)W 1 0,14 KW Prese di corrente uffici: n 6 x 500 W 0,7 2,10 KW Prese di corrente atrio: n 2 x 500 W 0,7 0,70 KW Prese di corrente guardiola: n 2 x 500 W 0,7 0,70 KW Prese di corrente servizi igienici: n 1 x 500 W 0,7 0,35 KW Scaldabagno: n 1 x 1500 W 0,5 0,75 KW Climatizzazione uffici n 2 x 1000 W 0,9 1,80 KW Sub Totale 7,25 KW Calcolo Elettrico 13

14 ALA OVEST Illuminazione aule: n 9 x (2x36)W 1 0,65 KW Illuminazione emergenza aule: n 3 x (1x24) W 1 0,07 KW Illuminazione corridoio: n 2 x (2x36)W 1 0,14 KW Illuminazione emergenza corridoio: n 1 x (1x24) W 1 0,02 KW Illuminazione servizi igienici: n 2 x (2x36)W 1 0,14 KW Illuminazione servizi igienici: n 2 x (1x36)W 1 0,07 KW Illuminazione emergenza servizi: n 2 x (1x24) W 1 0,05 KW Prese di corrente aule: n 6 x 500 W 0,7 2,10 KW Prese di corrente corridoio: n 1 x 500 W 0,7 0,35 KW Scaldabagno: n 1 x 1500 W 0,5 0,75 KW Climatizzazione aule n 3 x 1000 W 0,9 2,70 KW Sub Totale 7,04 KW GENERALI Impianto rilevazione e allarme incendi: n 1 x 1000 W 1 1,00 KW Illuminazione di Sicurezza: n 3 x 24 W 1 0,07 KW Impianto allarme WC Disabili: n 1 x 500 W 0,4 0,20 KW Impianto di Riscaldamento: n 1 x 1000 W 0,9 0,90 KW Impianto Autoclave: n 2 x 1500 W 0,7 2,10 KW Impianto riuso acque meteoriche: n 1 x 1500 W 0,5 0,75 KW Impianto Montascala per Disabili: n 1 x 1500 W 0,2 0,30 KW Illuminazione Esterna: n 10 x 80 W 1 0,80 KW Imp. pressurizzazione rete antincendio: n 1 x 6000W 0,30 1,80 KW Sub Totale 7,92 KW TOTALE 28,15 KW Tenendo conto di un margine del ± 10% la potenza complessiva impegnata deve essere non inferiore a 31,0 KW di tipo 3F+N Calcolo Elettrico 14

15 DIMENSIONAMENTO CIRCUITI ELETTRICI Il dimensionamento dei conduttori elettrici andrà eseguito a ritroso, ovvero assegnando una data sezione e verificandola, imponendo che la caduta di tensione dovrà essere sempre inferiore al 4%. Dal Quadro Consegna Energia Quadro Elettrico Generale Potenza carichi installati P = = 31 KW TRIFASE Cos fi nominale cos ϕ = 0,8 Sen fi nominale sen ϕ = 0,6 Lunghezza della linea L = 37 m I b = = 59 A Sezione nominale S = (3+1)x25 mmq Iz = 86 A Resistenza al metro R = 0,889 mω Reattanza al metro X = 0,106 mω da cui la caduta di tensione: V = I b L (Rcosϕ + Xsenϕ) = (0,889 0,8 + 0,106 0,6) = 1691 mv V% =, =,, = 0,7% Linea preferenziale Gruppo Antincendio Potenza carichi installati P = 6 KW TRIFASE Cos fi nominale cos ϕ = 0,8 Sen fi nominale sen ϕ = 0,6 Lunghezza della linea L = 50 m I b = = 12 A Sezione nominale S = (3+1)x6 mmq Iz = 38 A Resistenza al metro R = 3,71 mω Reattanza al metro X = 0,135 mω da cui la caduta di tensione: V = I b L (Rcosϕ + Xsenϕ) = (3,71 0,8 + 0,135 0,6) = 1829 mv V% =, =, = 0,8% < 4%, Calcolo Elettrico 15

