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Le norme sui quadri elettrici CEI-EN 61439-1 e 2 codificate CEI 17-113 e 17-114
Le norme sui quadri elettrici CEI-EN 61439-1 e 2 codificate CEI 17-113 e 17-114
ITIS Leonardo da Vinci - Parma venerdì 25 giugno 2010
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e le persone intervenute all’incontro
ringrazia il Collegio Periti di Parma
L’impianto elettrico e i quadri di Bassa TensioneDopo vent’anni cambia il cuore dell’impianto BT
Alta tensione
Media tensione
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tensione
Bassa tensione
L’offerta quadristica di ABB per l’impianto utilizzatoreQuadri di distribuzione, di potenza e d’automazione
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ABB MNSABB MNS ABB MNSABB MNS--RR
ABB IS2ABB IS2 ABB Normal centerABB Normal centerautomazione
macchine
Grosso industriale Alte potenze
ABB Gemini ABB altri centraliniCivile
Domestico
L’offerta quadristica di ABB per l’impianto utilizzatore Quadri per civile, terziario ed industriale
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ABB ArTu
ABB Gemini ABB altri centralini
Terziario avanzato
Ipermercati, alberghi, ospedali, teatri
CivileDomestico
La nuova Norma QuadriCEI EN 61439Il nuovo progetto normativo
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IEC 60439-1 Ed. 4.0Quadri di bassa tensione - Parte 1: Quadri di serie (AS)
e non di serie (ANS) + Emendamento 1, 1 / 2004 + Corrigendum 1, 11/2004 http://www.iec.ch
Le precedenti norme internazionali IEC 60439E quelle europee CEI EN 60439
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http://http://www.cenelec.org
Norma CEI 17-13/1 (CEI EN 60439-1 Ed.4 2000)Apparecchiature soggette a prove di tipo (AS) e appar. parzialmente soggette a prove di tipo (ANS)+ V1 2005 (fasc.7543) CEI EN 60439-1/A1 - Norma CEI 17/43, 2000 (fasc.5756) - Norma CEI 17/52, 1997 (fasc.3442r)
CEI EN 61439-1 Questa norma si applica ai Quadri- sia progettati, fabbricati e verificate una tantum, - sia standardizzati e fabbricati in quantità.
Requisiti supplementari possono essere richiesti per Quadri per navi (IEC 60092-302)
Le prime norme disponibili del nuovo CEI EN: Si parte con le due nuove CEI EN 61439-1 e 61439-2
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Quadri per navi (IEC 60092-302)Quadri per Veicoli su rotaia Apparecchi in atmosfere esplos. da IEC 60079 e 61241Quadri a bordo macchina dalla IEC 60204
CEI EN 61439-2Definisce i requisiti dei quadri di potenza per sezionamento-protezione (CPS-assembly), con tensione nominale < 1000 V in alternata o < 1500 V in continua
Dalle precedenti Norme 60439 alle nuove CEI EN 61439
IEC 60439-1 CEI EN 61439-1 regole generaliCEI EN 61439-2 quadri di potenza
IEC 60439-3 CEI EN 61439-3 quadri di distribuzioneIEC 60439-4 CEI EN 61439-4 quadri per cantiereIEC 60439-5 CEI EN 61439-5 quadri distrib. di potenzaIEC 60439-2 CEI EN 61439-6 sistemi di sbarre
Evoluzione e albero normativo delle CEI EN 61439La futura genesi di qualsiasi quadro elettrico
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IEC 60439-2 CEI EN 61439-6 sistemi di sbarre
Il fascicolo standard CEI EN 61439-1, “Parte 1” sarà la norma generale che prescriverà le prestazioni obbligatorie per tutti i quadri di BT, ad esso si aggiunge il fascicolo relativo a quella tipologia di quadro elettrico
La CEI EN 61439-1 sarà la norma base per tutte le sottonorme della famiglia 61439 (per ora 6 totali)
61439 - 1
L’albero genealogico delle nuove CEI EN sui quadriDue già pronte le altre arriveranno
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61439 - 3
Distribuzione finale61439 - 2
Di potenza CPS
61439 - 6
Sistemi di sbarre
61439 - 4
Quadri cantiere
61439 - 5Per distribuzionedi potenza
La precedente norma CEI EN 60439-1 sarà sostituita dalle nuove CEI EN 61439-1 e CEI EN 61439-2
60439-161439-1
61439-2
Avvicendamenti normativiDalla vecchia norma due nuove norme
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Dal centralino … al power-center
60439-161439-2
La nuova norma non è retroattiva
Nella precedente CEI EN 60439/1:le singole norme erano autonome dalla norma base.Per realizzare un ASD bastava la 60439/3, la quale se del caso ripeteva le specifiche della norma generale.Adesso la conformità è dichiarata alla specifica norma, che però si rifà alla base per le prove e le definizioni standard. Dunque la norma base CEI EN 61439-1 è sempre
La filosofia portante del progetto CEI EN 61439 Superamento graduale delle precedenti 60439
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60439-161439-1 e 61439.2
20142010Fino al 2014 ci saràsovrapposizione tra la 60439-1 e le 61439-1 e 2
60439-1 e 60439-x61439-x
2015Intorno al 2015 sarà aggiornato l’intero nuovo pacchetto 61439-x
Dunque la norma base CEI EN 61439-1 è sempre necessaria
ImpiantoDM 37/08CEI 64-8
quadri impianto
00
11
Equipaggiamento elettricoCEI EN 60204
quadro macchinaquadro macchina
Direttive BT, EMC Direttive BT, EMC
La nuova CEI EN 61439 si applica a tutti i quadriCompresi quelli “a bordo macchina”
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Direttiva BTDirettiva EMC
CEI EN 61439CEI 23-51
quadri impianto
macchinamacchinaDirettiva macchineDirettiva macchine(Direttiva EMC)(Direttiva EMC)
Direttive BT, EMC Direttive BT, EMC e Macchinee Macchine
CEI EN 61439
Anche la nuova 61439 si applica a tutti i quadri: d’impianto (cabina, distribuzione, ecc) e di macchina (automazione, processo, ecc)
Novità, sparisce la norma per involucri vuotiI contenuti rientrano nella norma generale
I requisiti della norma per involucri vuoti da assiemare, IEC 62208, saranno inseriti nelle diverse norme specifiche
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CEI 17-71 (settembre ‘99)
Verifica del progetto:verifica eseguita su un quadro prototipo o su parti di esso, per dimostrare che il progetto soddisfa le prescrizioni della Norma specifica del quadro.
E’ la sostanza della norma
La novità principale della nuova CEI EN 61439-1 Nasce l’approccio sperimentale-analitico
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Sono 3 i modi di verifica: riguardano il costruttore originale (V.), che le svilupperà adeguatamente all’interno di cataloghi e guide di cablaggio.
Nel caso il costruttore finale o del quadro (V.), volesse modificare ulteriormente il quadro, esso si aggiungerebbe al costruttore originale, assumendone la stessa definizione e conservando quella di “costruttore del quadro” (V.)
Fine dualità AS e ANS nella nuova CEI EN 61439-1 Tre strade diverse conducono allo stesso traguardo
Un quadro sarà conforme alla nuova CEI EN 61439 se risponde ad almeno una delle 3 seguenti procedure (verifiche di progetto):- Verificato con prova in laboratorio (ex prove di tipo)- Verificato attraverso calcoli- Verificato con criteri fisico/analitici o deduzioni progettuali (regole di progetto)
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(regole di progetto)
Ieri le 60439 Oggi le CEI EN 61439
Nuovi modi di verifica della conformità di un quadro Sulle ceneri del passato si costruisce il futuro
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Fine della dualità AS e ANS, nasce l’approccio analitico-sperimentale: un quadro sarà conforme alla CEI 61439 se risponde ad uno dei tre modi di verifica
AS ANS
Provatoal tipo
Calcolato o estrapolato
Provedi verifica
Verifichecon calcoli
Regole di progetto
Quadro conforme alla norma
Prove di verifica: test effettuati su un campione per verificare che il progetto soddisfa i requisiti pertinenti la norma (le precedenti prove di tipo)
Verifica con calcolo o valutazione (3.9.3): verifica con analisi o calcolo, applicate ad un campione a
Nuovi concetti e definizioni nella CEI EN 61439-1 Evoluzione linguistica della norma
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con analisi o calcolo, applicate ad un campione a dimostrare che il progetto soddisfa i requisiti della norma.
Regola di progetto (3.9.4): specifica regola per la progettazione di un quadro, che può essere alternativa al test
Prove di verifica
Le prove di verifica si effettuano in laboratorio su più quadri prototipi. Sono onerose per costo, attrezzature e tempo.
Se le precedenti prove (di tipo) secondo la IEC 60439, soddisfano anche i requisiti della nuova IEC 61439,
Nuovi concetti e definizioni nella CEI EN 61439-1 Cambia la forma, non la sostanza e resta il rigore
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soddisfano anche i requisiti della nuova IEC 61439, la verifica di tali requisiti non deve essere ripetuta
Nuovi concetti e definizioni nella CEI EN 61439-1 Il costruttore si sdoppia in “pensiero e azione”
Dal Sistema costruttivo prestabilito al “Sistema di quadri”
Costruttore originale:organizzazione che ha effettuato il progetto originale e le verifiche in accordo con la presente Norma e con le Norme specifiche del quadroIn sostanza chi propone, come ABB, un “sistema di
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In sostanza chi propone, come ABB, un “sistema di quadri”, (progetta e realizza l’intera famiglia di quadri, esegue le prove di verifica, calcola e deriva con le regole di progetto, distribuisce cataloghi e componenti sciolti da assiemare)
Costruttore del quadro:organizzazione responsabile del quadro finito.In sostanza, chi assembla, collauda e targhetta (CE) il quadro montato, cablato e fornito all’impiantista.
