Guida al sistema Bassa Tensione Protezione dei circuiti Introduzione 148 Protezione contro i sovraccarichi 150 Installazione dei cavi 152 Portata dei cavi 155 Caduta di tensione 163 Protezione contro il cortocircuito 167 Protezione dei conduttori di protezione e di neutro 174 Dimensionamento rapido dei cavi 175
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Guida al sistemaBassa Tensione
Protezione dei circuiti
Introduzione 148
Protezione contro i sovraccarichi 150
Installazione dei cavi 152
Portata dei cavi 155
Caduta di tensione 163
Protezione contro il cortocircuito 167
Protezione dei conduttori di protezione e di neutro 174
Dimensionamento rapido dei cavi 175
148 Schneider Electric
Protezionedei circuiti
Impianto elettricoInsieme di componenti elettrici associatial fine di soddisfare scopi specifici e aventicaratteristiche coordinate.Fanno parte dell'impianto elettrico tuttii componenti elettrici non alimentati tramiteprese a spina; fanno parte dell'impiantoelettrico anche gli apparecchi utilizzatorifissi alimentati tramite prese a spinadestinate unicamente alla loro alimentazione.
Conduttore di neutroConduttore collegato al punto di neutrodel sistema ed in grado di contribuirealla trasmissione dell'energia elettrica.
Temperatura ambienteTemperatura dell'aria o di altro mezzonel luogo in cui il componente elettricodeve essere utilizzato.
Tensione nominaleTensione per cui un impianto o una suaparte è progettato.Nota: la tensione reale può differire dallanominale entro i limiti di tolleranza permessi.In relazione alla loro tensione nominalei sistemi elettrici si dividono in: sistemi di categoria 0, quelli a tensionenominale minore o uguale a 50 V se acorrente alternata o a 120 V se a correntecontinua (non ondulata); sistemi di categoria I, quelli a tensionenominale da oltre 50 a fino 1000 V compresise a corrente alternata o da oltre 120fino a 1500 V se a corrente continua; sistemi di categoria II, quelli a tensionenominale oltre a 1000 V se a correntealternata o oltre 1500 V se a correntecontinua, fino a 30000 V compreso; sistemi di categoria III, quelli a tensionenominale maggiore di 30000 V.Qualora la tensione nominale verso terrasia superiore alla tensione nominale fra lefasi, agli effetti della classificazione delsistema si considera la tensione nominaleverso terra.La tensione effettiva può variare entrole abituali tolleranze.I transitori non vengono considerati.Questa classificazione non escludel'introduzione nelle diverse categoriedi limiti intermedi per ragioni particolari.
Circuito elettricoInsieme di componenti di un impiantoalimentato da uno stesso punto e protettocontro le sovraccorrenti da uno stessodispositivo di protezione.
Circuito di distribuzioneCircuito che alimenta un quadrodi distribuzione.
Circuito terminaleCircuito direttamente collegato agliapparecchi utilizzatori o alle prese a spina.
IntroduzioneDefinizioni
sistema TN e IT, la corrente di guastoche si richiude verso terra può assumerevalori elevati, paragonabili alle correntidi sovraccarico e di cortocircuito.
Corrente convenzionale di funzionamento (diun dispositivo di protezione) (If)Valore specificato di corrente che provocal'intervento del dispositivo di protezioneentro un tempo specificato, denominatotempo convenzionale.
CondutturaInsieme costituito da uno o più conduttorielettrici e dagli elementi che assicuranoil loro isolamento, il loro supporto, il lorofissaggio e la loro eventuale protezionemeccanica.
Componente elettricoTermine generale usato per indicare siai componenti dell'impianto sia gli apparecchiutilizzatori.
Apparecchio utilizzatoreApparecchio che trasforma l'energiaelettrica in un'altra forma di energia, peresempio luminosa, calorica o meccanica.
Apparecchio utilizzatore trasportabile edapparecchio utilizzatore mobileUn apparecchio utilizzatore si definiscetrasportabile se può essere spostatofacilmente, perché munito di appositemaniglie o perché la sua massa è limitata;un apparecchio utilizzatore trasportabilesi definisce apparecchio utilizzatore mobilesolo se deve essere spostato dall'utente peril suo funzionamento, mentre è collegato alcircuito di alimentazione.
Apparecchio utilizzatore portatileApparecchio mobile destinato ad esseresorretto dalla mano durante il suo impiegoordinario, nel quale il motore, se esiste, èparte integrante dell'apparecchio.
Apparecchio utilizzatore fissoApparecchio utilizzatore che non siatrasportabile, mobile o portatile.
Alimentazione dei servizi di sicurezzaSistema elettrico inteso a garantirel'alimentazione di apparecchi utilizzatorio di parti dell'impianto necessari per lasicurezza delle persone.Il sistema include la sorgente, i circuitie gli altri componenti elettrici.
Alimentazione di riservaSistema elettrico inteso a garantirel'alimentazione di apparecchi utilizzatorio di parti dell'impianto per motivi diversi dallasicurezza delle persone.
Corrente di impiego (IB)Corrente che può fluire in un circuitonel servizio ordinario: a livello dei circuiti terminali è la correntecorrispondente alla potenza apparentedell'utilizzatore. In presenza di avviamentomotori o messe in servizio frequenti(ascensori o saldatrici a punti) ènecessario tener conto delle correntitransitorie se i loro effetti si accumulano; a livello dei circuiti di distribuzione(principali e secondari) è la correntecorrispondente alla potenza apparenterichiesta da un gruppo di utilizzatoritenendo conto del coefficiente diutilizzazione e di contemporaneità.
Portata in regime permanentedi una conduttura (Iz)Massimo valore della corrente che puòfluire in una conduttura, in regimepermanente ed in determinate condizioni,senza che la sua temperatura superi unvalore specificato.È quindi la massima corrente chela conduttura può sopportare senzapregiudicare la durata della sua vita.Dipende da diversi parametri comead esempio da: costituzione del cavo e della canalizzazione materiale conduttore, materiale isolante, numero di conduttori attivi, modalità di posa; temperatura ambiente.
SovraccorrenteOgni corrente che supera il valorenominale. Per le condutture, il valorenominale è la portata.Tale corrente dev'essere eliminatain tempi tanto più brevi quanto più elevatoè il suo valore.
Corrente di sovraccaricoSovracorrente che si verifica in un circuitoelettricamente sano.Ad esempio la corrente di avviamento diun motore o il funzionamento momentaneodi un numero di utilizzatori maggioredi quello previsto.
Corrente di cortocircuito (franco)Sovracorrente che si verifica a seguito diun guasto di impedenza trascurabile fradue punti tra i quali esiste tensione incondizioni ordinarie di esercizio.
Corrente di guastoCorrente che si stabilisce a seguito di uncedimento dell'isolamento o quandol'isolamento è cortocircuitato.
Corrente di guasto a terraCorrente di guasto che si chiude attraversol'impianto di terra.In determinate configurazioni di impianto,
Schneider Electric 149
Nel dimensionamento di un impianto elettrico,ha un ruolo determinante la scelta dei cavi edelle relative protezioni.Per definire i due componenti sopra citati sipuò utilizzare il seguente schema operativoutilizzato in questa guida:
calcolo delle correnti d’impiego dellecondutture (IB). Per giungere alladeterminazione di questi valori si parte dauna prima analisi riguardante il censimento ela disposizione topografica dei carichi; questaprima analisi permette di identificare icoefficienti di utilizzazione e dicontemporaneità dei carichi e di determinarele potenze e quindi le correnti che lecondutture devono portare;
dimensionamento dei cavi a portata,tenendo conto delle modalità di posa e dellecaratteristiche costruttive dei cavi;
verifica della caduta di tensione ammessa;
calcolo della corrente di cortocircuitopresunta ai vari livelli di sbarre;
scelta degli interruttori automatici in base allacorrente d’impiego delle condutture daproteggere e al livello di cortocircuito nel puntoin cui sono installati; la scelta degli interruttoriautomatici può anche essere influenzata daesigenze di selettività e filiazione;
verifiche di congruenza interruttore/cavo: verifica della protezione contro il cortocircuitomassimo, confrontando l’energia specificapassante dell’interruttore automatico (I2t) conl’energia specifica ammissibile del cavo(K2S2), verifica della protezione controi cortocircuiti a fondo linea. Il confronto trala corrente di cortocircuito minima a fondo linea(Iccmin) e la soglia di intervento istantaneo Imdell'interruttore è necessario solo in presenzadi sganciatore solo magnetico o termicosovradimensionato(ad esempio circuiti di sicurezza), verifica della protezione contro i contattiindiretti, confrontando le caratteristiche diintervento del dispositivo di protezione (soglie
di intervento istantaneo Im o differenzialeI∆n) con la corrente di guasto a terra Id;questa verifica cambia in funzione del mododi collegamento a terra (TT, TN e IT) e dellecondizioni di installazione.Per quest'ultima verifica consultareil capitolo relativo alla protezione dellepersone.
(1)
(1)
(1) In caso di verifica negativa è generalmentepossibile intervenire in alternativa sulla sezione delcavo oppure sul tipo di interruttore automatico.
Dimensionamento degli impianti
Corrente d'impiego IB
Verifica caduta di tensione
Scelta interruttore automatico
k2S2 I2t
Im Iccmin OK
fine
pag. 146
pag. 157
pag. 161
pag. 21-57
pag. 166
pag. 166
pag. 185
No
Si
No
Si
Calcolo del livello di cortocircuito sui quadri
Dimensionamento dei cavi a portata
Verifiche di congruenzainterruttore/cavo
aumento della sezione
Im Id
150 Schneider Electric
Protezionedei circuiti
Protezione contro i sovraccarichiDeterminazione della sezionedel conduttore di fase
Utilizzatore Conduttura
In
IB Iz1,45 Iz
Corrente di impiego IB
Portata
I z
1,45 I z
Corr
ente
nom
inal
e
o di
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one
I n
Corr
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nam
ento
I f
Zona a
If
Dispositivo di protezione
Zona b
che abbia una corrente nominale superiorealla corrente di impiego della condutturariservandosi poi di scegliere un cavodi portata adeguata.Per quando riguarda il rispetto dellaseconda condizione nel caso di interruttoriautomatici non è necessaria alcunaverifica, in quanto la corrente difunzionamento è rispettivamente:
1,45 In per interruttori per uso domesticoconformi alla norma CEI 23-3;
1,3 In per interruttori per uso industrialeconformi alla norma CEI EN 60947-2.