16 Dal Quadro Elettrico Generale Linea Illuminazione perimetrale esterna da Q.E.G. Potenza carichi installati P = 1 KW Lunghezza della linea L = 140 m I b = = 5 A Sezione nominale S = (1+1)x10 mmq Iz = 51 A Resistenza al metro R = 2,24 mω da cui la caduta di tensione: V = I b 2L R = 5 (2 140) 2,24 = 3136 mv V% =, =, = 1,4% V% = 1,4% + 0,7% = 2,1% < 4%, Linea Sotto Quadro Locale Tecnico da Q.E.G. Potenza carichi installati P = 6,1 KW TRIFASE Cos fi nominale cos ϕ = 0,8 Sen fi nominale sen ϕ = 0,6 Lunghezza della linea L = 25 m I b = = 12 A Sezione nominale S = (3+1)x6 mmq Iz = 38 A Resistenza al metro R = 3,71 mω Reattanza al metro X = 0,135 mω da cui la caduta di tensione: V = I b L (Rcosϕ + Xsenϕ) = (3,71 0,8 + 0,135 0,6) = 915 mv V% =, =, = 0,4% V% = 0,4% + 0,7% = 1,1% < 4%, Per quanto riguarda illuminazione, prese e climatizzatori, effettueremo la verifica per l ambiente più sfavorevole (Aula 5 Ala Ovest) estendendo i risultati a tutti gli altri. Linea Prese Aula 5 da Q.E.G. Potenza carichi installati P = 1,0 KW Lunghezza della linea L = 50 m I b = = 5 A Sezione nominale S = (1+1)x2,5 mmq Iz = 23 A Resistenza al metro R = 8,91 mω Calcolo Elettrico 16

17 da cui la caduta di tensione: V = I b 2L R = 5 (2 50) 8,91 = 4455 mv V% =, =,, = 1,9% V% = 1,9% + 0,7% = 2,6% < 4% Linea Climatizzatore Aula 5 da Q.E.G. Potenza carichi installati P = 1,5 KW Lunghezza della linea L = 50 m I b = = 7 A Sezione nominale S = (1+1)x4,0 mmq Iz = 30 A Resistenza al metro R = 5,57 mω da cui la caduta di tensione: V = I b 2L R = 7 (2 50) 5,57 = 3899 mv V% =, =,, = 1,7% V% = 1,7% + 0,7% = 2,4% < 4% Linea Illuminazione Aula 5 da Q.E.G. Potenza carichi installati P = 0,3 KW Lunghezza della linea L = 50 m I b = = 1,5 A Sezione nominale S = (1+1)x1,5 mmq Iz = 18 A Resistenza al metro R = 14,8 mω da cui la caduta di tensione: V = I b 2L R = 1,5 (2 50) 14,8 = 2220 mv V% =, =,, = 1,0% V% = 1,0% + 0,7% = 1,7% < 4% Anche per gli scaldacqua, effettueremo la verifica per l ambiente più sfavorevole (Servizi igienici Ala Ovest) estendendo i risultati a tutti gli altri. Calcolo Elettrico 17

18 Linea Scaldacqua Servizi Igienici Ala Ovest da Q.E.G. Potenza carichi installati P = 1,5 KW Lunghezza della linea L = 40 m I b = = 7 A Sezione nominale S = (1+1)x2,5 mmq Iz = 23 A Resistenza al metro R = 8,91 mω da cui la caduta di tensione: V = I b 2L R = 7 (2 40) 8,91 = 4990 mv V% =, =, = 2,2% V% = 2,2% + 0,7% = 2,9% < 4%, Linea Impianti Speciali: Allarme WC D.A. da Q.E.G. Potenza carichi installati P = 1,0 KW Lunghezza della linea L = 45 m I b = = 4 A Sezione nominale S = (1+1)x2,5 mmq Iz = 23 A Resistenza al metro R = 8,91 mω da cui la caduta di tensione: V = I b 2L R = 4 (2 45) 8,91 = 3208 mv V% =, =, = 1,4% V% = 1,4% + 0,7% = 2,1% < 4%, Linea Impianti Speciali: Allarme e Rilevaz. Incendi da Q.E.G. Potenza carichi installati P = 1,0 KW Lunghezza della linea L = 10 m I b = = 4 A Sezione nominale S = (1+1)x1,5 mmq Iz = 18 A Resistenza al metro R = 14,8 mω da cui la caduta di tensione: V = I b 2L R = 4 (2 10) 14,8 = 1184 mv V% =, =, = 0,5% V% = 0,5% + 0,7% = 1,2% < 4%, Calcolo Elettrico 18