Le tre modalità di verifica riguardano il costruttore originale (V.), che le svilupperà adeguatamente all’interno dei propri cataloghi e guide di cablaggio, offrendo un ampio ventaglio di soluzioni (schede, tabelle, manualistica, software ecc)
Nel caso il costruttore finale o del quadro volesse derivare
Nuovi concetti e definizioni nella CEI EN 61439-1 Il costruttore originale disegna, prova e propone
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Nel caso il costruttore finale o del quadro volesse derivare ulteriormente il quadro, esso si aggiungerebbe al costruttore originale, assumendone la stessa definizione e conservando quella di “costruttore del quadro”
Nuovi concetti e definizioni nella CEI EN 61439-1 Il “sistema di quadri” individua il costruttore originale
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Nuovi concetti e definizioni nella CEI EN 61439-1 Il costruttore (finale) del quadro
Costruttore del quadro: è il responsabile del quadro finito, cioè chi assembla, collauda e targhetta (CE) il quadro finito
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Assemblatore Progettista Impresa
Il quadrista è chiunque abbia una partita IVA- non servono requisiti professionali o titoli di studio- non ci sono esami di idoneità da superare- non è prevista una patente pubblica- l’installatore può realizzare quadri elettrici e fatturarli
Dalla collana tecnica di ABB SACE l’utile quaderno N°4: “Gli interruttori ABB nei quadri di bassa tensione”
Specifiche da indicare nella DICO allegata al quadroLa completa identità del quadro a norme
Grandezze identificative del quadro (DICO)
a) tensione nominale (Un) (del quadro) (vedi 5.2.1);b) tensione nominale d’impiego (Ue) (vedi 5.2.2);c) tensione nominale di tenuta a impulso (Uimp)
(vedi 5.2.4);d) tensione nominale di isolamento (Ui) (vedi 5.2.3);
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d) tensione nominale di isolamento (Ui) (vedi 5.2.3);e) corrente nominale del quadro (InA) (vedi 5.3.1);f) corrente nominale di ogni circuito (Inc) (vedi 5.3.2);g) corrente ammissibile di picco (Ipk) (vedi 5.3.4);h) corrente ammiss. di breve durata (Icw) (vedi 5.3.5);i) corrente nominale di cortocircuito condizionata (Icc)
(vedi 5.3.6);j) frequenza nominale (fn) (vedi 5.4);k) fattore/i nominale/i di contemporaneità (RDF)
(vedi 5.3.3)
La marcatura del quadro secondo la CEI EN 61439Si arricchisce la targhetta dei nuovi quadri
Il costruttore del quadro deve apporre una o più targhe, visibili, indelebili e leggibili quando il quadro è in esercizio. La conformità è verificata con prova e mediante esame a vista.
Le 4 specifiche necessarie sulla targhetta:
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Le 4 specifiche necessarie sulla targhetta:- Costruttore del quadro,
chi è responsabile e risponde legalmente del quadro - Matricola o altro codice univoco
(stringa alfanumerico a discrezione del costruttore)- Data di costruzione (in passato non richiesto)- Norma di riferimento (in passato non richiesto)
- Elettroquadri Spinelli- N°1457-97/879 AS- Norma CEI EN 61439-2
Esempio di targhetta
Marcatura CE e targhetta secondo la CEI EN 61439Conferme e aggiunte al passato
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61439-2- 5 maggio 2009In 63 A 50 HzUe 230/400 VCircuiti 1 2 3 4In (A) 32 25 10 10Icw 50 kA
IP2XC
La conformità alla nuova norma 614390 è sufficiente (non necessaria) per la marcatura CE e l’esportabilità in Europa
Il costruttore (del quadro) e la comunicazioneGestire in sicurezza il quadro (uso e manutenzione)
Il costruttore del quadro deve specificare nei documenti -cataloghi le eventuali condizioni particolari per l’installazione, l’uso e la manutenzione del quadro e degli equipaggiamenti in esso contenuti.
Se esiste una condizione speciale di servizio, essa deve
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Se esiste una condizione speciale di servizio, essa deve essere conforme con le prescrizioni particolari applicabili o si deve prevedere un accordo particolare tra il costruttore del quadro e l’utilizzatore (allegato C).
L’utilizzatore deve informare il costruttore del quadro se esistano queste condizioni eccezionali di servizio.
Il catalogo completo dei quadri di BT di ABB SACE
Manuali uso e manutenzione allegati ai prodotti delle serie Tmax ed Emax di ABB SACE
Schemi elettriciCome in passato la norma non li richiede allegati “a tappeto” al quadro ma solo nei casi complessi
Fattibilità di quadri misti Utilizzando CEI EN 61439-1 + CEI EN 60204 impianto (distribuzione) + macchina (automazione)
Logistica del quadro secondo la CEI EN 61439 La questione degli schemi elettrici da allegare
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(distribuzione) + macchina (automazione)(oppure CEI EN 60439-1 + CEI EN 60204 finché si può, che risulta più facile)
La CEI EN 61439 e la CEI 23-51 sono del tutto estraneela 23-51 è valida solo in Italia.
Conferma delle variabili elettriche precedentiOvvio qualche ritocco dopo quasi vent’anni
Sono confermate le definizioni relative a:- Ipk corrente ammissibile di picco- Icw corrente ammissibile di breve durata- Icc corrente di corto circuito condizionata- Icp corrente di corto circuito presunta- Uimp tensione d’impulso
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imp
- Ui tensione d’isolamento- Un tensione nominale- Ue tensione d’impiego- Gradi di protezione IP
InA = corrente nominale quadro (obbligatoria - novità)- dipende dal numero e tipo di entrate di potenza- con unica entrata è il carico del montante, normalmente inferiore alla taratura dell’interruttore, declassato per la temperatura interna maggiore dell’aria libera
- con più entrate è di fatto la somma dei carichi entranti a regime (limitati dagli interruttori generali se presenti)
La corrente nominale del quadro nelle CEI EN 61439 Prima mancava ma poteva essere meglio definita
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Dalla norma: e’ la correnteinferiore tra le seguenti:
- la somma delle correntid’entrata in parallelo;
- la corrente che le sbarresono in grado di distribuire al massimo di carico
In pratica è la più alta corrente circolante o entrante nel quadro nella condizione estrema ma ammissibile di carico
a regime (limitati dagli interruttori generali se presenti)
Una nuova corrente e una ben nota tensione Una scelta di funzionalità e di sicurezza
Inc = Corrente nominale di un circuito- E’ la corrente fissata dal costruttore del quadro in funzione dei valori nominali degli apparecchiinterni, della loro disposizione fisica e della loro utilizzazione.
Uscite attacchi
Punti dove la scarica incombe
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Uimp = Tensione nominale ad impulso(specifica nuova e obbligatoria)
- per distanze inferiori a tabella, occorre prova di tipo- fino a 1,5 x distanze tabellate, occorre misurazione- oltre 1,5, sufficiente esame a vista
basi fisse per estraibili
sbarre
Dalle nuove norme CEI EN 61439-1 e 2 Importanti novità di fondo
- La tensione di scarica passa da 120 V 5 s a 60 V 5 s - Viene suggerita la sezione minima del neutro (8.6.1)- non sono più esplicitate le condizioni per
l’alimentazione di componenti elettronici (ex paragrafo7.9), inseriti in verifiche EMC
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I calcoli per le sovratemperature sono stati migliorati e la valutazione del fattore di contemporaneità (RDF) è più accurata.
Altre importanti novità della CEI EN 61439Nuove funzionalità dimostrabili con prove
Vengono richieste (e verificate con prove) - la protezione contro la corrosione, - la stabilità termica, - la resistenza agli ultravioletti, - la resistenza degli isolanti al calore,- la resistenza meccanica- mezzi di sollevamento
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- mezzi di sollevamento
Nuova definizione delle distanze in aria
Si impone per barriere orizzontali raggiungibili (h<1.6 m) il grado di protezione IPXXD;
Altre importanti novità della CEI EN 61439 Fattore nominale di contemporaneità (RDF)
Il fattore nominale di contemporaneità è il valore, per unità, della corrente nominale, assegnata dal costruttore del quadro, con il quale possono essere caricati simultaneamente ed in maniera continuativa i circuiti d’uscita di un quadro tenendo in considerazione le mutue influenze termiche.
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Il fattore nominale di contemporaneità moltiplicato per la corrente nominale dei circuiti, deve essere uguale o maggiore dei carichi presunti per i circuiti d’uscita. I carichi presunti dei circuiti d’uscita devono essere definiti nelle Norme specifiche del quadro.
La posizione di fissaggio influenza i moti termocon-vettivi interni
Condizioni ambientali (poche modifiche)La temperatura all’interno e all’esterno del quadro
La temperatura media ambiente è di 35°C.
Il campo di valori può andare:da -5°C a + 40°C all’internoda -25°C a + 40°C all’esterno
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All’interno
All’esterno
All’interno All’esternotemperatura
- 5°C minimo assoluto ammesso
35°C valore medio
temperatura
- 25°C minimo assoluto ammesso
35°C valore medio
tempo tempo
40°C max assoluto ammesso 40°C max assoluto ammesso
Condizioni ambientali (poche modifiche) Umidità all’interno, all’esterno e l’inquinamento
Dati ambientali Installazione interna
Installazioneesterna
50 % (40 °C)< 2000 m
Umidità relativaAltitudine s/m
< 100 % (25 °C)< 2000m
Si dannoquattro gradi di inquina-mento
Grado di inquinam. 1:
Non esiste inquina-
Grado di inquinam. 2:
Presenza normale di solo inquinamento non conduttore; occasional-mente si può verificare una conduttività Per apparecchiature destinate ad essere utilizzate ad altitudini
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Gradi d’inquinamento
- grado 1 interno molto pulito (ambulatori, alimentari)- grado 2 polvere secca non conduttrice (domestico,- grado 3 polvere persistente conduttrice (industria)- grado 4 inquinamento persistente (petrolchimico)
inquina-mento o soltanto inquina-mento secco e non conduttore. L’inquina-mento è ininfluente
conduttività temporanea provocata dalla condensazione
Per apparecchiature destinate ad essere utilizzate ad altitudini superiori, è necessario tenere in considerazione la riduzione
della rigidità dielettrica, della capacità di interruzione degli apparecchi e dell’effetto di raffreddamento dell’aria.