Tale verifica è indispensabile quandoil dispositivo di protezione è un fusibile.
Il metodo utilizzato in questa guida prendecome riferimento la norma italianaCEI-UNEL 35024/1 per quanto riguarda lepose non interrate e la norma franceseNFC15-100 per le pose interrate.
Nota 1: il metodo utilizzato serve per ladeterminazione della portata a regimepermanente.
Nota 2: le portate si riferiscono a condizionidi posa senza variazioni lungo il percorsodella conduttura. In caso fosse necessario,per ragioni di protezione meccanica,modificare la modalità di posa del cavolungo il percorso, considerare l'installazionecon le condizioni di utilizzo più gravose.Se per proteggere un cavo viene utilizzatoun tubo o una canala per un trattodi conduttura inferiore al metro, nonè necessario ridurre la portata.
La norma CEI 64.8 richiede che, per laprotezione contro le correnti disovraccarico, si debbano rispettare le duecondizioni seguenti: IB ≤ In ≤ Iz If ≤ 1,45 Izdove:IB è la corrente di impiego della conduttura,In è la corrente nominale o di regolazionedel dispositivo di protezione,Iz è la portata in regime permanentedella conduttura che deve esseredeterminata in riferimento alle effettivecondizioni di funzionamento.Praticamente si deve determinare lasezione di cavo che abbia la portataeffettiva superiore a In,
If è la corrente di sicuro funzionamentodel dispositivo di protezione.Il coordinamento tra un cavo ed uninterruttore automatico deve quindi iniziaredalla scelta di un interruttore automatico
Schneider Electric 151
Sigla di designazioneriferimento del cavo armonizzato Halle norme cavo nazionale riconosciuto dal Cenelec Atensione nominale Uo/U 100/100 <= Uo/U < 300/300 01
300/300 V 03300/500 V 05450/750 V 07
materiali per isolanti e gomma etilenpropilenica Bguaine non metalicche etilene-vinilacetato G
treccia di fibra di vetro Jminerale Mpolicloroprene Ngomma di etilpropilene ordinario Rgomma siliconica Scloruro di polivinile V
guaina, conduttori conduttore di rame concentrico Cconcentrici e schermi schermo di rame sotto forma di treccia sull'insieme delle anime C4componenti elemento portante posto al centro di un cavo rotondo D3costruttivi o ripartito in un cavo piatto
riempitivo centrale non portante D5costruzione speciale cavi piatti divisibili, con o senza guaina H
cavi piatti non divisibili H2cavo piatto con tre o più anime H6cavo con isolante a doppio strato H7cordone estensibile H8
materiale del conduttore rame -alluminio A
forma del conduttore (1) conduttore flessibile per uso cavi per saldatrici Dconduttore flessibile di un cavo flessibile Fconduttore flessibile di un cavo per installazioni fisse Kconduttore rigido, rotondo, a corda Rconduttore rigido, rotondo, a filo unico U
numero e dimensione numero delle anime ndei conduttori simbolo moltiplicatore in caso di cavo senza anima giallo/verde X
simbolo moltiplicatore in caso di cavo con anima giallo/verde Gsezione del conduttore s
Designazione delle sigledei caviA livello nazionale le sigle di designazionedei cavi sono indicate nella normaCEI 20.27 (CENELEC HD361).Tali regole si applicano solo per i caviarmonizzati dal CENELEC e per quei cavinazionali per i quali il CENELECha concesso espressamente l'uso.
Nota: alcuni cavi in commercio sonoidentificati in modo diverso secondo ladesignazione CEI-UNEL 35011.
Esempio 1: H07B-F5G2,5 = cavoarmonizzato, tensione nominale 450/750 V,isolato in EPR, flessibile, 5 conduttori disezione 2,5 mm2 di cui uno con funzione diconduttore di protezione (giallo/verde)Esempio 2: H07B-F3X50+1G25 = cavoarmonizzato, tensione nominale 450/750 V,isolato in EPR, flessibile, con 4 anime, tredelle quali con conduttori di sezione 50mm2, mentre l'anima giallo/verde ha unasezione di 25 mm2
Designazione
(1) Nella designazione del cavo, prima della formadel conduttore occorre inserire un trattino.
152 Schneider Electric
Protezionedei circuiti
(1) L'installazione è ammessa se i canali sonoprovvisti di coperchio asportabile medianteattrezzo e con gradi di protezione IP4X o IPXXDo grado di protezione inferiore ma con installazionefuori dalla portata di mano.
(2) Non applicabile o non utilizzato in generale nellapratica.
(3) Solo per cavi con isolamento minerale eguaina aggiuntiva in materiale non metallico.La norma raccomanda, per altri tipi di cavi,di realizzare l'installazione in modo da permetterela sostituzione degli stessi in caso dideterioramento.
(4) Per cavità si intende lo spazio ricavatoin strutture di un edificio e accessibile solo in puntideterminati.
Per cunicolo si intende un involucro che permettel'accesso ai cavi lungo tutto il percorso.
Per galleria si intende un luogo dove sono installaticonduttori secondo le modalità di posa indicate intabella e in modo tale da permettere la liberacircolazione di persone.
La parte 5 della norma CEI 64.8 èinteramente dedicata alla scelta eall'installazione dei componenti elettrici.In questo ambito vengono definiti i tipi di
cavi ammessi in funzione dei tipi di posaed i tipi di posa ammissibili per le varieubicazioni. La seguente tabella ne dà unarappresentazione sintetica.
modalità di posa
senza fissaggio fissaggio diretto tubi protettivi tubi protettivi canali, elementi passerelle su isolatorecircolari non circolari scanalati o mensole
tipo di conduttore
conduttori nudi no no no no no no si
cavi unipolari senza guaina no no si si si (1) no si
cavi unipolari con guaina (2) si si si si si (2)
cavi multipolari si si si si si si (2)
ubicazione
entro cavità di struttura (4) si (2) si si no si (2)
entro cunicolo (4) si si si si si si (2)
interrata si (2) si si no (2) (2)
incassata nella struttura no (3) no (3) si si no (3) (2) (2)
montaggio sporgente no si si si si si (2)
Installazione dei caviTipi di cavi ammessi e tipi di posaammissibili
Schneider Electric 153
Esempio Riferimento Descrizione
1 Cavi senza guaina in tubi protettivi circolariposati entro muri termicamente isolanti
3 Cavi senza guaina in tubi protettivi circolariposati su o distanziati da pareti
3A Cavi multipolari in tubi protettivi circolariposati su o distanziati da pareti
4 Cavi senza guaina in tubi protettivi noncircolari posati su pareti
4A Cavi multipolari in tubi protettivi noncircolari posati su pareti
5 Cavi senza guaina in tubi protettivi annegatinella muratura
5A Cavi multipolari in tubi protettivi annegatinella muratura
11 Cavi multipolari (o unipolari con guaina),con o senza armatura, posati su odistanziati da pareti
11A Cavi multipolari (o unipolari con guaina)con o senza armatura, fissati su soffitti
12 Cavi multipolari (o unipolari con guaina),con o senza armatura, su passerelle nonperforate
13 Cavi multipolari (o unipolari con guaina),con o senza armatura, su passerelleperforate con percorso orizzontale overticale
14 Cavi multipolari (o unipolari con guaina),con o senza armatura, su mensole
15 Cavi multipolari (o unipolari con guaina),con o senza armatura, fissati da collari
16 Cavi multipolari (o unipolari con guaina),con o senza armatura, su passerellea traversini
Esempio Riferimento Descrizione
17 Cavi unipolari con guaina (o multipolari)sospesi a od incorporati in fili o corde disupporto
18 Conduttori nudi o cavi senza guaina suisolatori
21 Cavi multipolari (o unipolari con guaina) incavità di strutture
22 Cavi unipolari senza guaina in tubi protettivinon circolari posati in cavità di strutture
22A Cavi multipolari (o unipolari con guaina) intubi protettivi circolari posati in cavità distrutture
23 Cavi unipolari senza guaina in tubi protettivinon circolari posati in cavità di strutture
24 Cavi unipolari senza guaina in tubi protettivinon circolari annegati nella muratura
24A Cavi multipolari (o unipolari con guaina),in tubi protettivi non circolari annegatinella muratura
25 Cavi multipolari (o unipolari con guaina)posati in- controsoffitti- pavimenti sopraelevati
31 Cavi senza guaina e cavi multipolari(o unipolari con guaina) in canali posatisu parete con percorso orizzontale
32 Cavi senza guaina e cavi multipolari(o unipolari con guaina) in canali posatisu parete con percorso verticale
33 Cavi senza guaina posati in canali incassatinel pavimento
33A Cavi multipolari posati in canali incassatinel pavimento
34 Cavi senza guaina in canali sospesi
34A Cavi multipolari (o unipolari con guaina)in canali sospesi
41 Cavi senza guaina e cavi multipolari (o caviunipolari con guaina) in tubi protettivicircolari posati entro cunicoli chiusi,con percorso orizzontale o verticale
Modalità di posapreviste dalla norma CEI 64-8
154 Schneider Electric
Protezionedei circuiti
Installazione dei caviModalità di posa previstedalla norma CEI 64-8
Esempio Riferimento Descrizione
42 Cavi senza guaina in tubi protettivi circolariposati entro cunicoli ventilati incassatinel pavimento
43 Cavi unipolari con guaina e multipolariposati in cunicoli aperti o ventilati conpercorso orizzontale e verticale
51 Cavi multipolari (o cavi unipolari con guaina)posati direttamente entro paretitermicamente isolanti
52 Cavi multipolari (o cavi unipolari con guaina)posati direttamente nella muratura senzaprotezione meccanica addizionale
53 Cavi multipolari (o cavi unipolari con guaina)posati nella muratura con protezionemeccanica addizionale
61 Cavi unipolari con guaina e multipolari in tubiprotettivi interrati od in cunicoli interrati
62 Cavi multipolari (o unipolari con guaina)interrati senza protezione meccanicaaddizionale
Esempio Riferimento Descrizione
63 Cavi multipolari (o unipolari con guaina)interrati con protezione meccanicaaddizionale
71 Cavi senza guaina posati in elementiscanalati
72 Cavi senza guaina (o cavi unipolari conguaina o cavi multipolari) posati in canaliprovvisti di elementi di separazione:- circuiti per cavi per comunicazione e perelaborazione dati
73 Cavi senza guaina in tubi protettivi o caviunipolari con guaina (o multipolari) posatiin stipiti di porte
74 Cavi senza guaina in tubi protettivi o caviunipolari con guaina (o multipolari) posatiin stipiti di finestre
75 Cavi senza guaina, cavi multipolari o caviunipolari con guaina in canale incassato
81 Cavi multipolari immersi in acqua
Schneider Electric 155
Calcolo della sezionedi cavi isolati in PVCed EPRPer la determinazione della sezione delconduttore di fase di cavi in rame isolati conmateriale elastomerico o termoplastico inquesta guida si applica un metodo che fariferimento alla norma CEI-UNEL 35024/1.Il procedimento è il seguente:
si determina un coefficiente correttivoktot come prodotto dei coefficienti k1e k2, dove: k1 è il fattore di correzione da applicarese la temperatura ambiente è diversada 30°C (tabella T1A), k2 è il fattore di correzione per i caviinstallati in fascio o in strato (tabella T2),o per i cavi installati in strato supiù supporti secondo le modalità di posa13, 14, 15, 16 e 17 della CEI 64-8 (tabella T3 per cavi multipolari, T4 percavi unipolari);
si divide il valore della corrente nominaledell’interruttore (In) o della corrente diregolazione termica (Ir) per il coefficientecorrettivo ktot trovando così il valore In’ (Ir’):In' = In/ktot
in funzione del numero di posa della CEI64-8, dell’isolante e del numero di conduttoriattivi si individua sulla tabella T-A per i caviunipolari con e senza guaina e sulla tabellaT-B per i cavi multipolari: la portata Iz’ che rispetta la condizioneIz’ ⊕ In’, la corrispondente sezione del conduttoredi fase.