19 Linea Impianti Speciali: Illuminazione di Sicurezza da Q.E.G. Potenza carichi installati P = 0,1 KW Lunghezza della linea L = 30 m I b = = 0,5 A Sezione nominale S = (1+1)x1,5 mmq Iz = 18 A Resistenza al metro R = 14,8 mω da cui la caduta di tensione: V = I b 2L R = 0,5 (2 30) 14,8 = 444 mv V% =, =,, = 0,2% V% = 0,2% + 0,7% = 0,9% < 4% Linea Impianti Speciali: Montascale per disabili da Q.E.G. Potenza carichi installati P = 1,5 KW Lunghezza della linea L = 15 m I b = = 7 A Sezione nominale S = (1+1)x2,5 mmq Iz = 23 A Resistenza al metro R = 8,91 mω da cui la caduta di tensione: V% =, =,, V = I b 2L R = 7 (2 15) 8,91 = 1871 mv = 0,8% V% = 0,8% + 0,7% = 1,5% < 4% Calcolo Elettrico 19

20 Dal Sotto Quadro Locale Tecnico Linea Prese da S.Q.L.T. Potenza carichi installati P = 1,5 KW Lunghezza della linea L = 12 m I b = = 7 A Sezione nominale S = (1+1)x2,5 mmq Iz = 23 A Resistenza al metro R = 8,91 mω da cui la caduta di tensione: V = I b L R = 7 (2 12) 8,91 = 1497 mv V% =, =,, = 0,7% V% = 0,7% + 1,4% = 2,1% < 4% Linea Illuminazione Interna da S.Q.L.T. Potenza carichi installati P = 0,1 KW Lunghezza della linea L = 13 m I b = = 0,5 A Sezione nominale S = (1+1)x1,5 mmq Iz = 18 A Resistenza al metro R = 14,8 mω da cui la caduta di tensione: V = I b L R = 0,5 (2 13) 14,8 = 192 mv V% =, =,, = 0,1% V% = 0,1% + 1,4% = 1,5% < 4% Linea Caldaia da S.Q.L.T. Potenza carichi installati P = 1,0 KW Lunghezza della linea L = 11 m I b = = 4 A Sezione nominale S = (1+1)x1,5 mmq Iz = 18 A Resistenza al metro R = 14,8 mω Calcolo Elettrico 20

21 da cui la caduta di tensione: V = I b L R = 4 (2 11) 14,8 = 1302 mv V% =, =, = 0,6% V% = 0,6% + 1,4% = 2,0% < 4%, Linea Impianto Solare produzione A.C.S. da S.Q.L.T. Potenza carichi installati P = 0,5 KW Lunghezza della linea L = 11 m I b = = 2 A Sezione nominale S = (1+1)x1,5 mmq Iz = 18 A Resistenza al metro R = 14,8 mω da cui la caduta di tensione: V = I b L R = 2 (2 11) 14,8 = 651 mv V% =, =,, = 0,3% V% = 0,3% + 1,4% = 1,7% < 4% Linea Gruppo Pompe Autoclave da S.Q.L.T. Potenza carichi installati P = 3,0 KW TRIFASE Cos fi nominale cos ϕ = 0,8 Sen fi nominale cos ϕ = 0,6 Lunghezza della linea L = 10 m I b = = 6 A Sezione nominale S = (3+1)x4 mmq Iz = 30 A Resistenza al metro R = 5,57 mω Reattanza al metro X = 0,143 mω da cui la caduta di tensione: V = I b L (Rcosϕ + Xsenϕ) = 6 10 (5,57 0,8 + 0,143 0,6) = 273 mv V% =, =,, = 0,2% V% = 0,2% + 1,4% = 1,6% < 4% Calcolo Elettrico 21

22 Linea Pressurizzazione Rete riutilizzo acque meteoriche da S.Q.L.T. Potenza carichi installati P = 1,5 KW TRIFASE Cos fi nominale cos ϕ = 0,8 Sen fi nominale cos ϕ = 0,6 Lunghezza della linea L = 16 m I b = = 3 A Sezione nominale S = (3+1)x2,5 mmq Iz = 23 A Resistenza al metro R = 8,91 mω Reattanza al metro X = 0,155 mω da cui la caduta di tensione: V = I b L (Rcosϕ + Xsenϕ) = 3 16 (8,91 0,8 + 0,155 0,6) = 347 mv V% =, =,, = 0,2% V% = 0,2% + 1,4% = 1,6% < 4% Calcolo Elettrico 22