Condizioni ambientali e contatti direttiGradi IP minimi di protezione
in generalecontatti diretti
x fronte e retro
IP2X IPXXBMinimo IP
Per esterno seconda cifra almeno 3
Grado di inquinam. 4:
L’inquinamento provoca una conduttività persistente, causata, per esempio, da polvere conduttrice,
Grado di inquinam. 3:
Presenza di inquinamento conduttore o di polvere secca che diventa conduttrice in seguito alla
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seconda cifra almeno 3
Il grado di protezione del quadro si applica normalmente alla posizione di servizio (vedi 3.2.3) di parti asportabili.
Se asportando una parte si perde il grado IP, si deve trovare un accordo tra il costruttore del quadro e l’utilizzatore per adottare provvedimenti per un adeguato grado di protezione
conduttrice, da pioggia o altre condizioni bagnate
seguito alla condensa-zione.
Avvertenze generiche di funzionalità e sicurezza
CEI EN 61439-1 art. 8.4.3.2.2 Se sono montati su porte o piastre di copertura apparecchi con una tensione che supera i limiti della bassissima tensione, …..se la corrente nominale di funzionamento
dell’apparecchio collegato è minore o uguale a 16 A, una connessione elettrica equivalente prevista e verificata appositamente per questo scopo (contatto strisciante, cerniere protette contro la corrosione) è da considerarsi soddisfacente.
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protette contro la corrosione) è da considerarsi soddisfacente.
CEI 17-82
CEI EN 8.4.5.1 Apparecchi che possono essere manovrati o componenti che possono essere sostituiti da persone comuniLa protezione contro i contatti con parti attive deve essere mantenuta quando si manovrano gli apparecchi o quando si sostituiscono i componenti. Durante la sostituzione di alcune lampade o cartucce portafusibili sono ammesse aperture maggiori di quelle stabilite per il grado di protezione IP XXC.
Logistica del quadro secondo la CEI EN 61439 L’accessibilità degli operatori
sezionatori
quota consigliata
Impianto (CEI 17-113) Gli organi di comando dei dispositivi di interruzione di emergenza (vedi 536.4.2 della IEC 60364-5-53) devono essere accessibili all’interno di una zona tra 0,8 m e 1,6 m dalla base del quadro
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morsettiere
interruttori
> 20 cm
quota consigliata
20 < h < 200 cmdalla base del quadro
Gli strumenti indicatori che devono essere letti dall’operatore, devono essere collocati all’interno di una zona tra 0,2 e 2,2 m sopra la base del QUADRO;
10.5.2 Effettiva continuità della messa a terra tra le masse del quadro ed il circuito di protezione.La verifica deve essere eseguita utilizzando uno strumento di misura della resistenza che è in grado di far circolare almeno 10 A (c.a. o c.c.). È fatta passare una corrente tra ogni massa e il terminale per il conduttore di
Continuità elettrica del circuito di protezione
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corrente tra ogni massa e il terminale per il conduttore di protezione esterno. La resistenza deve essere < 0,1 Ohm
10.6.2 Compatibilità elettromagnetica.I requisiti di prestazione per la compatibilità elettromagnetica devono essere confermati mediante esame a vista o se necessario da prove (si veda J.10.12).
La nuova Norma QuadriCEI EN 61439Novità in sala prove
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PROVE PRECEDENTI
1 RISCALDAMENTO
2 CORTO CIRCUITO
3 PROVE DIELETTRICE
4 PROVE MECCANICHE
5 GRADO DI PROTEZIONE
Evoluzione nelle prove di laboratorioConferma delle precedenti e aggiunte di nuove
PROVE PRESENTI E FUTURE
Sono ancora richieste tutte ma con modifiche
1 RISCALDAMENTO
2 CORTO CIRCUITO
3 PROVE DIELETTRICE
4 PROVE MECCANICHE
5 GRADO DI PROTEZIONE
6 EFFICIENZA CIRCUITO PROTEZIONE
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6 EFFICIENZA CIRCUITO DI PROTEZIONE
7 DISTANZE ISOLAMENTO IN ARIA
modifiche6 EFFICIENZA CIRCUITO PROTEZIONE
7 DISTANZE D’ISOLAMENTO IN ARIA
8 RESISTENZA CORROSIONE
9 TENUTA INSERTI METALLICI
10 SOLLEVAMENTO
11 CARICO STATICO
12 UV APPLICAZIONI X ESTERNO E STRUTTURE IN PLASTICA
13 TENUTA AD IMPULSO E DICHIARAZIONE OBBLIGATORIA
Nuove prove
La verifica del progetto comprende:1) Costruzione: 10.2 resistenza dei materiali e loro parti; 10.3 grado di protezione degl’involucri; 10,4 distanze in aria e superficiali; 10,5 protezione contro le scosse e integrità dei dispositivi;10,6 incorporazione di dispositivi di commutazione e componenti ; 10,7 interno dei circuiti elettrici e connessioni;
Tenuta di materiali e componenti Le verifiche comprendono l’oggetto e la sua funzione
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© ABB Febbraio 2010 | Slide N
10,7 interno dei circuiti elettrici e connessioni; 10,8 terminali per conduttori esterni
2) Rendimento: 10.9 proprietà dielettriche; 10.10 sovratemperatura; 10,11 tenuta al corto circuito;10.12 compatibilità elettromagnetica; 10.13 operazione meccanica.
Resistenza alla corrosioneProprietà del materiale isolante:
1 Resistenza materiali.
La tabella “D1” elenca le tre modalità disponibili per verificare la conformità del quadro alla norma
Prova di tipo Calcolo Regole di progetto
SI NO NO
Tenuta di materiali e componentiL’importantissima tabella D1 per “derivare” il quadro
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Proprietà del materiale isolante:- Stabilità termica- Resistenza al normale calore- Resist. calore anormale e fuocoResistenza alle radiazioni UVSollevamentoImpatto meccanico (no per CPS)Marcatura2 Grado di protezione (IP) 3 Distanze in aria e superficiali
SI NO NO
SI NO NO SI SI SI
4 Protezione da scosse elettr.
e integrità circuito PE:
continuità tra parti conduttrici
del il circuito di protezione SI NO NO
Prova di tipo Calcolo Regole di progetto
Tenuta di materiali e componentiL’importantissima tabella D1 per “derivare” il quadro
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del il circuito di protezione SI NO NO
Efficacia per guasti esterni SI SI SI
5 Integr. dispositivi e compon. NO NO SI
6 Circ. e connes. elettr. interne NO NO SI
7 Terminali per cond. esterni NO NO SI
Tenuta di materiali e componentiLa scala crescente e completa delle tensioni
Tensione d’impiego (Ue) (di un circuito di un quadro). Se diversa dalla tensione nominale del quadro, il costruttore del quadro stabilisce l’appropriata tensione d’impiego del circuito.
Tensione nominale (Un) (di un quadro) Il costruttore del quadro deve stabilire la (le) tensione (i) nominale (i) necessaria per il funzionamento. Uimp
Protezionecontro i fulmini
Quando si richiedono dispositivi di protezione contro i fulmini, (SPD) essi devono
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nominale (i) necessaria per il funzionamento.La massima tensione nominale d’impiego di ogni circuito non deve mai superare la sua tensione nominale di isolamento (Ui)
Ue
Un
Ui
Uimpessi devono essere protetti da cortocircuiti non controllati come specificato dal costruttore degli SPD
8 Propr. dielettriche
Prova di tensione a frequenza rete SI NO NO
Impulso di tensione SI NO SI
Prova di tipo Calcolo Regole di progetto
Tenuta di materiali e componentiTensione normale a 50 Hz ed impulsiva
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Fattore 1.5 x distanza in aria
Nuova tabella dei valori ditest in accordo a IEC 60664-1
Per verificare la tenuta dielettrica si possono effettuare le prove di tipo che sono:* prova a frequenza industriale 50 Hz* prova all’impulso di tensione (Uimp)
Il relè di sovracorrente non deve intervenire, quandola corrente in uscita è inferiore a 100 mA..
Tensione nominale di isolamento Ui
(tra le fasi in c.a. o in c.c.)
Tensione di prova dielettrica in c.a.
valore efficace (V)
Tensione di prova dielettrica in c.c.
(V)
Ui ≤ 60 1 000 1 41560 < Ui ≤ 300 1 500 2 120
300 < Ui ≤ 690 1 890 2 670690 < Ui ≤ 800 2 000 2 830800 < Ui ≤ 1000 2 200 3 110
≤
I circuiti principali, ausiliari e comando, che sono collegati al circuito principale, devono essere
Per i circuiti principali si provano:- tutti i circuiti cortocircuitati rispetto all’involucro messo a massa- ciascun polo principale
La tenuta dielettrica alla frequenza industriale (50 Hz) Valori ritoccati verso il basso rispetto a prima
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800 < Ui ≤ 1000 2 200 3 1101000 < Ui ≤ 1500 - 3 820
Circuiti principali
Ui ≤ 12 25012 < Ui ≤ 60 50060 < Ui 2 Ui + 1000
(minimo 1500)
Tensione nominale di isolamento Ui
(tra le fasi in c.a. o in c.c.)
Tensione di prova dielettrica in c.a.
valore efficace (V)
Circuiti ausiliari a tensione ridotta
essere sottoposti alla tensione di prova secondola seguente Tabella 8
La tensione è applicata con valori crescenti
e mantenuta per 5 s
principale rispetto tutti gli altri cortocircuitati con l’involucro e a terra
Le distanze di isolamento in aria e superficiali dei componenti interni devono essere conformi alle
Il costruttore originale sceglie la (le) tensione/i nominale/i d’isolamento (Ui) del quadro dalla quale deriva la (le)distanza d’isolamento superficiali. Per ogni circuito, la tensione d’isolamento deve essere maggiore della tensione d’impiego (Ue)
Distanza d’isolamento superficialeE’ legata alla tensione nominale d’isolamento
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conformi alle prescrizioni delle specifiche Norme di prodotto.