La portata effettiva della conduttura si ricavacome Iz = Iz’ ∞ ktot.
Nota: nelle tabelle delle portate T-A e T-B èindicato il numero di conduttori caricati,cioè dei conduttori effettivamentepercorsi da corrente in condizioni ordinariedi esercizio.Nei circuiti trifase con neutro con carichiequilibrati o lievemente squilibrati, oppure inassenza di armoniche che si richiudono sulconduttore di neutro la portata di un cavoquadripolare si calcola considerando treconduttori caricati.Nei casi particolari di sistema fortementesquilibrato o in presenza di forti componentiarmoniche sul neutro occorre considerare4 conduttori caricati.Poiché nelle tabelle T-A e T-B il numero diconduttori caricati è soltanto 2 o 3, in caso di4 conduttori caricati si trova la portatarelativa a due conduttori e poi si moltiplicaquesto valore per il fattore di riduzionerelativo a due circuiti o cavi multipolari.
Determinazionedel coefficiente ktotIl coefficiente ktot caratterizza l’influenzadelle differenti condizioni di installazionee si ottiene moltiplicando i fattori correttivik1, k2 e k3 dedotti dalle tabelle T1, T2, T3e T4.
Tabella T1A: valori di k1Il fattore correttivo k1 tiene contodell’influenza della temperatura ambientein funzione del tipo di isolante pertemperature diverse da 30°C.
Tabella T2: valori di k2Il fattore correttivo k2 considera ladiminuzione di portata di un cavo posatonelle vicinanze di altri cavi per effettodel mutuo riscaldamento tra di essi.Il fattore k2 è riferito a cavi posati in modoravvicinato, in fascio o strato.Per strato si intende un gruppo di caviaffiancati disposti in orizzontale o inverticale. I cavi su strato sono installatisu muro, passerella, soffitto, pavimentoo su scala portacavi. Per fascio si intendeun raggruppamento di cavi non distanziatie non posti in strato. Più strati sovrappostisu un unico supporto (es. passarella) sonoconsiderati un fascio. Due cavi unipolariposati in strato si possono consideraredistanziati se la distanza tra loro superadi due volte il diametro del cavo di sezionemaggiore.Due cavi multipolari posati in stratosi possono considerare distanziati se ladistanza tra loro è almeno uguale al diametroesterno del cavo di sezione maggiore.Con posa distanziata il fattore k2 è sempreuguale a 1.Il fattore k2 si applica quando i cavi delfascio o dello strato hanno sezioni simili, cioèrientranti nelle tre sezioni adiacenti unificate(es. 10 – 16 – 25 mm2) e sonouniformemente caricati.Nel caso di circuito trifase con n conduttoriin parallelo per fase si considerano n circuititripolari.Se un sistema consiste sia di cavi bipolarisia tripolari, il numero di circuiti è preso parial numero di cavi e il corrispondente fattoreè applicato alle tabelle di portata per dueconduttori caricati per i cavi bipolari e aquelle per tre conduttori caricati per cavitripolari. Un fascio o strato costituito da ncavi unipolari caricati, si può cosiderarecome n/2 circuiti bipolari per sistemi F-Fo F-No n/3 circuiti tripolari per sistemi trifase.
Tabelle T3 e T4: valori di k2 in alternativaa quelli della tabella T2In caso di installazione di cavi in stratosu più supporti (passerelle orizzontali o
verticali) il fattore correttivo k2 si deducedalle tabelle T3 o T4, rispettivamenteper cavi multipolari e unipolari, e nondalla tabella T2. Questi valori sonoapplicabili a cavi simili uniformementecaricati.Nel caso di passerelle orizzontali i valoriindicati si riferiscono a distanze verticalitra le passerelle di 300 mm.Per distanze verticali inferiori i fattoridovrebbero essere ridotti.Nel caso di passerelle verticali i valori indicatisi riferiscono a distanze orizzontali tra lepasserelle di 225 mm, con passerelle montatedorso a dorso.Per distanze inferiori i fattori dovrebberoessere ridotti.
Calcolo della sezionedi cavi con isolamentomineralePer la determinazione della sezione delconduttore di fase di cavi con isolamentominerale in questa guida si applica un metodoche fa riferimento alla norma CEI UNEL35024/2.Il procedimento è analogo a quello utilizzatoper la determinazione della sezione di fase deicavi con isolamento in PVC ed EPR:
si determina un coefficiente correttivo ktotcome prodotto dei coefficienti k1 e k2, dove: k1 è il fattore di correzione da applicare sela temperatura ambiente è diversa da 30 °C,che assume valori diversi a seconda che ilcavo sia non esposto o esposto al tocco(tabella T1B); k2 è il fattore di correzione per i caviinstallati in fascio o in strato (tabella T2), o peri cavi installati in strato su più supportisecondo le modalità di posa 13, 14, 15 e 16della CEI 64-8 (tabella T3 per cavi multipolari,T4 per cavi unipolari);
si divide il valore della corrente nominaledell’interruttore (In) o della corrente diregolazione termica (Ir) per il coefficientecorrettivo ktot trovando così il valore In’ (Ir’):
II
knn
tot
' =
in funzione del numero di posa della CEI 64-8, dell’isolante e del numero di conduttori attivisi individua sulla tabella T-C per i caviunipolari con e senza guaina e sulla tabella T-D per i cavi multipolari: la portata Iz’ che rispetta la condizioneIz’⊕ In’, la corrispondente sezione del conduttore difase.La portata effettiva della conduttura si ricavacome Iz = Iz’ ∞ ktot.
Portata dei caviPosa non interrata
Protezionedei circuiti
156 Schneider Electric
Protezionedei circuiti
Tabella T3 - circuiti realizzati con cavi multipolari in strato su più supporti (es. passerelle)n° posa CEI 64-8 Metodo di installazione Numero di cavi per ogni supporto
numero di passerelle 1 2 3 4 6 913 passerelle posa ravvicinata 2 1,00 0,87 0,80 0,77 0,73 0,68
perforate orizzontalio verticali (perforateo non perforate)
14-15-16-17 strato su scala posa 1,00 0,87 0,82 0,80 0,80 0,79 0,79 0,78 0,78cavi o graffato adun sostegno
Nota: per posa distanziata si intende chela distanza tra i cavi unipolari affiancatisulla passerella è superiore al diametro esternodel cavo multipolare.
Nelle pose su passerelle orizzontali o su scalaposa cavi, i cavi devono essere posizionatiad una distanza dalla superficie verticale (parete)maggiore o uguale a 20 mm.
Tabella T1A - influenza della temperaturaTemperatura Tipo di isolamentoambiente PVC EPR10 1,22 1,15
15 1,17 1,12
20 1,12 1,08
25 1,06 1,04
35 0,94 0,96
40 0,87 0,91
45 0,79 0,87
50 0,71 0,82
55 0,61 0,76
60 0,5 0,71
65 0,65
70 0,58
75 0,5
80 0,41
Tabella T1B - influenza della temperatura
Isolamento mineralicavo nudo o ricoperto in cavo nudo nonmateriale termoplastico esposto al toccoesposto al tocco
Tabella T-A - cavi unipolari con e senza guaina con isolamento in PVC o EPR (1)Metodologia Altri tipi di Tipo di Numero Portata [A]tipica di posa della isolamento cond. Sezione [mm2]installazione CEI 64-8 caricati 1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300
(1) PVC: mescola termoplastica a base di polivinilcloruro (temperatura massima del conduttore uguale a 70 °C)EPR: mescola elastomerica reticolata a base di gomma etilenpropilenica o similari (temperatura massima del conduttore uguale a 90 °C)
(2) I cavi affiancati del singolo circuito trifase si considerano distanziati se posati in modo che la distanza tra di essi sia superiore o uguale al diametro esternodel singolo cavo unipolare.
Determinazione della sezione del conduttore di fase
Tabella T4 - circuiti realizzati con cavi unipolari in strato su più supportin° posa CEI 64-8 Metodo di installazione Numero di circuiti trifasi Utilizzato per
numero di passerelle 1 2 313 passerelle perforate 2 0,96 0,87 0,81 3 cavi in formazione
Nota: nelle pose su passerelle orizzontali o suscala posa cavi, i cavi devono essere posizionatiad una distanza dalla superficie verticale (parete)maggiore o uguale a 20 mm.
Le terne di cavi in formazione a trefolo siintendono disposte ad una distanza maggioredi due volte il diametro del singolo cavo unipolare.
(2)
(2)
158 Schneider Electric
Protezionedei circuiti
Esempio:
Un cavo in rame trifase isolato in EPRè posato su una passerella perforatain vicinanza di tre circuiti costituiti da:
un cavo trifase (1° circuito);
3 cavi unipolari (2° circuito);
6 cavi unipolari (3° circuito).