23 DIMENSIONAMENTO QUADRO CONSEGNA ENERGIA Interruttore Quadro Elettrico Generale TRIFASE Corrente a monte Ib = 200 A Corrente di corto circuito a monte: Icc0 = 10 KA Interruttore Magnetotermico Differenz. 4P Corrente d intervento Id = 0,5 A Corrente nominale In = 250 A Potere Interruzione P.I. = 20 KA essendo: Ib < In Icc0 < P.I. Interruttore Linea preferenziale gruppo antincendio TRIFASE Corrente di corto circuito a monte: Icc0 = 10 KA Interruttore Magnetotermico 4P Corrente nominale In = 50 A Potere Interruzione P.I. = 20 KA essendo: Icc0 < P.I. Calcolo Elettrico 23

24 Calcolo Elettrico 24

25 DIMENSIONAMENTO QUADRO ELETTRICO GENERALE Interruttore Generale Q.E.G. TRIFASE a monte Ib = 250 A Corrente di corto circuito a monte: Icc0 = 10 KA Interruttore Magnetotermico Differenz. 4P Corrente d intervento Id = 0,5 A Corrente nominale In = 300 A Potere Interruzione P.I. = 16 KA essendo: Ib < In Icc0 < P.I. Linea Illuminazione perimetrale esterna Sezione Linea alimentazione: S = 10 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 140 m Ib = 5 A Iz = 51 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 2P Corrente d intervento Id = 0,030 A Corrente nominale In = 32 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I. Blocco Ala Ovest TRIFASE Sezione Linea alimentazione: S = 10 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 1 m Ib = 14 A Iz = 51 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 4P Corrente d intervento Id = 0,30 A Corrente nominale In = 40 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Calcolo Elettrico 25

26 Blocco Ala Est TRIFASE Sezione Linea alimentazione: S = 10 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 1 m Ib = 12 A Iz = 51 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 4P Corrente d intervento Id = 0,30 A Corrente nominale In = 40 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Blocco Atrio e Direzione TRIFASE Sezione Linea alimentazione: S = 10 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 1 m Ib = 14 A Iz = 51 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 4P Corrente d intervento Id = 0,30 A Corrente nominale In = 40 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Linea Sotto Quadro Locale Tecnico TRIFASE Sezione Linea alimentazione: S = 6 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 25 m Ib = 12A Iz = 38 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 4P Corrente d intervento Id = 0,30 A Corrente nominale In = 25 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Calcolo Elettrico 26

27 Linee Illuminazione di: Aula 1 Aula 2 Aula 3 Aula 4 Aula 5 Stanza Visita Medica Presidenza Segreteria e relativo servizio igienico Corridoio Ala Est Corridoio Ala Ovest Atrio Guardiola Scale esterne Servizi Igienici Ala Est Servizi Igienici Ala Ovest, avranno singoli interruttori aventi le seguenti caratteristiche: Sezione Linea alimentazione: S = 1,5 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 50 m Ib = 1,5 A Iz = 18 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 2P Corrente d intervento Id = 0,03 A Corrente nominale In = 6 A Potere Interruzione P.I = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Linee Prese di: Aula 1 Aula 2 Aula 3 Aula 4 Aula 5 Stanza Visita Medica Presidenza Segreteria e relativo servizio igienico Corridoio Ala Est Corridoio Ala Ovest Atrio Guardiola, avranno singoli interruttori aventi le seguenti caratteristiche: Sezione Linea alimentazione: S = 2,5 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 50 m Ib = 5 A Iz = 23 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 2P Corrente d intervento Id = 0,03 A Corrente nominale In = 16 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Linee Scaldacqua di: Ala Est Ala Ovest Segreteria, avranno singoli interruttori aventi le seguenti caratteristiche: Sezione Linea alimentazione: S = 2,5 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 40 m Ib = 7 A Iz = 23 A Calcolo Elettrico 27