Ui = tensione d’isolamento (catalogo,riguarda il sistema di quadri)
Ue = tensione di effettivo lavoro del quadro (al contatore)
Ue < Ui
Distanza superficiale
Piena conferma della definizione del grado d’inquina-mento ambientale da cui dipenderà la minima
Grado 1: sala operatoria
Grado 2: ambiente domestico
Distanza d’isolamento superficialeConferme sui gradi d’inquinamento dell’ambiente
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la minima distanza superficiale da garantire nel quadro lungo gli isolanti
Grado 3: officina meccanica,terziario
Grado 4: petrolchimico,fonderia
La scarica superficiale dipende dal materiale e dal suo CTI (Comparative Tracking Index) valore in volt che esprime la max tenuta sopportabile senza formazione di scarica
gruppo CTI (tracking)materiale
I > 600
II 600 > CTI > 400
IIIa 400 > CTI > 175
IIIb 175 > CTI > 100
Distanze d’isolamento superficialeLa resistenza alla corrosione superficiali (tracking)
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formazione di scarica IIIb 175 > CTI > 100
L’importanza delle nervature
I materiali inorganici (vetro e ceramica) sono i migliori
- tensione d’isolamento Ui- grado inquinamento- gruppo materiale
Minima distanza superficiale
Tensione nominale
di isolament
o Ui
Vb)
Minime distanze di isolamento superficiale Grado di inquinamento
1 2 3 Gruppo
c) del material
e
Gruppo del materiale c) Gruppo del materiale c)
I I II IIIa e IIIb
I II IIIa IIIb
32 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
40 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,6 1,8 1,8
Sono distanze di solito già verificate dalle normali necessità funzionali e di montaggio
Distanze d’isolamento superficialeCome prima non sono un gran problema
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50 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,7 1,9 1,9
63 1,5 1,5 1,5 1,5 1,6 1,8 2 2
80 1,5 1,5 1,5 1,5 1,7 1,9 2,1 2,1
100 1,5 1,5 1,5 1,5 1,8 2 2,2 2,2
125 1,5 1,5 1,5 1,5 1,9 2,1 2,4 2,4
160 1,5 1,5 1,5 1,6 2 2,2 2,5 2,5
200 1,5 1,5 1,5 2 2,5 2,8 3,2 3,2
250 1,5 1,5 1,8 2,5 3,2 3,6 4 4
320 1,5 1,6 2,2 3,2 4 4,5 5 5
400 1,5 2 2,8 4 5 5,6 6,3 6,3
500 1,5 2,5 3,6 5 6,3 7,1 8,0 8,0
10,9
0,5
0,3
0
Impulsonormalizzato
U
tT1
Prova d’impulsoL’impulso di 1,2/50 µs si applica 5 volte ad intervalli > 1 s tra- tutti i circuiti corto-
Affinché il risultato sia accettabile, non si deve verificare alcuna scarica durante le prove
Per mantenere la stessa tenuta d’impulso dentro un quadro si devono montare solo apparecchi che dispongono tutti di una pari
La tenuta ad impulso (verifica con prova)E’ diventata una prestazione obbligatoria
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tT1 T2
corto-circuitati rispetto all’involucro a massa- ciascun polo rispetto a tutti gli altri corto-circuitati con l’involucro e a terra
Regole di progetto (alternative alla prova)Le distanze di isolamento in aria devono essere di 1,5 volte i valori specificati in Tabella 1.
Nota: il fattore 1,5 viene applicato ai valori di tabella 1 per evitare le prove di tenuta ad impulso per le verifiche di progetto. E’ un fattore di sicurezza che tiene in considerazione le tolleranze di fabbricazione.
di una pari tenuta all’impulso di tensione (volt)
Livello 200 m 600 m 1000 m 2000m Livello 200 m 600 m 1000 m 2000 mmare mare
2,5 2,95 2,8 2,8 2,7 2,5 2,1 2,0 2,0 1,9 1,8
4,0 4,8 4,8 4,7 4,4 4,0 3,4 3,4 3,3 3,1 2,8
6,0 7,3 7,2 7,0 6,7 6,0 5,1 5,1 5,0 4,7 4,2
Tensione nominale di tenuta ad impulso Uimp
Tensioni di prova ed altitudini corrispondenti durante la provaU1,2/50, c.a., (valore di picco) e c.c. Valore efficace in c.a.
Le distanze d’isolamento in aria tra le parti in tensione, le parti destinate ad essere collegate
La tenuta ad impulso (verifica con prova)L’aria rarefatta dell’alta montagna isola meglio
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6,0 7,3 7,2 7,0 6,7 6,0 5,1 5,1 5,0 4,7 4,2
8,0 9,8 9,6 9,3 9,0 8,0 6,9 6,8 6,6 6,4 5,7
12,0 14,8 14,5 14,0 13,3 12,0 10,5 10,3 9,9 9,4 8,5
a terra e le distanze tra i poli devono sopportare la tensione di prova data in Tab. 10 in funzione della tensione di tenuta a impulso.
6 4 2,5 1,5220, 230240, 260277
220 440-220220/380, 230/400240/415, 260/440277/480
300
Livello protetto
Livello all’inizio dell’install.
Livello circuiti di distrib.
Livello carichi
Tensione verso terra
Significato delle categorie di tenuta all’impulso
Le distanze d’isolamento in aria e superficiali nel quadro, si applicano tra F-F, F-N e tra F-T e N-T
Le distanze in aria devono essere sufficienti alla tensione di tenuta all’impulso (Uimp).
Tensione nominale di tenuta ad impulso
Uimp
kV
Minime distanze di isolamento in aria
mm
Le distanze di isolamento in aria si possono verificate mediante misure fisiche, o mediante verifiche delle quote dei disegni
Distanze d’isolamentoSi misurano oppure si deve fare la prova all’impulso
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Tali distanze sono quelle in Tabella 1 salvo verificarle con prova in laboratorio prima e individuale poi (collaudo)
≤ 2,5 1,54,0 3,06,0 5,58,0 8,0
12,0 14,0a) Basate su un campo non omogeneo , condizioni e grado di
inquinamento 3
disegni progettuali
Qualche problema per le distanze in aria può localizzarsi nellesegregazioni e similari, causa la relativa vicinanza tra parti metalliche nude esposte alla scarica in aria.
Distanze d’isolamentoAttenzione ai problemi delle forme di segregazione
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esposte alla scarica in aria.
Maggiori problemi per le distanze superficiali che non per quelle in aria.
Gli isolanti organici nel tempo degradano e si corrodono, favorendo le scariche.
Grandezza nominale
Tipo di prova
Riferimenti
Prova all’impulso
Uimp tensione d’impulso
all’impulso 1,2/50 µs
tab 1 (CEI EN 61439-1)
Prova d’isolamento
Ui tensione d’isolamento
50 Hz
tab 8 (CEI EN 61439-1)
Distanze d’isolamentoConfronto tra prova all’impulso e a 50 Hz
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Riferimenti numerici
tab 1 (CEI EN 61439-1)
t e m p o d i fr o n t e T 1 = 1 ,2 µ s ± 3 0 %t e m p o d i c o d a T 2 = 5 0 µ s ± 2 0 %r a p p o r t o T 1 - T 2 T 1 = 1 ,6 7 x T 2
T 1
T 2
10 ,9
0 ,5
0 ,3
0T
impulsoimpulsonormalizzatonormalizzato
U
t
Tens.. d'isolamento Tens. di prova c.a.Ui (val. efficace)
tab 8 (CEI EN 61439-1)
Ui ≤ 60 1000 141560 < Ui ≤ 300 1500 2120
300 < Ui ≤ 690 1890 2670690 < Ui ≤ 800 2000 2830800 < Ui ≤ 1000 2200 3110
1000 < Ui ≤ 1500 - 3820
Tens. di prova c.c.
La nuova Norma QuadriCEI EN 61439Sovratemperatura
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Prove di verifica
Regole di progettoLa verifica della
sovratemperatura si può effettuare con prova di tipo e con
fino a 630 A col metodo delle
Metodi di calcolo
9 Sovratemperatura SISI SISI SISIProva di tipo Calcolo Regole di progetto
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperaturaModalità di verifica: prova, calcolo e regole di progetto
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Regole di progetto
prova di tipo e con le regole di progetto, senza alcun limite alla potenza o alla corrente del quadro
CalcoloFino 630 A
Fino 1600 A
col metodo delle potenze Pdiss < Pinvol
Fino a1600 A
CEI 17-43
Provatemper.
Quadri finali
Disponendo di prove di sovratemperatura, con opportune regole si possono derivare quadri senza limiti di corrente o di potenza
Utilizzando solo metodi di calcolo, il campo in correnti o potenze per la derivazione di quadri conformi, è più ridotto:
L’insieme si prova introducendo opportuni fattori di contempo-raneità sull’insieme delle uscite (dipende dal numero e tipo di entrate di
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperatura Verifiche dirette (prove) e indirette (regole di progetto)
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1) < 630 A metodo delle potenze Pdiss < Pinvol
2) < 1600 A col metodo delle CE 17-43 (ridotto rispetto ai precedenti 3150 A)
di entrate di potenza, con unica entrata è inferiore alla taratura dell’inter-ruttore)
Il flusso di raffred-damento ricorda da vicino una normale stufa a legna
Ogni circuito interno deve portare la propria corrente nominale (se serve si prova uno alla volta e si verifica il regime raggiunto)
RDF (in inglese) = Coefficiente di contemporaneità- Il singolo circuito deve reggere la propria corrente nominale di pieno carico (prova specifica di temperatura a regime)- l’intero quadro si prova adottando un opportuno coefficiente di contemporaneità sulle uscite o su parte di esse, così da ottenere
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperatura Fattori di contemporaneità e regime termico
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contemporaneità sulle uscite o su parte di esse, così da ottenere la corrente nominale (in entrata)
L’insieme si prova con fissati fattori di contemporaneità(dipende dal numero e tipo di entrate; con unica entrata la corrente è in genere inferiore alla taratura dell’interruttore a
causa del relativo riscaldamento localizzato).l fattore di contemporaneità può essere stabilito:
- per un gruppo di circuiti;- per tutto il quadro.