Il circuito, costituito da 2 conduttori in paralleloper fase, è equivalente a 2 circuiti trifasi.Sulla passerella in totale si consideranoperciò posati 5 circuiti.La temperatura ambiente è di 40°C.Il cavo deve trasportare una correntedi impiego IB di 23 A.La sezione del cavo si determina nel modoseguente:
scelta dell'interruttore automatico:l'interruttore deve avere una correntenominale In maggiore o uguale alla correntedi impiego della conduttura IB;utilizzando un interruttore modulare si avrà:
In = 25 A;
determinazione del coefficiente correttivoktot: temperatura ambiente tab T1: k1 = 0,91, posa ravvicinata tab T2: k2 = 0,75,
ktot = k1 . k2 = 0,68;
determinazione della minima portata teoricarichiesta alla conduttura:In' = In/ktot = 36,8 A;
determinazione della sezione del conduttoredi fase (tab T-B): n° posa: 13, isolante EPR, n° di conduttori attivi: 3, materiale conduttore: rame.
La sezione, con portata teorica Iz'immediatamente superiore alla minima portatateorica In', è di 4 mm2 (42 A), comeevidenziato nella tabella T-B.
Determinazione della portata effettivadella conduttura:
la portata effettiva Iz di un cavo da 4 mm2 nellecondizioni di posa considerate è pari a:
Iz = I'z . ktot = 28,5 A.
1° 2° 3°
θ = 40° C
Tabella T-B: cavi multipolari con isolamento in PVC o EPR (1)Metodologia Altri tipi di Tipo di Numero Portata [A]tipica di posa della isolamento cond. Sezione [mm2]installazione CEI 64-8 caricati 1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300
(1) PVC: mescola termoplastica a base di polivinilcloruro (temperatura massima del conduttore uguale a 70 °C)EPR: mescola elastomerica reticolata a base di gomma etilenpropilenica o similari (temperatura massima del conduttore uguale a 90 °C)
Portata dei caviPosa non interrata
Schneider Electric 159
Tabella T-C: cavi ad isolamento minerale unipolari; serie L: cavi per servizio leggero fino a 500 V; serie H: cavi per servizio pesante fino a 750 VMetodologia Altri tipi di Tipo di Numero Portata [A]tipica di posa della isolamento cond. Sezione [mm2]installazione CEI 64-8 caricati 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240
Cavi in aria 13 - 14 serie L (1) 3 21 28 37
libera 15 - 16 serie L (2) 3 26 35 46
a trifoglio serie H (1) 3 22 30 40 51 69 92 120 147 182 223 267 308 352 399 466
serie H (2) 3 28 38 50 64 87 115 150 184 228 279 335 385 441 500 584
Cavi in aria 13 - 14 serie L (1) 2 25 33 44
libera in piano 15 - 16 3 23 31 41
a contato serie L (2) 2 31 41 54
3 29 39 51
serie H (1) 2 26 36 47 60 82 109 142 174 215 264 317 364 416 472 552
fissati sulla serie H (1) 3 21 28 37 48 65 86 112 137 169 207 249 286 327 371 434
parete serie H (2) 3 26 35 47 59 81 107 140 171 212 260 312 359 410 465 544
o soffitto
(1) Cavi ad isolamento minerale nudi esposti al tocco oppure rivestiti in materiale termoplastico (T massima della guaina metallica 70°C).Per i cavi nudi moltiplicare per 0,9.
(2) Cavi ad isolamento minerale nudi non esposti al tocco (T massima della guaina metallica 105°C).
Posa non interrata
160 Schneider Electric
Protezionedei circuiti
Portata dei caviPosa non interrata
Tabella T-D: cavi ad isolamento minerale multipolari; serie L: cavi per servizio leggero fino a 500 V; serie H:cavi per servizio pesante fino a 750 VMetodologia Altri tipi di Tipo di Numero Portata [A]tipica di posa della isolamento cond. Sezione [mm2]installazione CEI 64-8 caricati 1,5 2,5 4 6 10 16 25
Cavo in aria 13 -14 serie L (1) 2 25 33 44
libera, 15 - 16 3 21 28 37
distanziato serie L (2) 2 31 41 54
dalla parete 3 26 35 46
o soffitto serie H (1) 2 26 36 47 60 82 109 142
o su passerella 3 22 30 40 51 69 92 120
serie H (2) 2 33 45 60 76 104 137 179
3 28 38 50 64 87 115 150
Cavo in aria 11 - 11A serie L (1) 2 23 31 40
libera, fissato 3 19 26 35
sulla parete serie L (2) 2 28 38 51
o soffitto 3 24 33 44
serie H (1) 2 25 34 45 57 77 102 133
3 21 28 37 48 65 86 112
serie H (2) 2 31 42 55 70 96 127 166
3 26 35 47 59 81 107 140
(1) Cavi ad isolamento minerale nudi esposti al tocco oppure rivestiti in materiale termoplastico (T massima della guaina metallica 70°C). Per i cavi nudimoltiplicare per 0,9.(2) Cavi ad isolamento minerale nudi non esposti al tocco (T massima della guaina metallica 105°C).
Schneider Electric 161
Posa interrataPer la determinazione della sezione delconduttore di fase di cavi in rame isolati conmateriale elastomerico o termoplasticointerrati, in questa guida si applica il metodoche fa riferimento alla tabella CEI-UNEL35026. Il procedimento è il seguente:
si determina un coefficiente correttivo ktotcome prodotto dei coefficienti k5, k6, k7 ek8, dove: k5 è il fattore di correzione da applicare sela temperatura del terreno è diversa da 20°C(tabella T5); k6 è il fattore di correzione per gruppi di piùcircuiti installati sullo stesso piano (tabellaT6); k7 è il fattore di correzione per profonditàdi interramento diverso dal valore presocome riferimento, pari a 0,8 m (tabella T7); k8 è il fattore di correzione per resistivitàtermica diversa dal valore preso comeriferimento, pari a 1,5 K x m/W, cioè terrenosecco (tabella T8). si divide il valore della corrente nominaledell’interruttore (In) o della corrente diregolazione termica (Ir) per il coefficiente
correttivo ktot trovando così il valore In’(Ir’):
in funzione del numero di posa dellaCEI 64-8, dell’isolante e del numerodi conduttori attivi si individua sulla tabellaT-E: la portata Iz’ che rispetta la condizioneIz’ ⊕ In’, la corrispondente sezione del conduttore difase.La portata effettiva della conduttura si ricavacome Iz = Iz’ ∞ ktot.Nota: i valori di portata indicati si riferiscono alleseguenti condizioni di posa: temperatura terreno = 20°C profondità di posa = 0,8 m resistività termica del terreno =1,5 K x m/W nella tabella delle portate T-E è indicato ilnumero di conduttori caricati, cioè deiconduttori effettivamente percorsi dacorrente in condizioni ordinarie di esercizio.
Nei circuiti trifase con neutro con carichiequilibrati o lievemente squilibrati, oppure inassenza di armoniche che si richiudono sulconduttore di neutro la portata di un cavoquadripolare si calcola considerando treconduttori caricati.Nei casi particolari di sistema fortementesquilibrato o in presenza di forti componentiarmoniche sul neutro occorre considerare 4conduttori caricati. Poiché nella tabella T-E ilnumero di conduttori caricati è soltanto 2 o3, in caso di 4 conduttori caricati si trova laportata relativa a due conduttori e poi simoltiplica questo valore per il fattore diriduzione relativo a due circuiti o cavimultipolari. nella tabella T-E sono indicate le portaterelative a cavi interrati posati in tubo; nelcaso di cavi direttamente interrati (pose 62 e63 della norma CEI 64-8), essendo piùfavorevoli le condizioni di scambio termico,la portata aumenta di un fattore, dipendentedalla tipologia e dalle dimensioni dei cavi,che indicativamente può essere consideratopari a 1,15.
II
knn
tot
' =
Tabella T5: influenza dellatemperatura del terrreno
Determinazionedel coefficiente ktotIl coefficiente ktot caratterizza l’influenzadelle differenti condizioni di installazione e siottiene moltiplicando i fattori correttivi k5, k6,k7 e k8 dedotti dalle tabelle T5, T6, T7 e T8.
Tabella T5: valori di k5Il fattore correttivo k5 tiene contodell’influenza della temperatura del terrenoper temperature di quest’ultimo diverse da20°C.
Tabella T6: valori di k6Il fattore correttivo k6 considera ladiminuzione di portata di un cavo unipolareo multipolare in tubo interrato, posato sullostesso piano di altri cavi, per effetto delmutuo riscaldamento tra di essi. Il fattore k6è riferito a cavi posati ad una distanzainferiore a 1 m; per distanze superioria 1m il fattore k6 è sempre uguale a 1.Il fattore k6 si applica quando i cavi delfascio o dello strato hanno sezioni simili,cioè rientranti nelle tre sezioni adiacentiunificate (es. 10 – 16 – 25 mm2).Nel caso di circuito trifase con n conduttori
in parallelo per fase si consideranon circuiti tripolari.
Tabella T7: valori di k7Il fattore correttivo k7 considerala variazione di portata per profonditàdi interramento diversa dal valore presocome riferimento, pari a 0,8 m.
Tabella T8: valori di k8Il fattore correttivo k8 considerala variazione di portata del cavoper resistività termica diversa dal valorepreso come riferimento, pari a 1,5 K x m/W,cioè terreno secco.
Distanza fra i circuiti
cavi multipolari
cavi unipolari
Posa interrata
Tabella T6: gruppi di più circuitiinstallati sullo stesso pianoun cavo multipolare per ciascun tubon.cavi distanza fra i circuiti [m]
a contatto 0,25 0,5 12 0,85 0,9 0,95 0,95
3 0,75 0,85 0,9 0,95
4 0,7 0,8 0,85 0,9
5 0,65 0,8 0,85 0,9
6 0,6 0,8 0,8 0,9
un cavo unipolare per ciascun tubon.cavi distanza fra i circuiti [m]
a contatto 0,25 0,5 12 0,8 0,9 0,9 0,95
3 0,7 0,8 0,85 0,9
4 0,65 0,75 0,8 0,9
5 0,6 0,7 0,8 0,9
6 0,6 0,7 0,8 0,9
162 Schneider Electric
Protezionedei circuiti
Esempio:Dimensionamento di un circuito trifasein condotto interrato in terreno seccoe alla temperatura di 25°C.Il cavo multipolare, isolato in PVC,alimenta un carico trifase da 100 kW (400V) e fattore di potenza 0,88 ed è posato acontatto con un altro cavo multipolare.La sezione del cavo si determina nelmodo seguente:
scelta dell'interruttore automatico:
l'interruttore deve avere una correntenominale In maggiore o uguale allacorrente di impiego della conduttura IB:
sarà possibile utilizzare un interruttoreCompact NS da 250 A con sganciatoreTM200D regolato a 164 A; per ildimensionamento del cavo si potràdunque considerare In = 164 A;
determinazione del coefficientecorrettivo ktot: temperatura del terreno: K5 = 0,95, posa ravvicinata, 2 circuiti: K6 = 0,85, profondità di posa 0,8 m: K7 = 1, natura del terreno: secco, k8 = 1,ktot= k5 . k6 . k7 . K9 = 0,76
determinazione della minima portatateorica richiesta alla conduttura:I'n= In/ktot = 215,8 A;
determinazione della sezionedel conduttore di fase (tab T-C): isolante: PVC, n° conduttori attivi: 3, materiale conduttore: rame.La sezione con portata teorica I'zimmediatamente superiore alla minimaportata teorica I'n è di 150 mm2 (231 A),come evidenziato nella tabella T-C.