28 Interruttore Magnetotermico Differenz. 2P Corrente d intervento Id = 0,03 A Corrente nominale In = 16 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Linee Climatizzatori di: Aula 1 Aula 2 Aula 3 Aula 4 Aula 5 Presidenza Segreteria, avranno singoli interruttori aventi le seguenti caratteristiche: Sezione Linea alimentazione: S = 4,0 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 50 m Ib = 7 A Iz = 30 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 2P Corrente d intervento Id = 0,03 A Corrente nominale In = 20 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Linea Impianti Speciali: Allarme WC D.A. Sezione Linea alimentazione: S = 2,5 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 45 m Ib = 4 A Iz = 23 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 2P Corrente d intervento Id = 0,03 A Corrente nominale In = 16 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Calcolo Elettrico 28

29 Linea Impianti Speciali: Allarme e Rilevaz. Incendi Sezione Linea alimentazione: S = 1,5 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 10 m Ib = 4 A Iz = 18 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 2P Corrente d intervento Id = 0,03 A Corrente nominale In = 10 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Linea Impianti Speciali: Illuminazione di Sicurezza Sezione Linea alimentazione: S = 1,5 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 30 m Ib = 0,5 A Iz = 18 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 2P Corrente d intervento Id = 0,03 A Corrente nominale In = 10 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Linea Impianti Speciali: Montascala per disabili Sezione Linea alimentazione: S = 2,5 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 15 m Ib = 7 A Iz = 23 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 2P Corrente d intervento Id = 0,03 A Corrente nominale In = 20 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Calcolo Elettrico 29

30 Calcolo Elettrico 30

31 DIMENSIONAMENTO SOTTO QUADRO LOCALE TECNICO Interruttore Generale S.Q.L.T. TRIFASE Sezione Linea alimentazione: S = 4 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 25 m Ib = 12 A Iz = 30 A Interruttore Magnetotermico 4P Corrente nominale In = 25 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib < In < Iz Icc0 < P.I. Linea Prese Sezione Linea alimentazione: S = 2,5 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 12 m Ib = 7 A Iz = 23 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 2P Corrente d intervento Id = 0,03 A Corrente nominale In = 20 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Linea Illuminazione Interna Sezione Linea alimentazione: S = 1,5 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 13 m Ib = 0,5 A Iz = 18 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 2P Corrente d intervento Id = 0,03 A Corrente nominale In = 16 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Calcolo Elettrico 31

32 Linea Caldaia Sezione Linea alimentazione: S = 1,5 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 11 m Ib = 4 A Iz = 18 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 2P Corrente d intervento Id = 0,03 A Corrente nominale In = 16 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Linea Impianto Solare produzione A.C.S. Sezione Linea alimentazione: S = 1,5 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 11 m Ib = 2 A Iz = 18 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 2P Corrente d intervento Id = 0,03 A Corrente nominale In = 10 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Linea Gruppo Pompe Autoclave TRIFASE Sezione Linea alimentazione: S = 4,0 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 10 m Ib = 6 A Iz = 30 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 4P Corrente d intervento Id = 0,03 A Corrente nominale In = 25 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Calcolo Elettrico 32

33 Linea Pressurizzazione Rete riutilizzo acque meteoriche TRIFASE Sezione Linea alimentazione: S = 2,5 mmq Lunghezza linea di alimentazione: L = 16 m Ib = 3 A Iz = 23 A Interruttore Magnetotermico Differenz. 4P Corrente d intervento Id = 0,03 A Corrente nominale In = 20 A Potere Interruzione P.I. = 6 KA essendo: Ib In Iz Icc0 P.I Calcolo Elettrico 33