La diversa posizione degli attacchi posteriori orizzontali e verticali influenza il raffred-damento
Le sovratem-peratura in Tab. 6 si applicano con una temperatura media dell’aria ambiente inferiore o
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperaturaLimiti ammissibili a regime per le sovratemperatura
Parti di un quadro SovratemperatureK
Componenti incorporati a) In accordo con le relative prescrizioni delle norme di prodotto per i componenti singoli, o secondo le istruzioni del costruttore del componente, tenendo in considerazione la temperatura interna del quadro
Terminali per conduttori esterni isolati 70 b)
Sbarre e conduttori Limitata da:- resistenza meccanica del materiale conduttore;- possibili influenze sull’apparecchio
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inferiore o pari a 35 °C e non devono essere superati quando i quadri sono verificati secondo la nuova norma
- possibili influenze sull’apparecchio adiacente;- limite di temperatura ammissibile per i materiali isolanti a contatto con il conduttore;- influenza della temperatura del conduttore sugli apparecchi ad esso connessi;- per i contatti ad innesto, natura e trattamento superficiale del materiale dei contatti.
Organi di comando manuale:- di metallo- di materiale isolante
15 c)
25 c)
Involucri e coperture esterne accessibili:- superfici metalliche - superfici isolanti
30 d)
40 d)
Connessioni particolari del tipo presa a spina e spina Determinata dai limiti fissati per i componentidell’equipaggiamento di cui fanno parte e)
La verifica con prova impone i seguenti passi:
1) Selezione della variante più onerosa del quadro
2) Prova con uno dei possibili metodi (è definito dal costruttore)- Unica unità provata con unico fattore di contemporaneità - Unità funzionali provate separatamente da quadro e da
sbarre (poi sono provati anche come unica unità completa) - Unità funzionali e sistemi sbarre provati separatamente
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperaturaLa dinamica della prova sperimentale
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- Unità funzionali e sistemi sbarre provati separatamente dal quadro e poi il quadro provato completo
3) Estensione dei risultati alle varianti (stessa costruzione, dimensioni maggiori o uguali, stesse (o migliori) condizioni di ventilazione e di segregazione, stesse o minori potenze dissipate e, stesso o minor numero di circuiti in uscita per ogni sezione, stessa o ridotta densità di corrente nei sistemi sbarre
Le specifiche prestazionali sulla dissipazione termica del catalogo ArTu vanno ancora bene
In pratica si danno due casi:- la somma delle correnti d’impiego in uscita verso i carichi, stabilite dall’impiantista è < dellacorrente d’impiego (o nominale) d’entrata o dellasomma delle entrate: ΣΣΣΣ IB uscite < ΣΣΣΣ IB entrate
Entrata >
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperatura Due strade quando si decide per la prova di verifica
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Entrata > uscite
Entrata < uscite
- la somma delle correnti d’impiego in uscita verso i carichi stabilite dall’impiantista è > della corrente d’impiego (o nominale) d’entrata o dellasomma delle entrate; ΣΣΣΣ IB uscite > ΣΣΣΣ IB entrate
La versione teorica iniziale delle correnti nominali,può essere interpretata come indicato nelle due
B1 800 A
A1 1600 A
C1 630 A
D1 400 A
D2
[1600 A]
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperaturaIl quadro di partenza con S IB uscite >> S IB entrate
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nelle due configurazioni che seguono, che adottano un fattore di contempora-neità di 0,8 per gruppi di apparecchi
D2a
D2b
D2c
D2d
Sezione A Sezione B Sezione C Sezione D
A1 1600 A[1600 A]
B2 400 A
B3 400 A
C3 200AC4 200A
C5 200A
C2 200A
Da D2a a D2dCiascuno da 100 A
Entrata < uscite
B1 800 A[640 A]
A1 1600 A
C1 630 A[0 A]
D1 400 A[0 A]
D2
[1600 A][0 A]
[320 A] [0 A] [0 A]
[1280 A] [320 A]
Regime A
Il quarto scomparto è scarico (aperto), il terzo e il secondo sono in parte caricati con coefficiente 0,8. In tal modo nel primo passa ancora 1600 A cioè la
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperaturaUn primo stato di carico provato in temperatura
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Attenzione a garantireil libero flusso di raffreddamento attraverso l’interruttore
D2a
D2b
D2c
D2d
Sezione A Sezione B Sezione C Sezione D
A1 1600 A[1600 A]
B2 400 A[320A]
B3 400 A[320 A]
C3 200A[160A]
C4 200A[0A]
C5 200A[0A]
C2 200A[160A]
Da D2a a D2dCiascuno da 100A
Regime Aancora 1600 A cioè la sua corrente nominale
B1 800 A[640 A]
A1 1600 A
C1 630 A[504 A]
D1 400 A[320 A]
D2
[1600 A][640 A] [640 A] [320 A]
Regime B
[960A] [320 A] [0 A]Il quarto scomparto è caricato a 320 A, il terzo e il secondo a 640. Nel primo passano ancora 1600 A. Lo stato più gravoso sarà quello di riferimento per la prova
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperaturaUn secondo stato di carico provato in temperatura
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D2a
D2b
D2c
D2d
Sezione A Sezione B Sezione C Sezione D
A1 1600 A[1600 A]
B2 400 A[0 A]
B3 400A[0 A]
C3 200A[0A]
C4 200A[0A]
C5 200A[0 A]
C2 200A[136A]
Da D2a a D2dCiascuno da 100A
Regime Briferimento per la prova di sovratemperatura
La classica ottimale soluzione termica a “salice piangente”
Allestimenti verificati in questo modo rispettano le seguenti operazioni:
- le unità funzionali sono dello stesso gruppo del’unità usata per il test Conviene collocare
9 Sovratemperatura SISI SISI SISI
Prova di tipo Calcolo Regole di progetto
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperatura Derivazione a mezzo regole di progetto
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- le unità funzionali sono dello stesso gruppo del’unità usata per il test - lo stesso tipo di costruzione utilizzati per il test;- le stesse dimensioni globale o maggiore utilizzate per il test;- lo stesso raffreddamento o maggiore del quadro testato;- la stessa separazione interna o ridotta come per il test (se esistano);- le stesse o minori perdite nella stessa sezione utilizzata per il test.- lo stesso o minor numero di circuiti in uscita per ogni sezione.
L’assieme in fase di verifica può comprendere tutto o parte dei circuiti dell’assieme verificato
collocare in basso le tarature con correnti elevate onde ridurne il percorso
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperaturaPrincipi di derivazione logica dalla prova
Nel grande ci sta il piccoloDisponendo di un quadro già conforme alla tenuta termica, con un sistema disponibile, la stessa circuiteria o una similare (stessi watt da dissipare) può essere contenuta nella stessa carpenteria (L x l x h) o in una più grande
Se ne prova uno per tutti
Ogni circuito interno deve reggere la corrente nominale (si prova uno alla volta e si verificano le temperature a regime)
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Se ne prova uno per tuttiSuperata la prova di temperatura su un prototipo, esso fa da capostipite per tutti gli altri quadri “generati” (compresi) da quello, cioè aventi perdite termiche minori o uguali. Da cui la convenienza a provare prototipi “pieni eben distribuiti” per tirare al limite le temperature
Se ciascuna parte va bene, l’insieme va beneAccoppiando scomparti, singolarmente conformi alla temperatura, l’insieme finale è anch’esso conforme
a regime)
Quadro con In < 630 A- Viene determinata la potenza dissipabile in un involucro (tabella Pdiss – ∆T,
ricavabile da dati costruttore o simulazione con resistenze);
9 Sovratemperatura SISI SISI SISI
Prova di tipo Calcolo Regole di progetto
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperatura Derivazione a mezzo calcolo
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ricavabile da dati costruttore o simulazione con resistenze); - Rispettati i vincoli si calcola la potenza tot. dissipata e la temperatura assoluta - Il quadro è verificato se questa temperatura è < temperatura di servizio dei componenti installati (caricati al max all’80% della loro portata in aria libera)
Quadro con In < a 1600 A- Rispettati i vincoli si calcola la potenza totale dissipata e latemperatura assoluta col metodo della norma IEC 60890 (CEI 17-43);
- Il quadro è verificato se questa temperatura è inferiore alla max temperatura di servizio dei componenti installati (caricati all’80% della portata in aria libera)
Trasmissione del calore (conduzione, irraggiamento e convezione)da interruttore a quadro e ad ambiente
Col primo metodo, alternativo alla prova, deve essere:0 < InA < 630 A (criterio simile alla CEI 23-51):
Ptot < Pinv
- Ptot = somma perdite totali dei componenti attivi - Pinv = massima potenza dissipabile da involucro
mantenendo le temperature ai diversi strati del quadro
Il quadro è verificato se la temperatura finale alla totale potenza dissipata, non supera la temperatura
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperatura Quando la prova di verifica non serve
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inferiori ai rispettivi valori sopportabili dai componenti
Il metodo non evita del tutto la prova, giacché richiede l’impiego di resistori come generatori di calore e di termometri per rilevare le temperature di regime nel quadro
temperatura di lavoro ammissibile degli apparecchi, che perciò potranno reggere un carico <all’80% della corrente nominale
Il secondo metodo fino a 1600 A è esente da prova e si sviluppa tutto “a freddo e a tavolino”, applicando il noto algoritmo di costruzione della mappa termica del quadro, disegnabile mediante la CEI 17-43, in uso da anni presso molti quadristi assemblatori.
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperatura Quando la prova di verifica non serve
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D t
1,0
0,5
Mu
ltip
li a
lte
zza
in
vo
luc
ro
Metà altezza
Estremità superiore
D t1,0
D t 0,5
Sovratemperatura dell'aria all'interno
Curva caratteristicadi sovratemperatura
L’alto valore di forma ostacola non poco il raffreddamento
con Ae < 1,25 distribuzione lineare
∆∆∆∆t 0,75 = c . ∆∆∆∆t 0,51,0
Mul
tipli
alte
zza
invo
lucr
o
Estremità superiore∆∆∆∆t 1
∆∆∆∆t
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperatura La distribuzione della temperatura con la CEI 17-43
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∆∆∆∆t
0,5
Mul
tipli
alte
zza
invo
lucr
o
metà altezza∆∆∆∆t0,5
Sovratemperatura dell'aria all'interno
0,75 ∆∆∆∆t 0,75
B = ∆∆∆∆t1; 0,75
A = ∆∆∆∆t0,5
; 0,5
Per Ae ≤ 1,25 m2 la sovratemperatura segue una
distribuzione lineare, che parte dal minimo (ambiente) e arriva
al massimo all'altezza dei tre quarti del quadro; la
temperatura resta poi costante.