Determinazione della portata effettivadella conduttura:
la portata effettiva Iz di un cavo da 150mm2 nelle condizioni di posa considerateè pari a: Iz = I'z . ktot = 175,5 A.
I AB ,
=⋅ ⋅
=100000
0 88 3 400164 ;
Tabella T7: influenza della profondità di posaprofondità 0,5 0,8 1 1,2 1,5di posa [m]fattore di 1,02 1 0,98 0,96 0,94correzione
Tabella T-E : cavi unipolari con e senza guaina e cavi multipolari (1)Metodologia Altri tipi Tipo N. Portata [A]tipica di di posa di cond. Sezione [mm2]installazione della isolam.
(1) PVC: mescola termoplastica a base di polivinilcloruro (temperatura massima del conduttore uguale a 70°C; EPR: mescola elastomerica reticolata a base di gommaetilenpropilenica o similari (temperatura massima del conduttore uguale a 90°C)
Schneider Electric 163
Utilizzando quindi la formula della caduta ditensione percentuale si ottiene:
= 2,13%
essendo ∆u% > del 2% occorre scegliere una
sezione superiore:
S = 70 mm2, cavo multipolare,
r = 0,334 Ω/km,
x = 0,0751 Ω/km.
Utilizzando questi dati otteniamo quindi:
= 1,5%.
La caduta di tensione risulta verificata (<2%).La sezione adottata è dunque 70 mm2
in cavo multipolare.
In un qualsiasi impianto di bassa tensioneè necessario valutare la caduta di tensionetra l'origine dell'installazione e il puntodi utilizzazione dell'energia elettrica.
Una eccessiva caduta di tensione influenzanegativamente il funzionamento delleapparacchiature.
La Norma CEI 64.8 raccomanda unacaduta di tensione tra l'origine dell'impiantoelettrico e qualunque apparecchioutilizzatore non superiore in pratica al 4%della tensione nominale dell'impianto.
In un impianto di forza motrice una cadutadi tensione superiore al 4% può essereeccessiva per le seguenti ragioni:
il corretto funzionamento, in regimepermanente, dei motori è generalmentegarantito per tensioni comprese tra il ± 5%della tensione nominale;
la corrente di avviamento di un motorepuò raggiungere o anche superare il valoredi 5 ÷ 7 In.Se la caduta di tensione è pari al 6%in regime permanente, essa probabilmenteraggiungerà, al momento dell'avviamento,un valore molto elevato.
Questo provoca: un cattivo funzionamento delle utenzepiù sensibili; difficoltà di avviamento del motore.Ad una caduta di tensione del 15%corrisponde una riduzione della coppiadi spunto pari circa al 28%.
Durante la fase di avviamento, si consigliadi non superare la caduta di tensionepercentuale del 10% sul cavo del motore.La caduta di tensione è sinonimo di perditein linea e quindi di una cattivaottimizzazione dell'impianto di trasmissionedell'energia elettrica.Per questi motivi è consigliabile nonraggiungere mai la caduta di tensionemassima ammessa.La tabella seguente fornisce i valori dellaresistenza e della reattanza dei cavi perunità di lunghezza (Ω/km corrispondenti amΩ/m) in funzione della sezione deiconduttori.
Il valore della caduta di tensione [V] puòessere determinato mediante la seguenteformula:
ed in percentuale
dove:IB [A] è la corrente nel cavo,k è un fattore di tensione pari a 2 neisistemi monofase e bifase e e nei sistemitrifase,L [km] è la lunghezza della linea,r [Ω/km] è la resistenza di un chilometrodi cavo,x [Ω/km] è la reattanza di un chilometrodi cavo,Un [V] è la tensione nominale dell'impianto,cosϕ è il fattore di potenza del carico.
∆ ∆u
UUn
% = ⋅100
Resistenza e reattanza specifica dei cavi unificati (Tabella UNEL 35023-70) (1)
(1) Materiale conduttore: rame, temperatura di riferimento 80°C.
cavo multipolare Cu/EPRposa in aria libera ravvicinatasu passerella non perforataS = 50 mm2
L = 70 mIB = 150 Acos ϕ = 0,9
EsempioIn un impianto del tipo in figura occorreeffettuare una verifica della caduta ditensione della partenza in cavo, la cuisezione è stata dimensionata a portata. Ildimensionamento a portata ha condotto aduna sezione di 50 mm2. È imposta unacaduta di tensione del 2%.Dalla tabella della resistenza e reattanzaspecifica dei cavi si ha:S = 50 mm2, cavo multipolare,
r = 0,483 Ω/km,
x = 0,0779 Ω/km.Calcoliamo ora la caduta di tensione con laformula (NB: la lunghezza del cavo deveessere in km):
∆ ∆u
UUn
% = ⋅100
∆ ∆u
UUn
% = ⋅100
∆U = K . IB . L . (r . cos ϕ + x . sen ϕ)
∆U = K . IB . L . (r . cos ϕ + x . sen ϕ) = 8,52 V
∆U = k . lB . L . (r . cosϕ + x . senϕ) = 6 V,
Caduta di tensionePresentazione
Protezionedei circuiti
164 Schneider Electric
Protezionedei circuiti
Caduta di tensioneCalcolo della caduta di tensione
Calcolo della caduta di tensioneLe tabelle di seguito riportate forniscono ivalori di ∆U% per diversi valori del fattorepotenza, nelle seguenti ipotesi:
tensione nominale: 400 V;
lunghezza cavo: 100 m;
cavi unipolari conformi alle tabelleUNEL 35023-70;
distribuzione trifase.
La ∆U% effettiva del cavo si ottiene nelseguente modo:
∆U%eff = ∆U%tab x (L/100) x (Ib/Ibtab)
dove:
L [m] è la lunghezza della linea,
Ib è la reale corrente d’impiego della lineaIbtab è il valore nella prima colonna dellatabella immediatamente superiore a Ib,
∆U%tab è il valore di caduta di tensionepercentuale fornito dalla tabella incorrispondenza di Ibtab.
La tabella relativa a cos ϕ = 0.35 si riferisceal caso di una partenza motore. Il calcolodella ∆U% è considerato all’avviamento delmotore nell’ipotesi che Ibeff = Iavv = 5 x Ib.
NoteIn caso di distribuzione monofase,moltiplicare il valore in tabella per 2.Nel caso di più conduttori in parallelo per fasesi considera il valore di ∆U% incorrispondenza della sezione del singoloconduttore, ad una corrente pari a Ib/n°conduttori in parallelo.
Caduta di tensione all'avviamento Caduta di tensione sul cavo:la tabella 4 indica una caduta di tensione parial 6.91% per 100 m di cavo della stessasezione e a fronte di una correntedi avviamento pari a 5 • 100 A; la cadutadi tensione è:
Nota: questa verifica è generalmentesufficiente, a meno che il motoreconsiderato abbia una corrente nominalesuperiore al 30% del totale dei carichiallacciati allo stesso quadro dialimentazione.In quest'ultimo caso è opportuno verificarela caduta di tensione sull'intero sistemadi alimentazione.
EsempioUn cavo tripolare in rame, con sezionedi 35 mm2 e 120 m (0,12 km) di lunghezza,alimenta un motore trifase (400 V) cheassorbe:
100 A con cos ϕ = 0,8 (corrente nominale);
500 A (5 In) con cos ϕ = 0,35 all'avviamento.
La caduta di tensione al livello del quadrodi alimentazione (altri carichi alimentati oltreal motore) è di 4 V tra le fasi.
Qual'è la caduta di tensione % incorrispondenza dei morsetti del motore?
Caduta di tensione in condizioni normali Caduta di tensione sul cavola tabella 1 indica una caduta di tensione parial 2.48% per 100 m di cavo della stessasezione e a fronte di una corrente d'impiegodi 100 A; la caduta di tensione reale è:
Caduta di tensioneCalcolo della caduta di tensione
Schneider Electric 167
Protezione contro il cortocircuitoCalcolo della corrente di cortocircuito
Determinazione dellacorrente di cortocircuito Iccin un punto dell’impiantoLa conoscenza delle correnti dicortocircuito in un impianto elettrico ènecessaria per i seguenti scopi:
determinare i poteri di interruzione e dichiusura degli interruttori da installare;
verificare la tenuta elettrodinamica deipunti critici dell’impianto (es. supportisbarre);
verificare la tenuta termica dei cavi;
determinare la regolazione dei relédi protezione.
In un impianto elettrico di bassa tensione ilguasto trifase è quello che dà luogo nellamaggior parte dei casi ai valori più elevatidella corrente di cortocircuito.Il calcolo delle correnti di cortocircuito sibasa sul principio che la corrente di guastoè uguale a quella attribuibile ad ungeneratore unico, la cui forza elettromotriceuguaglia la tensione nominale della rete nelpunto di guasto, che alimenti un circuitoavente un’impedenza unica equivalente atutte le impedenze della rete a monte,comprese tra i generatori ed il punto diguasto considerato.
Guasto trifasePer determinare il valore della corrente dicortocircuito trifase presunta in un puntodell’impianto seguire il metodo seguente:
1 Sommare: le resistenze situate a monte del puntoscelto: Rt = R1+R2+R3+ .... Rn;
le reattanze situate a monte del puntoscelto: Xt = X1+X2+X3+ .... Xn.
2 Calcolare:
2t
2t
cc3XR3
UI
+⋅=
con U espresso in V e Rt e Xt espressein mΩ, Icc risulta espressa in kA.
Importante:U è la tensione nominale a vuoto lato bassatensione tra le fasi del trasformatore.