34 Calcolo Elettrico 34

35 DIMENSIONAMENTO IMPIANTO DI TERRA L impianto di terra si compone dei seguenti elementi: 1) Dispersori; 2) Collettore di terra; 3) Conduttori equipotenziali principali e supplementari; 4) Conduttore di protezione. 1) Dispersori a. Dispersori ad anello Per realizzare un buon dispersore, così come previsto dalle norme CEI fascicolo S.423, si provvederà a posare un conduttore di rame nudo avente sezione 35 mmq sul fondo del piano di scavo, costeggiando esternamente le fondazioni del fabbricato in maniera tale da realizzare un anello di perimetro uguale a quello del fabbricato. b. Dispersori a picchetto Poiché siamo in presenza di un terreno di media resistività si collegheranno al dispersore ad anello di cui sopra, 15 picchetti la cui distanza reciproca non sia superiore a 12 m, così come previsto dalle norme CEI S.423. I picchetti in tubo di acciaio zincato, avranno diametro esterno di 45 mm, spessore di almeno 5 mm, lunghezza non inferiore a 1,5 m e l estremità appuntita. Per quanto riguarda la giunzione dei picchetti al dispersore ad anello, queste saranno eseguite conformemente a quanto prescritto dalle norme CEI 64-8 sugli impianti di terra, tramite appositi robusti morsetti o manicotti, e dovranno essere protette contro le corrosioni. In appendice è riportato il tipo di giunzione degli elementi dispersori. 2) Collettore di terra E destinato a collegare fra loro: - il conduttore di terra; - i conduttori equipotenziali principali; - il conduttore di protezione principale e i conduttori di protezione che vanno alle singole apparecchiature. I collegamenti sono previsti in maniera che siano sconnettibili, con l uso di un attrezzo, per verifiche e misure. Il morsetto generale di terra sarà meccanicamente robusto ed installato vicino al quadro elettrico generale; esso sarà individuato con il contrassegno di terra. Calcolo Elettrico 35

36 3) Conduttori equipotenziali principali Sono i conduttori che collegano al morsetto principale di terra i tubi metallici di acqua e dei vari impianti, tramite cavetti isolati in PVC giallo verde di sezione adeguata. 4) Conduttore di protezione principale Per collegare i singoli apparecchi all impianto di terra, ci sarà un conduttore principale di protezione, con morsetti ai vari reparti, da sistemare nella stessa canalina ove si trovano disposti i conduttori per le varie linee elettriche. Si esegua la seguente verifica ai sensi delle citate norme CEI. L impianto di terra dovrà soddisfare le seguenti condizioni: Rt 50/Id CEI 64-8 Rt 20 Ω D.P.R n. 547 essendo: Rt la resistenza dell impianto di terra nelle condizioni più sfavorevoli Id valore della corrente d intervento entro 5 secondi del dispositivo di protezione Avendo introdotto quali dispositivi di protezione interruttori differenziali con sensibilità da 30 ma, la resistenza dell impianto dovrà obbedire alla minore delle seguenti condizioni: Rt 50/0,03= 1667 Ω Rt 20 Nel caso in esame la resistenza Rt dell impianto di terra sarà somma della resistenza Rp offerta dai picchetti, e della resistenza Ra offerta dal dispersore ad anello. La resistenza dei picchetti si determinerà con: essendo: Rp = R p la resistenza dei picchetti ρ t la resistività del terreno ρ t = 100 Ω m n p numero di picchetti n p = 15 l p lunghezza del picchetto l p = 1,5 m sostituendo: Rp =, = 5 Ω Calcolo Elettrico 36

37 La resistenza dell anello si determinerà con: Ra = R a la resistenza del dispersore ad anello ρ t la resistività del terreno ρ t = 100 Ω m L sviluppo dell anello L = 130 m sostituendo: E pertanto Ra = = 6 Ω Rt = Rp + Ra = = 11 < 20 Ω Complessivamente la resistenza dell impianto di terra si mantiene al di sotto dei 20 Ω prescritti dalla vigente normativa. Calcolo Elettrico 37

38 Calcolo Elettrico 38

39 LISTA DEI COMPONENTI POS. DESCRIZIONE Marca Modello 1 Interrutt. Automatico Magnetotermico ABB 2 Interr. Autom. Magnetoterm. Differenz. ABB 3 Cavi bipolari per interni e cablaggi con conduttore flessibile in rame ricotto isolati con PVC 4 Cavi bipolari per interni e cablaggi con conduttore flessibile in rame ricotto isolati con PVC 5 Cavi tetrapolari per interni e cablaggi con conduttore flessibile in rame ricotto isolati con PVC Pirelli Pirelli Pirelli N07V-K Speedy Flamm FROR FG7OR 6 Tubo flessibile diam. 25/32 B Ticino Wallsystem 7 Quadri elettrici ABB ArTu 8 Prese e Interruttori B Ticino il Tecnico ing. Salvatore Liggieri Calcolo Elettrico 39