1,0estremità superiore
B = ∆∆∆∆t 1 ; 1
con Ae > 1,25 distribuzione lineare
Mul
tipli
alte
zza
invo
lucr
oTenuta materiali e componenti, la sovratemperatura La distribuzione della temperatura con la CEI 17-43
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Tali temperature si dovranno confrontare con quelle sopportabili dagli
apparecchi o tollerabili dall’operatore (sui pannelli, maniglie, etc)
Per Ae > 1,25 m2 la sovratemperatura è lineare, dal minimo (ambiente)
al massimo all'estremità superiore dell'involucro.
∆∆∆∆t
0,5metà altezza
∆∆∆∆t 0,5
A = ∆∆∆∆t0,5 ; 0,5
Mul
tipli
alte
zza
invo
lucr
o
Sovratemperatura dell'aria all'interno
Unità funzionali - sostituzione degli apparecchi
Un apparecchio può essere sostituito con un apparecchio similare, di una serie differente da quella utilizzata nella prova originale, purché la potenza dissipata e la sovratemperatura dell’apparecchio, quando provato in conformità con la norma di prodotto,
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperatura L’equivalenza termica tra componenti diversi
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sia la stessa o inferiore.
Devono essere mantenute le disposizioni fisiche all’interno dell’unità funzionale e i valori nominali dell’unità funzionale
Vantaggi della sostituibilità di un componente con un altro mantenendo la medesima conformità termica- Concede l’intercambiabilità “energetica” di un componente- Il sostituto deve avere perdite termiche uguali o minori- Occorre conoscere la temperatura del componente- Se tutto è < (conservativo) il componente nuovo è sostituibile- Non si accenna ad altre prestazioni (I2t, Icc Rint)
?
Tenuta materiali e componenti, la sovratemperatura Problemi ed opportunità dalla sostituibilità
© ABB Group 26 giugno 2010 | Slide 75
- Non si accenna ad altre prestazioni (I2t, Icc Rint)
Problemi formali e difficoltà d’applicazione - Difficile reperibilità delle temperature dei componenti- Riluttanza o impossibilità a fornire questi valori di temperatura- Attesa per una qualche soluzione normativa
La nuova Norma QuadriCEI EN 61439Corto circuito
© ABB Group 26 giugno 2010 | Slide 76© ABB Group 26 giugno 2010 | Slide 76
Limite d’inizio di corti per il quadroIl quadro deve sopportare senza danno tutti e soli i guasti a valle sulle linee di uscita.
La nuova norma non considera ancora il guasto ad arco interno
Tenuta materiali e componenti in corto circuitoI guasti che deve sopportare per norma il quadro
© ABB Group 26 giugno 2010 | Slide 77
Corti circuiti estranei al quadro
Corti circuiti interessanti il quadro
8 8 8 8 8 88
Attenzione !!!
Con la prova di corto si verifica la tenuta strutturale delle parti attive (rame) e passive (carpenterie) ……
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Finalità della prova sotto corto circuito
© ABB Group 26 giugno 2010 | Slide 78
delle parti attive (rame) e passive (carpenterie) ……
… non il potere di interruzione delle protezioni
Come prima la verifica del cortocircuito per il quadro non è richiesta se:
Icp ≤ 10 kA (presunti efficaci nel punto d’installazione)
oppure
Icp presunta dell'impianto(valore efficace) è:
SISI
Icp < 10 kA
NONO
Un’ampia fetta di quadri in BT non richiedono prova di tipo di corto circuito:- medio-bassa
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Conferma di tenuta senza prove, calcoli e derivazioni
© ABB Group 26 giugno 2010 | Slide 79
oppureIpk ≤ 17 kA (corrente di picco limitata da interruttore o fusibile all’ingresso o a monte del quadro
prova di corto ?NO!
SISI
NONO
Per l'interruttore generale la corrente di picco nel caso di corto circuito massimo ammissibile all’entrata
del quadro è: Ipk < 17 kA
prova di corto ?SI!
bassa potenza in cabina- elevata distanza dalla cabina- forte limitazione di picco con interruttori limitatori
occorre prova ?
Ipk (Icn)
IpkIpk (Icn) > 17 kAIpk (Icp) < 17 kA No!!
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Il caso limite di protezione da corto con interruttore
Anche per CEI EN 61439 non serve la prova di tipo di corto circuito se il picco limitato dall’interruttore è < 17 kA
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Ipk (Icn)
17 kA
Icp
Ipk (Icp)
Ipk
picco limitato
Icp presunta < Icn
è < 17 kAin corrispondenza della Icp presunta nel punto d’installazione del quadro
Interruttore T1 160 T2 160 T3250 T4 250 T4 320 T5
Icp (415V) 36 kA 50 kA 14 kA 25 kA 25 kA 10 kA
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Al quadro sotto corto ci pensano gli apparecchi ABB
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I picchi di corrente limitati sono inferiori ai 17 kA alle correnti di guasto efficaci indicate Icp
17 kA
Icp (415V) 36 kA 50 kA 14 kA 25 kA 25 kA 10 kA
10 Corto circuito SISI SISI SISI
La verifica in corto circuito si può effettuare con prova di tipo e con le regole di progetto (come per la sovratemperatura)
Prova di tipo Calcolo Regole di progetto
Tenuta materiali e componenti in corto circuitoVerifiche dirette (prove) e indirette (regole di progetto)
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Regole di progetto
Provain corto
Quadri finali
Calcolo CEI 17-52
Le regole di progetto in corto circuito sono riportate in una apposita tabella 13(vedi oltre)
Regole di progetto :- Sistema di riferimento provato (produttore o costruttore originale)
- Applicazione Tab. 13 della norma
Nel caso di verifica con prove le condizioni residue dopo la prova sono:
Tenuta materiali e componenti in corto circuitoLa tenuta in corto circuito senza prove e derivazioni
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dopo la prova sono:- Minime distanze in aria (stesso isolamento)- Gradi IP esterni ed interni immutati
Corrente nominale di corto-circuito condizionata (Icc)valore della corrente presunta di corto-circuito, dichiarata dal costruttore del quadro, che il quadro stesso può sopportare, durante il tempo totale di funziona-mento (tempo di apertura) del dispositivo di protezione contro il cortocircuito (SCPD), nelle condizioni specificate
Per la sua intrinseca origine casuale, il corto circuito si deve studiare di tipo induttivo, con cos ϕ inversamente proporzionale alla corrente presunta
V
I
I
V
I
V
φ
V
Iφφ
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Dalla realtà impiantistica alla modellazione matematica
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corrente presunta
Si assegna un angolo “ϕ” in funzione inversamente proporzionale alla corrente di corto circuito o di prova
Dalla norma la consuetaastrazione matematica
50 kA20 kA
0,7
10 kA5 kA
0,5
0,3 (cos φφφφ)
0,2Cos ϕϕϕϕϕϕϕϕ
Icp (kA)
Ipk /Icp1,5
1,7
2 (n)2,2
0,25
2,1n
Il valore di picco della corrente (da cui gli sforzi elettrodina-mici), si ottiene moltiplican-do il valore efficace per il
Salvo un diverso accordo tra il costruttore originale e l’utilizzatore, il valore della corrente di prova nella sbarra di neutro deve essere
Tenuta materiali e componenti in corto circuitoI parametri standard per la prova di corto circuito
corrente di cortocircuito
Icp (kA)
cos φ n
I ≤ 5 0,7 1,55 < I ≤ 10 0,5 1,7
10 < I ≤ 20 0,3 220 < I ≤ 50 0,25 2,1
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efficace per il fattore n. I valori di ned del corrispon-dente fattore di potenza sono indicati nella Tab. 7
Il coordinamento dei dispositivi di protezione deve essere concordato tra il costruttore del quadro e l’utilizzatore
deve essere almeno il 60 % della corrente di fase durante la prova trifase.
20 < I ≤ 50 0,25 2,150 < I 0,2 2,2
VI
II
ttIpk
Icp F-PE = 60% Icp FFF
quindi, nei TNIdm = 60% Icu (magnetotermici differenziali)
Tenuta materiali e componenti in corto circuitoLa tenuta in corto circuito senza prove e derivazioni
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corto F-N I = 60 % Icp
corto 3F I = Icp
Il quadro dispone d’un interruttore di protezione ?
Il quadro ha a monte
NO
Si definisce una corrente di corto circuito condizionata Icc
dal dispositivo d’ingresso
SI
Si definisce una corrente di corto circuito condizionata ISI
Tenuta materiali e componenti in corto circuitoLe diverse tenute sotto corto circuito
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Il quadro ha a monte un interruttore di protezione ?
Si definisce una corrente di corto circuito
nominale ammissibile di breve durata Icw
NO1 s (50 onde)
picco
Icc breve durata
transitoria
I (A)
t(s)
circuito condizionata Iccdal dispositivo a monte
SI
Prova di corto circuito di breve durata
Icp
Il quadro sente la corrente di prova Icw per 1 secondo a 50
Prova di corto circuito condizionata
Icp
Il quadro sente solo l’effettiva corrente di guasto che viene
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Le due diverse condizioni di corto circuito per il quadro
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Icw
secondo a 50 Hz senza intervento delle protezioni(sono fuori gioco).Si esprime in valore efficace
Icc
che viene interrotta dall’interruttore generale.Si esprime in valore efficace
IIcwcw
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Le due diverse condizioni di corto circuito per il quadro
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Icc
Corrente di breve durata Icw, di picco Ipk, e presunta Icp:- Icw è il valore efficace della corrente relativa alla prova dicorto circuito per 1 secondo senza apertura delle protezioni
- Ipk è la corrispondente corrente di picco tenuta dal quadro,queste correnti sono :- legate da un rapporto prefissato dalla norma- date in alternativa alla corrente condizionata Icc
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Breve durata e corrente di picco sopportabile Ipk e Icp
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- date in alternativa alla corrente condizionata Icc- tenute dalle sbarre principali (e quadro) senza protezione
- Icp è la corrente efficace presunta di corto circuito nel punto d’installazione
Relazione riassuntiva
Icp corrente di corto presunta < Icw corrente di
breve durata
Prova di corto
Corrente di corto circuito condizionata Icc :
- Icc è il valore efficace della corrente applicata durante laprova di corto circuito e interrotta dalle protezioni; essa è
* in alternativa alla corrente di corto di breve durata Icw
* interrotta dalle protezioni automatiche
Tenuta materiali e componenti in corto circuito La corrente condizionata Icc
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Relazione riassuntiva
Icp corrente di corto presunta <
Icc correntecondizionata
Icp (presunta impianto) < Icc(condizionata del quadro con
un dispositivo specificato)
Icp (presunta dell’impianto) <Icw (del quadro)
Tenuta materiali e componenti in corto circuito La sintesi di conformità nei due casi Icc e Icw
È nota la corrente di corto circuito (Icc) condizionata
(val, efficace)
È nota la corrente di corto circuito di breve durata del quadro Icw (valore efficace)
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Quadroidoneo
Quadro non idoneo
SI NO
un dispositivo specificato)
Quadro non idoneo
Quadroidoneo
SI NO
Tenuta materiali e componenti in corto circuitoLe diverse correnti sotto corto circuito
Schematizzazione matematico-geometrico del corto circuito.