Guasto bifaseIn caso di guasto bifase in lontananza daglialternatori la corrente di cortocircuito vale:
3cct
cc2 I866,0Z2
UI ⋅=
⋅=
La stessa formula vale anche in presenzadi alternatori per i primi istanti del guasto(t < 10 20 ms), quando l’alternatore è inregime subtransitorio (si vedrà a questoproposito il capitolo "Protezione dei circuitialimentati da un generatore" a pag. 184).
Guasto fase-neutroo monofase a terraIn caso di guasto fase-neutro o monofasea terra in lontananza dal trasformatoreMT/BT di alimentazione la corrente di guastovale:
)ZZ(3
UI
ntFN
+⋅=
)ZZ(3
UI
PEtFPE
+⋅=
dove Zn e ZPE sono le impedenzecomplessive rispettivamente del conduttoredi neutro e del conduttore di protezionedel circuito sede del guasto.Nel caso in cui il neutro o il conduttore diprotezione abbiano la stessa sezione dellafase si ha:
IFN o IFPE = 0.5 Icc3
Il calcolo di queste correnti è spessonecessario per la scelta delle regolazionidei relé e per le verifiche riguardanti laprotezione delle persone.La norma CEI 64-8 fornisce delleindicazioni per il calcolo di queste correntia partire dalle formule sopra indicate.Per un guasto fase-neutro o monofase aterra nelle vicinanze di un trasformatoretriangolo-stella con neutro a terra non è piùpossibile applicare le formule indicate inquesto paragrafo e si può dimostrare che lacorrente di cortocircuito è circa uguale aquella del cortocircuito trifase.
Determinazione delleresistenze e delle reattanzedei componenti dell’impiantoRete a monteIn un impianto con consegna in mediatensione la capacità della rete a monte dicontribuire al cortocircuito, funzionedell’impedenza della rete stessa, èespressa mediante la potenza dicortocircuito SCC (MVA) o la corrente dicortocircuito; questi dati devono essereforniti dall’ente distributore.L’impedenza equivalente della rete a monteè data dalla seguente espressione:
[ ] [ ]3
CC
2BT
MBT 10MVAS
VmZ −⋅
⋅=Ω
Il fattore di potenza in cortocircuito dellarete a monte (cos ϕcc) può variare tra 0.15e 0.2, da cui si ricavano i valori di RMBT eXMBT.
TrasformatoriL’impedenza del trasformatore è ricavabiledai seguenti dati di targa:
Pcu [kW]: sono le perdite nel ramea pieno carico, alla temperatura normaledi funzionamento del trasformatore (adesempio 75°C per il trasformatore in olio);
ucc%: tensione di cortocircuito percentualealla temperatura normale di funzionamentodel trasformatore;
Sn [kVA]: potenza nominaledel trasformatore.
A partire da questi dati si ricavano i seguentivalori:
[ ]Ω⋅⋅
= mS
UPR
2n
2cu
[ ]Ω⋅⋅⋅
= mS100
UuZ
n
2cu
[ ]Ω⋅−= mRZX 22
dove U [V] è la tensione nominale deltrasformatore, Pcu e Sn sono espressirispettivamente in kW e in kVA.Il valore di R è calcolato alla temperaturanominale di funzionamento del trasformatore.Nelle tabelle allegate sono riportate lecaratteristiche tipiche di trasformatoristandard MT/BT in olio ed in resina.In queste tabelle sono riportati i valori dicorrente di cortocircuito trifase ai morsetti deltrasformatore, nell’ipotesi che la rete a monteabbia una potenza di cortocircuito di 500 MVA.Inoltre è poi indicato il tipo di condottosbarre utilizzabile per il collegamento trail trasformatore e l’interruttore automaticogenerale, tenendo conto della corrente dicortocircuito ai morsetti del trasformatoree della corrente nominale secondaria deltrasformatore.
Cavi e condotti sbarreLe reattanze dei cavi dipendonoprincipalmente dalla distanza tra iconduttori; un valore più preciso puòessere ottenuto dal costruttore.Valori tipici sono:
cavo tripolare: X = 0.08 mΩ/m;
cavo unipolare: X = 0.10 0.20 mΩ/ma seconda della distanza tra i conduttori;
In presenza di più conduttori in paralleloper fase, occorre dividere la resistenzae la reattanza di un conduttore per ilnumero di conduttori.I valori di resistenza e reattanza deicondotti sbarre sono forniti dai costruttorinella loro documentazione tecnica.
InterruttoriNel calcolo delle Icc presunte le impedenzedegli interruttori si devono trascurare.
compatto Cu In [A] 1000 1350 1600 2000 2500 3000 4000 5000
condotto Canalis tipo KTA-10 KTA-12 KTA-16 KTA-20 KTA-25 KTA-30 KTA-40
compatto Al In [A] 1000 1200 1600 2000 2500 3000 4000
170 Schneider Electric
Protezionedei circuiti
Determinato il valore di correntedi cortocircuito a valle, è possibiledimensionare correttamente l'interruttoreautomatico (Pdi > Icc).
Se si desidera ottenere valori più precisi,è possibile effettuare un calcolo dettagliato(vedere pag. 167) o utilizzareil programma Software On-Off Rete.
Inoltre, la tecnica di filiazione permettedi installare a valle interruttori con potere diinterruzione inferiore alla corrente dicortocircuito presunta (vedere pag. 113).
Nota: Nel caso in cui i valori della Icca monte e della lunghezza del cavo nonrisultino in tabella considerare i seguentivalori:
Icc a monte: valore immediatamentesuperiore;
lunghezza cavo: valore immediatamenteinferiore.
In entrambi i casi l'Icc a valle individuataè superiore a quella effettiva, l'approssimazioneè dunque nel senso della maggiore sicurezza.
Esempio:Si consideri la rete rappresentata qui a lato:
tensione 400 V;
cavo con sezione 50 mm2 in rame elunghezza 10 m. Procedere sulla rigarelativa al cavo utilizzato fino a trovarela corrispondente lunghezza approssimataper difetto (8,8 m);
Nota 1: la tabella è stata calcolataconsiderando:
tensione trifase: 400 V; cavi tripolari in rame; temperatura del rame: 20°C.
Nota 2: per una tensione trifaseconcatenata di 230 V, dividere le lunghezzein tabella per e = 1,732.
Nota 3: nel caso di cavi in parallelo (noncompresi nella tabella) dividere lalunghezza per il numero di cavi in parallelo.
corrente di cortocircuito a monte 28 kA.Identificare la riga corrispondente alla Icc amonte approssimata per eccesso (30 kA);
determinare la corrente di cortocircuitoa valle individuando l'intersezione tra: la colonna della lunghezza cavo 8,8 m, la riga relativa a Icc a monte 30 kA.La corrente di cortocircuito a valle èdi 24 kA.
Scelta degli interruttori: interruttore A: Compact NS250N TM250DPdi 35 kA; interruttore B: Multi 9 C60L Pdi 15 kA,con Pdi "rinforzato per filiazione" 30 kA; interruttore C: Compact NS160NTM160D Pdi 25 kA.
Determinazione dell'Icc
a valle di un cavo infunzione dell'Icc a monteLe tabelle qui riportate permettonodi determinare il valore della correntedi cortocircuito trifase in un puntodella rete a valle di un cavo, conoscendo:
la corrente di cortocircuito trifase a montedel cavo;
la lunghezza e la sezione del cavo(supposto in rame).
B
400 V
Icc = ?
A
C
50 mm2,Cu 10 m
IB
Icc = 28 kA
IB
Protezione contro il cortocircuitoScelta degli interruttorisecondari e terminali
La tabella permette di determinare per unarete a 400 V:
l'interruttore di alimentazione in funzionedel numero e della potenza deitrasformatori di alimentazione;
l'interruttore di partenza in funzionedel numero e della potenza deitrasformatori in parallelo e della correntenominale della partenza (gli interruttoriindicati nella tabella possono essere sostituiticon altri coordinati in filiazione, se si desiderautilizzare questa tecnica).
Dati di baseLa seguente tabella è stata elaborataconsiderando:
La potenza di cortocircuito della retea monte è di 500 MVA;
i trasformatori hanno caratteristichestandard (vedere pag. 169);
i trasformatori sono in olio;
tra ogni trasformatore e l'interruttorecorrispondente ci sono 5 m di condottosbarre prefabbricato della gamma Canalis;
tra un interruttore di alimentazionee un interruttore di partenza è previsto 1 mdi sbarre;
la temperatura di funzionamento degliinterruttori all'interno dei quadri è di 40°C.
Nota: Per accoppiare più trasformatoriin parallelo, occorre soddisfare le seguenticondizioni:
stessa ucc% Ie;
stesso rapporto di trasformazionea vuoto;
il rapporto delle potenze tra 2trasformatori non superiore a 2;
avvolgimenti appartenenti allo stessogruppo orario.
Tabella di sceltanumero e Pdi minimo Interruttore Pdi minimo Corrente nominalepotenza dei interruttore di alimentazione interruttore interruttore di partenzatrasformatori alimentazione (selettività totale partenza
n x [kVA] [kA] con le partenze) [kA] <63 A (1) 100 A 160 A 250 A 400 A 630 A (4) 800 A 1000 A 1250 A
(1) Qualora si desideri installare solo interruttoriscatolati, sostituire il tipo di interruttori indicati conquelli della colonna successiva.(2) C60L per In ≤ 40 A
Esempio:l'impianto è composto da:
2 trasformatori 20 kV/400 V da 1000 kVAciascuno (In = 1443 A);
8 partenze: 4 da 150 A (Tipo A), 2 da 220 A (Tipo B), 1 da 60 A (Tipo C), 1 da 540 A (Tipo D).
Scelta degli interruttori: Interruttori di arrivo: NW16N1 o NT16H1 o NS1600N,
Interruttori di partenza: tipo A: NS160H, tipo B: NS250H, tipo C: NG125L, tipo D: NS630N.
Scelta degli interruttoridi arrivo e di partenzaLa scelta dell'interruttore di protezionedi un circuito dipende principalmente:
dalla corrente nominale dei trasformatorio degli apparecchi utilizzatori chedeterminano le correnti nominali degliinterruttori;
dalla corrente di cortocircuito massimanel punto considerato, che determinail potere d'interruzione minimo che devepossedere l'apparecchio di protezione.
Nel caso di più trasformatori in parallelo:
gli interruttori di arrivo devono possedereun potere di interruzione superiore adentrambi i seguenti valori: Icc1 (caso di cortocircuito in B1), Icc2 + Icc3 (caso di cortocircuito in A1);
gli interruttori di partenza devonopossedere un potere di interruzionesuperiore a Icc1 + Icc2 + Icc3.