In realtà la correntedi corto, dopo un picco iniziale,
i(t)
corr. nominale di picco Ipk
Correntepresunta di corto
Correntedi breve durata Icw
1 secondo
corrente di corto condizionata Icc(valore efficace)
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si "smorza“sul valore efficace presunto
nel punto di guasto. corr.nomin.
Icp
tempo
di corto circuito
Icp
1 secondo
ArTu L Parete ArTu L Pavimen. ArTu M Parete ArTu M Pavimento ArTu KP=200mm P=250mm P=150/200mm P=250mm
Corrente nominale fase-fase 25kA (1s) 35kA (1s) 25kA (1s) 35kA (1s) 105kA (1s)di corto 50kA (3s)circuito fase-neutro 9kA (1s) 21kA (1s) 9 kA (1s) 21kA (1s) 60kA (1s)di breve
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Dalla breve durata la corrente di picco sopportabile Ipk
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durata fase-PE 9 kA (1s) 15 kA (1s) 9 kA (1s) 15 kA (1s) 60 kA (1s)
Corrente nominale di corto circuito di picco max 52,5 kA 74 kA 52,5 kA 74 kA 254 kA
Ipk = Icw . n
La verifica in corto si può effettuare con una delle tre modalità.
Utilizzando i dati di prova, con la “tab 13 di controllo”,
Regole di progetto
Quadri finali
Calcolo
Tenuta materiali e componenti in corto circuitoLa sostituibilità nel rispetto delle prestazioni in corto
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con la “tab 13 di controllo”, che fissa le regole di progetto, o con la CEI 17-52, si possono realizzare una grande quantità di altri quadri
Provain corto
Calcolo CEI 17-52
10 Corto circuito SI SI SI
1 I valori nominali della tenuta al cortocircuito, di ogni circuito del quadro da verificare, sono minori o uguali di quelli del progetto di riferimento?
SI NO
Prova di tipo Calcolo Regole di progetto
Tenuta materiali e componenti in corto circuitoDerivazione a mezzo regole di progetto (tab 13)
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verificare, sono minori o uguali di quelli del progetto di riferimento?
2 Le dimensioni delle sezioni delle sbarre e delle connessioni, di ogni circuito del quadro da verificare, sono > di quelle del progetto di riferimento?
3 Le distanze tra le sbarre e le connessioni, di ogni circuito del quadro da verificare, sono maggiori o uguali di quelle del progetto di riferimento?
4 I supporti sbarre e delle connessioni, di ogni circuito del quadro da verificare sono dello stesso tipo, forma e materiale ed hanno la stessa o inferiore spaziatura, su tutta la lunghezza delle sbarre, del progetto di riferimento?
5 I materiali e le proprietà dei materiali dei conduttori di ogni circuito del quadro da verificare, sono gli stessi del progetto di riferimento?
6 I dispositivi di protezione contro il cortocircuito, di ogni circuito del quadro da verificare, sono della stessa costruzione e serie, con stesse o migliori caratteristiche di limitazione (I2t, Ipk) e basati sui dati forniti dal costruttore del dispositivo, ed hanno la stessa configurazione del progetto di riferimento?
SI NO
10 Corto circuito SISI SISI SISI
Prova di tipo Calcolo Regole di progetto
Tenuta materiali e componenti in corto circuitoDerivazione a mezzo regole di progetto (tab 13)
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dispositivo, ed hanno la stessa configurazione del progetto di riferimento?
7 La lunghezza dei conduttori attivi non protetti, secondo 8.6.4, di ogni circuito non protetto da verificare è < di quella del progetto di riferimento?
8 Se il quadro da verificare comprende un involucro, il progetto di riferimento comprendeva l’involucro quando era stato provato?
9 L’involucro del quadro da verificare fa parte dello stesso progetto e tipo ed ha almeno le stesse dimensioni di quelle del progetto di riferimento?
10 Le celle di ogni circuito del quadro da verificare hanno lo stesso progetto meccanico ed almeno le stesse dimensioni di quelle del progetto di riferimento?
Regole di progetto :- Sistema di riferimento provato (produttore)- Applicazione Tab. 13 norma 61439-1
Dalla tab 13:(……)6 . I dispositivi di protezione contro il cortocircuito, di ogni
SI NO
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Derivazione a mezzo regole di progetto (tab 13)
© ABB Group 26 giugno 2010 | Slide 98
6 . I dispositivi di protezione contro il cortocircuito, di ogni circuito del quadro da verificare, sono della stessa costruzione e serie, con stesse o migliori caratteristiche di limitazione (I2t, Ipk) e basati sui dati forniti dal costruttore del dispositivo, ed hanno la stessa configurazione del progetto di riferimento?
Nota alla tab 13a) La protezione da corto circuito dello stesso tipo
Regole di progetto :- Sistema di riferimento provato (produttore)- Applicazione Tab. 13 norma 61439-1
Tenuta materiali e componenti in corto circuitoDerivazione a mezzo regole di progetto (tab 13)
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a) La protezione da corto circuito dello stesso tipo ma di una diversa serie può intendersi equivalente, se il relativo costruttore dichiara che le prestazioni sono le stesse o migliori in ogni specifica, di quelle della protezione verificata (potere di rottura, caratteristica di limitazione I2t, Ipk, distanze critiche)
Condizioni da verificare
- Quadro già testato a disposizione per la comparazione
- Icw < Icw (quadro testato)- Estensione dei risultati di prova
utilizzando il metodo proposto dalla
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Derivazione a mezzo regole di progetto (tab 13)
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IEC 61117 (e rispettandone i vincoli)
Ogni circuito può essere verificato con esito positivo utilizzando le righe 6, 8, 9 e 10 della Tab 13 usata per la verifica secondo le regole di progetto
D
D
1/4 D
i2(t)
1 sec = 50 cicli completii
2
0
t
∫ t( ) dt = I2
t
Se:- I = Icw- t = 1 sec
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Ulteriori limiti desunti dalla prova di breve durata (Icw)
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i(t)
- t = 1 sec
Icw2
è l’energia specifica passante sopportata dal quadro nella prova di beve durata (1 s)
è il picco di corrente max (nel 1°periodo) sopportato dal quadro nella prova di breve duratan x Icw
Icw2
Ipk int
Icp presunta (+ interruttore)
(i2t)int
Icw (sistema-quadro)
Ipk sist = Icw . n
I2t sist= Icw2 . t
Tenuta materiali e componenti in corto circuito La sintesi di conformità nei due casi Icc e Icw
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NOSistema
non idoneoSistema idoneo
SI
pk sist pk int sist int Ipk sist > Ipk int I2t sist > (i2t)int
E' nota la Icw di breve durata del quadro (val. eff.)
Icp presunta < Icw
NO
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Esempio di Regole di progetto per la tenuta in corto
1 s (50 onde)piccopicco
Icw breve durata
I (A)
t(s)
II22TT
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NO
Quadro KO
Quadro OK
SI SI
Dalla prova di breve durata si ha: - l’energia passante I2t sopportata- il picco di corrente Ipk sopportato.
Se tali valori sono rispettati dall’interruttore disponibile, non servono altre verifiche sperimentali
NO
E' presente a monte del quadro un interruttore
che alla Icp presunta haI2t < I2t (quadro)
e Ipk < Ipk (quadro)
NO
Dati impianto
Catalogo
Icw
I2t
Ipk
SI
Icp
Icw > Icp ?Icn
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Esempio di Regole di progetto per la tenuta in corto
© ABB Group 26 giugno 2010 | Slide 104
NO
Quadro KO
SI
Quadro OK
NO
I2t > I2tIpk > Ipk
( quadro) (interruttore)
?