1 2 3
A1 A2 A3
D1 D2 D3B1 B2 B3
D4 D5C4 C5
Icc 1 Icc 2 Icc 3
MT MT MT
(3) C60L per In ≤ 25 A(4) Se, per ragioni di selettività con gli interruttori avalle è richiesto un interruttore in categoria B, lascelta cade sull'NS630b tipo N fino a 50 kA, H fino
NS160H NS250H NG125L NS630N
NW16N1
MT/BT
Scelta degli interruttori alimentatida uno o più trasformatori MT/BT
a 70 kA, L per Icc > 70 kA.(5) In alternativa NG125a(6) In alternativa NG125N
172 Schneider Electric
Protezionedei circuiti
Cortocircuitoad inizio lineaUn cavo si considera protetto controil cortocircuito ad inizio linea se:
I2t ≤ K2S2
dove:
I2t, espressa in A2s, è l'energia specifica(per unità di resistenza) lasciata passaredall'interruttore;
K è una costante caratteristica dei caviche dipende sia dal materiale conduttoreche dal tipo di isolante (vedere tabellaqui a fianco);
S è la sezione del cavo in mm2.
Il valore di I2t deve essere fornitodal costruttore (vedere curve al capitolo"Caratteristiche degli apparecchidi protezione e manovra") per gli interruttoridi tipo limitatore.
Nel caso di interruttori ad interventoritardato, il valore di I2t deve esserecalcolato come prodotto del quadratodel valore efficace della corrente dicortocircuito per il tempo totale di apertura.
Esempio 1In una rete trifase a 400 V, un cavoCu/PVC di sezione 1,5 mm2 può essereprotetto da un C60L di corrente nominale16A se nel punto di installazione il livellodi cortocircuito è 20 kA?
Risposta: L'energia specifica lasciatapassare dal C60L in corrispondenza di unacorrente di cortocircuito di 20 kA è pari a7•104 A2s (vedasi curva di limitazione I2t apag. 101); questo valore è superioreall'energia specifica ammissibile del cavo consezione 1,5 mm2.Bisognerà usare un cavo di sezione2,5 mm2.
Esempio 2Un cavo Cu/PVC di sezione 300 mm2
può essere protetto da un MasterpactNW12H1 con intervento di cortoritardo tarato sul primo gradino (tempomassimo di interruzione 140 ms), se nelpunto di installazione il livello dicortocircuito è 50 kA?
Energia specificaammissibile dei caviLa tabella seguente indica le sollecitazionitermiche ammissibili K2S2 per i cavisecondo l'isolante, il materiale conduttoree la sezione. I valori di K sono tratti dallanorma CEI 64.8.Gli stessi valori di K2S2 per i soli cavi inrame isolati in PVC ed EPR/XLPE sonoindicati anche a fianco delle curve dilimitazione dell'energia specifica passanteal capitolo "Caratteristiche degli apparecchidi protezione e manovra".
Cortocircuito a fondo lineaLa norma CEI 64-8 prescrive che l'interventodelle protezioni debba essere verificatoanche per cortocircuiti a fondo linea.
La presenza di una protezione di tipo termicoè considerata sufficiente a garantire laprotezione contro il cortocircuito a fondolinea.Alcuni tipi di circuiti tuttavia possono odevono essere realizzati senza protezionetermica, oppure con una protezione termicasovradimensionata.È ad esempio il caso dei circuiti disicurezza e di alimentazione dielettromagneti di sollevamento.In questi casi la condizione da verificareè la seguente:Iccmin ⊕ Imdove:
Iccmin è il valore della corrente dicortocircuito a fondo linea; Im è la corrente di intervento dellaprotezione magnetica.
Iccmin [A] è la corrente di cortocircuitoa fondo linea;
U0 [V] è la tensione di fase di alimentazione;
m è il rapporto tra la sezione del conduttoredi fase e la sezione del conduttore di neutro.
costante K conduttorerame alluminio
isolante PVC 115 74G2 135 87EPR/XLPE 143 87
Fattori di correzione kx
sez. cavo 120 150 185 240 300[mm2]
k x 0,90 0,85 0,80 0,75 0,72
kpar
n° cavi 1 2 3 4 5in parallelokpar 1 2 2,65 3 3,2
I coefficienti kx e kpar sono da utilizzarsirispettivamente in presenza di cavidi sezione superiore a 95 mm2
(per tener conto della loro reattanza) eper il caso di diversi conduttori in parallelo.
Il calcolo di Iccmin si può effettuare conle seguenti formule:
parkF
mincc kkL25,1
SU8,0I ⋅⋅
⋅⋅ρ⋅⋅⋅=
quando il conduttore di neutro non èdistribuito;
IU S
m Lk kcc
o Fx parmin
,
, ( )=
⋅ ⋅⋅ ⋅ + ⋅
⋅ ⋅0 8
15 1ρ
quando il conduttore di neutro è distribuito.
Significato dei simboli:
U [V] è la tensione concatenata dialimentazione;
ρ [Ω • mm2/m] è la resistività a 20°Cdel materiale dei conduttori(0,018 per il rame -0,027 per l'alluminio);
L [m] è la lunghezza della condutturaprotetta;
SF [mm2] è la sezione del conduttoredi fase;
I valori di K indicati in tabella sono validi percortocircuiti di durata inferiore a 5 secondi,per i quali si considera che il riscaldamentodei conduttori avvenga senza trasmissionedi calore all'isolante ed alle parti circostanti(riscaldamento adiabatico dei conduttori).
Protezione contro il cortocircuitoProtezione dei cavi a inizio lineae a fondo linea
Fattori di correzione da applicare alle lunghezze massime
= 1 = 2
trifase 400 V o bifase 400 V 1senza neutrotrifase 400 V 0,58 0,39+ neutromonofase 230 V 0,58fase + neutro
Nelle formule si tiene conto di una riduzionedell'80% della tensione di alimentazione,per effetto della corrente di cortocircuito,rispetto alla tensione nominale
Esempio 1Rete trifase 400 V senza neutro.Protezione assicurata con un interruttoreNS400N munito di sganciatore solomagnetico tipo MA da 320 A, regolatoa 4000 A (precisione ± 20%).Sezione delle fasi: 120 mm2.Il cavo è protetto da cortocircuito in fondoalla conduttura se la sua lunghezzaè inferiore a 133 m.
Esempio 2Rete monofase 230 V (fase + neutro).Protezione assicurata tramite un interruttoreNS80H sganciatore solo magnetico, tipo MA,da 50 A, regolatoa 500 A (precisione ± 20%).
Sezione delle fasi e del neutro: 10 mm2.Sulla tabella si considera la regolazione a520 A (più cautelativa di 500 A) da cui siottiene 95 m.Applicando il fattore 0,58 si ottiene unalunghezza di 55 m.Il cavo è protetto da cortocircuito in fondoalla linea se la sua lunghezza è inferiorea 55 m.
S faseS neutro
Lunghezza massimaprotettaUtilizzando le formule della paginaprecedente è possibile determinarela tabella delle lunghezze massime protettedei cavi in funzione dei valori di correntedi regolazione magnetica.Questa tabella sarà da usarsi quando nonè presente la protezione termica.Le tabelle delle lunghezze massime protettetengono conto di un coefficiente di tolleranzadi intervento del magnetico pari a 1,2.
Lunghezza massima protetta
di alimentazione (coeff. 0,8) e dell'aumentodi resistenza dei conduttori dovutoal riscaldamento (coeff. 1,5).
174 Schneider Electric
Protezionedei circuiti
Sezione del conduttoredi protezione (PE)Il conduttore di protezione realizzail collegamento delle masse all'impiantodi terra. La sua funzione primaria è quelladi permettere la circolazione della corrente diguasto verso terra e, unitamenteall'interruttore automatico, di garantirela protezione contro i contatti indiretti.Il conduttore di protezione deve sopportare lesollecitazioni termiche dovute alla corrente di
guasto a terra ed essere dimensionato inmodo da permettere l'intervento delleprotezioni contro i contatti indiretti.Qui di seguito vengono riportati due metodiper il solo dimensionamento termicodel conduttore.Nota 1: Il conduttore di protezione deveessere identificato con la colorazionegiallo/verde.Nota 2: Il conduttore di protezione chesvolge contemporaneamente anche lafunzione di neutro viene chiamato PEN.
Nota 3: Connessione e posa
non deve essere in nessun caso interrottoda dispositivi di protezione, e sezionamento;
le masse devono essere collegateal conduttore di protezione tramite l'appositomorsetto di terra, in parallelo e non in serie;
deve essere posato in prossimitàdei conduttori di fase e senza interposizionedi materiale ferromagnetico (sistemi TN e IT).
per ulteriori informazioni consultareil capitolo riguardante i sistemi di neutro.
Metodo semplificatoIl dimensionamento viene effettuatoin funzione della sezione del conduttoredi fase.
Nota: le sezioni riportate in tabella sonovalide soltanto se i conduttori di protezionesono costituiti dallo stesso materiale deiconduttori di fase.
sezione di fase sezione minima del conduttore di protezione [mm2] [mm2] Cu Al
PE PEN PE PEN≤ 16 SF SF SF SF25-35 16 16 16 25> 35 SF/2 SF/2 SF/2 SF/2
Metodo adiabatico (economico)Questo metodo conduce a sezioninotevolmente inferiori a quelle indicatenella tabella del metodo semplificato.La sezione del conduttore di protezione SPEdeve rispettare la seguente relazione:
dove:
I2t è l'energia specifica lasciata passaredall'interruttore automatico durantel'interruzione del guasto.Tale valore si ricava dalle curve di energiaspecifica passante fornite dal costruttoredell'interruttore.In caso di interruttore automatico ritardato,l'energia in gioco può essere determinatacome il prodotto del quadrato della correntedi guasto presunta per il tempo totaledi interruzione.
KPE è un fattore il cui valore dipende dalmateriale conduttore, dal materiale isolantee dal tipo di conduttore utilizzato.
In tabella sono riportate le configurazioni piùdiffuse.
Nota 1: quando il conduttore diprotezione non fa parte della conduttura dialimentazione non deve essere, in ogni caso,inferiore a:
2,5 mm2 se è prevista una protezionemeccanica;
4 mm2 se non è prevista una protezionemeccanica.
Nota 2: le apparecchiature di elaborazionedati con correnti di dispersione chesuperano 10 mA devono essere collegatea terra con una delle seguenticonfigurazioni:
Sezione del conduttoredi neutroIl conduttore di neutro contribuisce allatrasmissione dell'energia elettrica e vieneutilizzato in presenza di carichi monofasi.In queste condizioni, il conduttore di neutroè percorso da una corrente la cui intensitàdipende dal grado di squilibrio dei carichi.
L'eventuale conduttore di neutro deveavere la stessa sezione dei conduttoridi fase: nei circuiti monofasi a due fili, qualunquesia la sezione dei conduttori; nei circuiti polifasi, quando la dimensionedei conduttori di fase sia inferiore od ugualea 16 mm2 se in rame o a 25 mm2 sein alluminio.
Nei circuiti polifasi i cui conduttori di faseabbiano una sezione superiore a 16 mm2
se in rame o a 25 mm2 se in alluminio
Nota 1: il conduttore di neutro deve essereidentificato con la colorazione blu chiaro.
Nota 2: sistema TN-CIl conduttore di neutro svolge anche lafunzione prioritaria di conduttore diprotezione e come tale non può essereinterrotto.Per il suo corretto dimensionamentoconsultare il paragrafo relativo al conduttoredi protezione e rispettare le considerazioniriguardanti le minime sezioni del conduttoredi neutro.
Nota 3: sistema ITLa norma sconsiglia di distribuire il neutro.Dove è necessaria la distribuzione valgonole condizioni già esposte.
Nota 4: devono essere previsti i dispositividi protezione delle fasi ed, eventualmente,del neutro in accordo con quanto riportatonel capitolo "Protezione delle persone".
il conduttore di neutro può avereuna sezione inferiore a quella dei conduttoridi fase se sono soddisfattecontemporaneamente le seguenticondizioni: la corrente massima, comprese leeventuali armoniche, che si prevede possapercorrere il conduttore di neutro duranteil servizio ordinario, non sia superiorealla corrente ammissibile corrispondentealla sezione ridotta del conduttore di neutro; la sezione del conduttore di neutro siaalmeno uguale a 16 mm2 se in rameod a 25 mm2 se in alluminio.
Valori del coefficiente KPE
tipo conduttore tipo isolantePVC G2 EPR/XLPE
cavo unipolare Cu 143 166 176Al 95 110 116
cavo nudo a contatto Cu 143 166 176con cavi isolati Al 95 110 116
Fe 52 60 64anima di cavo Cu 115 135 143multipolare Al 76 89 94
sezione fase minima sezione neutro[mm2] [mm2]
Cu ≤ 16 SF
> 16 16
Al ≤ 25 SF
> 25 25
Protezione dei conduttoridi protezione e di neutroSezione del conduttore di protezionee di neutro
SI t
KPEPE
≥ 2
2
cavo unipolare di sezione non inferiorea 10 mm2 o due cavi in parallelo ciascunodi sezione non inferiore a 4 mm2 conterminali indipendenti;
anima di cavo multipolare con sezione noninferiore a 2,5 mm2.La sezione complessiva del cavo multipolarenon deve essere inferiore a 10 mm2 in mododa rendere minimi i danni provocati daeventuali sollecitazioni meccaniche;
2 cavi in parallelo di sezione non inferiorea 2,5 mm2 in componenti protettivi metallici.
Schneider Electric 175
Dimensionamento rapido dei caviLinee monofasi
I metodi di calcolo della sezione dei caviproposti in questo capitolo e quelli di verificadescritti nei capitoli successivi sonorigorosamente rispondenti alle norme CEI.La loro applicazione porta all'ottimizzazionedella sezione dei cavi (sezione minimapossibile) con conseguente minimizzazionedei costi di acquisto e di installazione.Per contro, questo procedimento richiedeattenzione e tempo per la progettazione.Può perciò risultare utile fare riferimento almetodo rapido che viene descritto qui diseguito.
Metodo rapidoIl metodo che viene qui propostoin forma tabellare non richiede calcoli néverifiche, poiché le sezioni dei caviindicate sono precalcolate.Tuttavia, affinché le sezioni suggerite
SF [mm2] rame SPE [mm2] rame
≤ 16 SF
25-35 16
> 35 SF/2
Tabella ASezioni del conduttore di protezione SPE infunzione della sezione del conduttore difase SF
Determinazione rapidadella sezione dei caviLinee monofaseLe tabelle 1, 2, 3, 4, 5 forniscono lelunghezze massime dei cavi in funzionedella corrente nominale dell'interruttore,della sezione dei cavi e della cadutadi tensione massima ammissibilenel circuito in esame.La determinazione della sezione adattaall'applicazione in esame si farà scegliendola sezione avente lunghezza massimaammissibile immediatamente superiorea quella del circuito in esame.
Esempio: una linea monofase di 35 mdi lunghezza, protetta da un interruttoreda 16 A, con una caduta di tensionemassima ammissibile del 3%.Dalla tabella 5, con 16 A, si determinala sezione di 4 mm2 (lunghezza massimaammissibile 38,6 m).
sezione cavi rame [mm2] 1,5 2,5 4 6 10 16lunghezza max [m] In interr. 10 A 7,7 12,8 20,6 30,9
In interr. 16 A 8,0 12,8 19,3 32,0
In interr. 20 A 10,3 15,4 25,5 40,5
Tabella 1Dimensionamento delle linee di distribuzione monofase con ∆u%Ie dell'1%
sezione cavi rame [mm2] 1,5 2,5 4 6 10 16lunghezza max [m] In interr. 10 A 11,6 19,3 30,9 46,4
In interr. 16 A 12,0 19,3 29,0 48,0
In interr. 20 A 15,4 23,2 38,4 61,0
Tabella 2Dimensionamento delle linee di distribuzione monofase con ∆u%Ie dell'1,5%
risultino comunque rispondenti allenorme, in qualche applicazione impiantisticala sezione può risultare leggermentesovrabbondante.
Campo di applicazioneLa scelta dei cavi effettuata con questometodo è particolarmente mirata per impiantinel campo domestico e del piccolo terziario,con sistema di distribuzione TT e posa deicavi in tubi incassati nei muri.Per impianti con sistema TN ed altremodalità di posa dei cavi, il metodo puòessere utilizzato con i seguenti accorgimenti:
corrente di cortocircuito all'originedell'impianto BT non superiore a 15 kA;
sezione del conduttore di protezione PEricavato dalla seguente tabella A.
sezione cavi rame [mm2] 1,5 2,5 4 6 10 16lunghezza max [m] In interr. 10 A 15,5 25,7 41,2 61,9
In interr. 16 A 16,0 25,7 38,7 64,1
In interr. 20 A 20,6 30,9 51,2 81,3
Tabella 3Dimensionamento delle linee di distribuzione monofase con ∆u%Ie del 2%
sezione cavi rame [mm2] 1,5 2,5 4 6 10 16lunghezza max [m] In interr. 10 A 19,4 32,2 51,6 77,4
In interr. 16 A 20,1 32,2 48,4 80,2
In interr. 20 A 25,8 38,7 64,1 101,8
Tabella 4Dimensionamento delle linee di distribuzione monofase con ∆u%Ie del 2,5%
sezione cavi rame [mm2] 1,5 2,5 4 6 10 16lunghezza max [m] In interr. 10 A 23,2 38,6 61,9 92,8
In interr. 16 A 24,1 38,6 58,0 96,1
In interr. 20 A 30,9 46,4 76,8 122,1
Tabella 5Dimensionamento delle linee di distribuzione monofase con ∆u%Ie del 3%
Tabella 7Dimensionamento delle linee di distribuzione monofasi in due tratti con ∆u%Ie del 2,5%In interruttore 16 A
sezione cavi rame [mm2] 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35I max [m] ∆u 1% In interr. 6 A 28,6 47,5 75,6 113
In interr. 10 A 17,2 28,5 45,4 67,9
In interr. 16 A 17,8 28,3 42,4 69,6
In interr. 20 A 22,7 33,9 55,7 87,4
In interr. 25 A 27,1 44,6 69,9 108
In interr. 32 A 34,8 54,6 84,8 116
I max [m] ∆u 3% In interr. 6 A 85 142 227 339
In interr. 10 A 51 85 136 203
In interr. 16 A 53 85 127 209
In interr. 20 A 68 101 167 262
In interr. 25 A 81 133 209 266
In interr. 32 A 104 163 207 234
Tabella 8Dimensionamento delle linee di distribuzione trifasi con ∆u%Ie dell'1% (circuiti di distribuzione) edel 3% (circuiti terminali)
Determinazione rapidadella sezione dei caviLinee monofasi costituite datratti di diversa sezioneNella distribuzione terminale, è abbastanzafrequente realizzare circuiti che abbianodiverse derivazioni, che a volte possonoavere sezioni di fase (e neutro) diverse daquelle del cavo da cui sono derivate.Le tabelle 6 e 7 forniscono le lunghezzedei tratti di circuito di diversa sezionein funzione della lunghezza totale dellatratta alimentata con interruttore da 10 A(tabella 6) o da 16 A (tabella 7).Entrambe le tabelle fanno riferimento aduna caduta di tensione massima del 2,5%(caratteristica di un'appartamento in cui sulmontante tra il contatore e l'appartamento sipreveda una caduta di tensione inferioreall'1,5%).
Esempio: un circuito di distribuzionemonofase di 25 m di lunghezza alimentatoda un interruttore da 10 A. Dalla tabella 6si ottengono due tratti, 15 m da 2,5 mm2
e 10 m da 1,5 mm2.
Linee trifasiLa tabella 8 fornisce le lunghezze massimedei cavi in funzione della corrente nominaledell'interruttore, della sezione dei cavi edella caduta di tensione massimaammissibile nel circuito in esame (1% per icircuiti di distribuzione e 3% per i circuititerminali).La determinazione della sezione adattaall'applicazione in esame si fa scegliendola sezione avente lunghezza massimaammissibile immediatamente superiorea quella del circuito in esame.
Esempio: una linea trifase di un circuitoterminale (∆u massima 3%) di 100 m dilunghezza protetta da un interruttore da25 A. Dalla tabella 8, con 25 A e ∆u 3%si determina la sezione di 10 mm2
(lunghezza massima ammissibile 133 m).
Nota: in caso di utilizzo di interruttori scatolatio modulari con curva D, K e MA per sistemi TNverificare la lunghezza massima per la protezionedelle persone.
Dimensionamento rapido dei caviLinee monofasiLinee trifasi