Catalogoquadro
SI
Quadro OK
Catalogointerruttore
cn
I2tIpk
I
I
O
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Problemi sulle uscite dal quadro
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devono avere una adeguata corrente di corto circuito
di breve durata
O
é sufficiente indicare la corrente di corto circuito
condizionata
Impianto (quadro) esistente: Vn = 400 V; Icp = 35 kA
Icw = 35 kA da cui: I2t quadro = 352 x 1 = 1225 MA2s Ipk quadro = 35 x 2,1 = 73.5 kA
Dati impianto nuovo: Vn = 400 V; Icp = 60 kAPer verificare la compatibilità con l’esistente, si deve:- determinare I2t e Ip dell’interruttore a monte del quadro- verificare che gli interruttori interni al quadro abbiano
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Esempio di Regole di progetto per la tenuta in corto
© ABB Group 26 giugno 2010 | Slide 106
l’adeguato potere di interruzione, singolarmente o back-up.A monte del quadro, viene installato un Tmax T5H che a Icu = 70 kA presenta I2tinterruttore < 4MA2s Ipk interruttore< 40 kA
Nel quadro ci sono scatolati Tmax T1,T2,T3 (N) e Icu = 36 kA (415 V).Dalle tabelle di Back-up tali interruttore risultano idonei all’impianto in quanto il loro potere di interruzione viene elevato a 65 kA dall’interruttore T5H (back-up) posto a monteIl nuovo quadro è dunque idoneo, per quanto riguarda il cto cto
ArTu ArTu
T2 160
T2 160
T3 250
T3 250
T3 250
Dati impianto: Vn = 400 V Icp = 45 kA
Barre verticali sagomate In (IP65) 800, Icw max 35 kA.Dobbiamo verificare che le sollecitazioni ridotte dagli interruttori posti a valle del sistema siano compatibili.Nelle celle ci siano: Tmax T3S250 Tmax T2S160
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Esempio di Regole di progetto per la tenuta in corto
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Dalla Icw del sistema di barre si ricava che:Ipk sist = Icw . n = 35 . 2,1 = 73,5 [kA]I2tsist = Icw
2 . t = 352 . 1 = 1225 [(kA)2s]
Dalle curve di limitazione e di I2t per T3S250 si ha:Per Icp 45 kA corrisponde Ipk int < 30 kA
corrisponde I2tint < 2 [(kA)2s]Quindi, essendo Ipk int<Ipk sist (30<73,5) e I2tint<I2tsist (2<1225) Il sistema di barre è perciò compatibile con il quadro
T3 250
< 2 kA2s
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Protezione con T3S 250
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Un Tmax T3S a Icc = 45 kA Ip interruttore < 30 kA I2tinterruttore < 2 MA2s
< 30 kA
45 kA 45 kA
X max = distanza max tra due portabarre consecutivi.N°portabarre in funzione della Icc max
X
1/4 X
Portabarrecodice
Lineare
PB0803
PB0803
N°barreper fase
1
1
X max25 kA (mm)
44 55055044 550550
X max35 kA (mm)
55 42542544 550550
Barracodice portata
BA0400 400A
BA0800 800A
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Legame geometrico tra distanza portabarre e Icw
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Il corretto numero di portabarre garantisce la tenuta agli sforzi elettrodinamici in caso di cortocircuito. Valutare la distanza massima (X max) da non superare tra due portabarre consecutivi in funzione della Icc massima
X
X
1/4 X
La distanza tra il primo porta-barre e la fine della barra deve
essere < 1/4 di “X”.
Scalare
PB0802
PB0802
1
1
44 550550
44 55055044 550550
44 550550
44 55055044 550550
BA0400 400A
BA0800 800A
Barre sagomate
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Legame geometrico tra distanza portabarre e Icw
© ABB Group 26 giugno 2010 | Slide 110
dal catalogo ArTu
1STC802001D0904
Catalogo generalequadri per distribuzione
Catalogo tecnico
Un sistema costruttivo prevede un sistema di sbarre provato e accessoriabile e tutte le apparecchiature necessarie a sopportare i forti sforzi di corto circuito
Tenuta materiali e componenti in corto circuito La convenienza di un sistema sbarre completo
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portabarre isolanti serrabarre
barrette orizzontali IP20
D
D
1/4 D
Connessioni delle unità funzionali di uscita all’alimentazioneSe un quadro contiene dei conduttori tra la sbarra collettrice principale e l’alimentazione delle unità funzionali di uscita, che non soddisfano le prescrizioni di 8.6.4, un circuito di ogni tipo deve essere sottoposto ad una prova aggiuntiva.
II = I= I
CEI E 61439 art 8.6.4Scelta ed installazione di conduttori attivi
Tenuta materiali e componenti in corto circuito La questione dei traversini tra sbarre e interruttori
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IIcccc = I= IcwcwScelta ed installazione di conduttori attivi non protetti per ridurre la possibilità di cortocircuito
In un quadro i conduttori attivi non protetti da dispositivi contro il cortocircuito devono essere scelti ed installati in modo tale che, nelle normali condizioni di funzionamento, un cortocircuito interno tra le fasi o tra fase e terra sia estrema-mente poco probabile
Dalla guida ai quadri ArTu
450
400
350
300
250
200
150
100
50Ipk [kA]
700
400
500
300
200
100
600
Ip [kA]
T2 T4
Distanzasupporti]
Distanzasupporti]
Tenuta materiali e componenti in corto circuito Distanza di primo fissaggio al crescere della Ipk
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quadri ArTu010 100
50
1000
Ipk [kA]010 100 1000
Ip [kA]
320
80
100
60
40
050
20
120
140
160180
200
220240
260280
300
60 80 100 200150
600
400
500
300
200
010 100
100
500
S6
1000
T5
Distanzasupporti]
Distanzasupporti]
Ip [kA]Ip [kA]
- Nella CEI 17-43 non si richiedono riferimenti ad alcuna prova di tipo sulla tenuta alle sovratemperature; nella CEI 17-52 invece tale riferimento è vincolante
- Nella CEI 17-43 il calcolo è
Tenuta materiali e componentiDifferenze tra CEI 17-43 (temper) e CEI 17-52 (corto)
© ABB Group 26 giugno 2010 | Slide 114
nettamente più preciso che nella CEI 17-52, dove le approssimazioni sono larghe ed è grande la difficoltà di approssimazione del calcolo alla realtà fisica nel caso di grosse strutture complesse
Serve il catalogo(prove di tipo) per CEI 17-52
Non serve il catalogo(prove di tipo) per CEI 17-43
Sforzi
condizioni e prestazioni
Norme di calcolo
Prova
di tipo
Campo d’impiego
Precisione di calcolo
protegge dal guasto
interno
Tenuta materiali e componentiDifferenze tra sovratemperature e corto circuito
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Sovratemp.
Corto circuito
CEI 17-43
CEI 17-52
CEI 11-26
non richiesta
necessaria
adesso finoa 1600 A(senza prova)
sotto i valori
di prova
ottimasotto le
condizioni previste
grossolana
no mai
no mai
11 Compatibil. elettrom. SI NO SI
12 Operaz. meccaniche SI NO NO
200 manovre (erano 50)
Prova di tipo Calcolo Regole di progetto
Conferma delle “forme”
Tenuta materiali e componentiEMC, manovre meccaniche e forme segregazione
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Conferma delle “forme”La separazione può essere realizzata con sezioni o barriere (metallico o non-metallico), isolamento di parti vive o l’involucro di un'apparecchiatura (interruttore scatolato)
Forma 3A
Forma 1 Forma 2A Forma 2B
Forma 3B Forma 4A Forma 4B
Nessuna prova per quadri privi di circuiti elettronici
Tollerata l’emissione di disturbi elettromagnetici occasionali
Nella maggioranza i quadri vengono costruiti incorporando una combinazione più o meno casuale di
a) I dispositivi incorporati sono conformi alle prescrizioni EMC per l’ambiente specificato (vedi J.9.4.1) come da Norma EMC di
Compatibilità elettromagneticaRegge l’approccio modulare
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Eventuali circuiti elettronici presenti devono rispettare i limiti di emissione e immunità previste dalle attuali pubblicazioni IEC (approccio modulare)
elettromagnetici occasionalicasuale di dispositivi e componenti
Nessuna prova EMC è richiesta sui quadri finali se sono soddisfatte le seguenti condizioni:
Norma EMC di prodotto
b) Il montaggio è fatto secondo le istruzioni del costruttore dei dispositivi (riguardo alle mutue influenze, alle schermature, alla messa a terra ecc.).
La verifica comprende le categorie seguenti:
1) Costruzione (da 11.2 a 11.8):a) grado di protezione dell’involucro;b) distanze in aria e superficiali;c) protezione da scossa e continuità PEd) installazione di componenti;e) circuiti elettrici interni e collegamenti;
Le verifiche individuali hanno lo scopo di individuare i difetti nei materiali e nella fabbricazione e d’accertarsi del corretto
Verifiche individuali (ex prove individuali o collaudo)A cura del costruttore del quadro
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e) circuiti elettrici interni e collegamenti;f) terminali per conduttori esterni;
g) funzionamento meccanico.
2) Prestazioni (da 11.9 a 11.10):a) proprietà dielettriche;b) cablaggio, funzioni e
prestazioni operative
corretto funziona-mento del quadro montato. Esse devono essere effettuate su ogni quadro.
Verifiche individuali (ex prove individuali o collaudo)A cura del costruttore del quadro
Grado di protezione IP a vista
Scossa elettrica “ “
Installazione dei componenti secondo progetto
Circuiti e collegamenti a campione
Terminali per conduttori verificare numero
tipo e
La verifica ha lo scopo di individuare i difetti nei materiali e nella fabbrica-zione e di accertare
Ilcostruttore del QUADRO deve stabilire se la verifica individuale è effettuata durante e/o dopo
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tipo e
identificazione
secondo progetto
Funzionamento meccanico verifica
funzionamento
Cablaggio e funzionalità verifica della
marcatura ed
esame a vista
accertareil corretto funzionamento del QUADRO assemblato. Essa è eseguita su ogni QUADRO.
dopo l’assemblag-gio. Se del caso, la verifica individuale deve confermare che la verifica di progetto sia documentata.
Si effettua una prova di tenuta a frequenza industriale su tutti i circuiti secondo 10.9.2 ma con una durata di 1s
misura tra i conduttori attivi e la massaIn alternativa, per i quadri con
la protezione in entrata fino a 250 A, si può eseguire la
Verifiche individuali (ex prove individuali o collaudo)La verifica dielettrica è ancora la più importante
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misura tra i conduttori attivi tra loro
verifica della resistenza d’isolamento utilizzando a 500 V c.c.
La prova è superata se la resistenza tra i circuiti e le masse è di almeno 1000 Ω/ V.
collaudo
Dove le distanze in aria sono:- meno dei valori dati in Tavola 1, si esegue la prova di impulso di tensione;
- uguali o maggiori dei valori dati in Tavola 1 (ma meno che 1,5 volte), la verifica sarà la misurazione fisica o una prova di tenuta all’impulso di tensione
Verifiche individuali (ex prove individuali o collaudo)La verifica dielettrica è ancora la più importante
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- uguali o maggiori di 1,5 volte i valori dati in Tavola 1 (veda 10.9.3.5), la verifica sarà un esame a vista o una prova di tenuta all’impulso
Fuori Norma CEI ma ancora
a regolad’arte
CEI EN 61439
Tenuta materiali e componenti Modi essere di un quadro rispetto a norme e leggi
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Fuori regolad’arte, dunque fuorilegge
Regole di progetto
Verifica con calcoli
Verifica con prove
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