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CM1 INFORMAZIONI MINIME SULLA PROTEZIONE DELLE CONDUTTURE CONTRO LE.

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Presentazione sul tema: "CM1 INFORMAZIONI MINIME SULLA PROTEZIONE DELLE CONDUTTURE CONTRO LE."— Transcript della presentazione:

1 CM1 INFORMAZIONI MINIME SULLA PROTEZIONE DELLE CONDUTTURE CONTRO LE

2 CM2 Definizioni [Norma CEI 64-8/2] Conduttura: Conduttura: insieme costituito da UNO O PIU CONDUTTORI ELETTRICI e dagli elementi che assicurano il loro ISOLAMENTO, il loro supporto, il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica

3 CM3 Definizioni [Norma CEI 64-8/2] Sovracorrente: ogni corrente che SUPERA il valore nominale. Per le condutture, il valore nominale è la PORTATA, ovvero il massimo valore della corrente che può fluire in una conduttura, in regime permanente e in determinate condizioni, senza che la sua temperatura superi un valore specificato

4 CM4 Le SOVRACORRENTI si dividono in corrente di SOVRACCARICO: corrente di SOVRACCARICO: SOVRACORRENTE che si verifica in un circuito ELETTRICAMENTE SANO

5 CM5 Le SOVRACORRENTI si dividono in corrente di CORTO CIRCUITO: SOVRACORRENTE che si verifica in seguito a un GUASTO di impedenza trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

6 CM6 esempi sovraccarico sovraccarico nel funzionamento normale la temperatura dellisolante dei cavi non supera il valore massimo ammissibile (70 °C per PVC – 90 °C per EPR): corrente di impiego Ib portata Iz Ib=7A - Iz=12A

7 CM7 esempi sovraccarico sovraccarico nel funzionamento in sovraccarico la temperatura dellisolante dei cavi supera il valore massimo ammissibile, e, a lungo andare, ne causa il degrado: corrente di sovraccarico Ib > portata Iz Ib=14A - Iz=12A

8 CM8 esempi sovraccarico sovraccarico NOTA BENE: lungo il circuito non è presente alcun guasto di isolamento lungo il circuito non è presente alcun guasto di isolamento la corrente di sovraccarico si manifesta in tutta la tratta della conduttura la corrente di sovraccarico si manifesta in tutta la tratta della conduttura la corrente di sovraccarico non è in genere molto elevata la corrente di sovraccarico non è in genere molto elevata (tipicamente fino a qualche multiplo della portata) (tipicamente fino a qualche multiplo della portata)

9 CM9 esempi Corto circuito In caso di corto circuito è intervenuto un GUASTO: la perdita di isolamento tra due parti a diverso potenziale; la temperatura dellisolante dei cavi supera notevolmente il valore massimo ammissibile, e, in tempi brevi, ne causa il degrado: corrente di corto circuito Icc >> portata Iz

10 CM10 esempi Corto circuito NOTA BENE: lungo il circuito è presente un guasto di isolamento lungo il circuito è presente un guasto di isolamento la corrente di corto circuito si manifesta a monte del punto di guasto ma non a valle la corrente di corto circuito si manifesta a monte del punto di guasto ma non a valle la corrente di corto circuito può essere molto elevata (dellordine di decine di kA) la corrente di corto circuito può essere molto elevata (dellordine di decine di kA) agli effetti termici sono associati anche fenomeni di sforzi elettrodinamici agli effetti termici sono associati anche fenomeni di sforzi elettrodinamici

11 CM11 PROTEZIONI Contro le sovracorrenti è necessario adottare le PROTEZIONI, ossia dispositivi che IN CASO DI SOVRACORRENTE, siano in grado di aprire automaticamente il circuito FUSIBILI simbolo

12 CM12 PROTEZIONI Contro le sovracorrenti è necessario adottare le PROTEZIONI, ossia dispositivi che IN CASO DI SOVRACORRENTE, siano in grado di aprire automaticamente il circuito INTERUTTORI AUTOMATICI MAGNETOTERMICI simbolo

13 CM13 CARATTERISTICHE GENERALI DELLE PROTEZIONI (ALCUNI ESEMPI) In = corrente nominale In = corrente nominale Valore massimo di corrente che, percorrendo la protezione, non deve mai provocarne lintervento; in genere si usano valori standardizzati: 4 – 6 – 10 – 16 – 20 – 25 – 32 – 40 – 50 – 63 – 80 – 100 – 125 [A] (CEI 23-3) If = corrente di funziona- If = corrente di funziona- mento mento Valore minimo di corrente che, percorrendo la protezione, ne provoca lintervento ENTRO UN TEMPO CONVENZIONALE (1 h o 2 h) P.I. = potere di inter- P.I. = potere di inter- ruzione ruzione Valore massimo di corrente (tipicamente di corto circuito) che la protezione è in grado di interrompere; usualmente si hanno valori standardizzati: 3 – 4,5 – 6 – 10 – 16 – 25 – 50 [kA]

14 CM14 CARATTERISTICHE DI INTERVENTO FUSIBILI FUSIBILI La caratteristica I-t è A TEMPO INVERSO, ovvero: quanto più la corrente è maggiore del valore nominale, tanto più il tempo di intervento è minore Tipi particolari di fusibili sono: gG – per usi generali gG – per usi generali aM – per avviamento motori aM – per avviamento motori VANTAGGI SVANTAGGI rapidità d'intervento (per corto circuito) elevato potere d'interruzione dimensioni ridotte costo limitato necessità di sostituzione ad avvenuto intervento tempi elevati di sostituzione necessità di ricambi identici dimensioni non sempre unificate

15 CM15 CARATTERISTICHE DI INTERVENTO INTERRUTTORI AUTOMATICI MAGNETOTERMICI INTERRUTTORI AUTOMATICI MAGNETOTERMICI IN PARTE A TEMPO INVERSO (maggiore è il sovraccarico minore è il tempo di intervento (tratto iniziale - relè termico) IN PARTE A TEMPO INDIPENDENTE (non incide di molto il valore della corrente per il tempo di intervento) (tratto finale - relè magnetico) La caratteristica I-t è: Gli interruttori a Norma CEI EN (per usi domestici o similari – fino a 125 A) sono classificati in base alle correnti di intervento del relè magnetico Im1 e Im2 Im1Im2

16 CM16 CARATTERISTICHE DI INTERVENTO INTERRUTTORI AUTOMATICI MAGNETOTERMICI INTERRUTTORI AUTOMATICI MAGNETOTERMICI CaratteristicaIm1Im2 B 3 In 5 In C 10 In D 20 In VANTAGGI potere d'interruzione non particolarmente elevato costi molto superiori rispetto ai fusibili SVANTAGGI ripristino tramite semplice riarmo dimensioni standard modulari Interruttore magnetotermico aperto: 1 Leva di comando 2 Meccanismo di scatto 3 Contatti di interruzione 4 Morsetti di collegamento 5 Lamina bimetallica (rilevamento sovraccarichi) 6 Vite per la regolazione della sensibilità (in fabbrica) 7 Solenoide (rilevamento cortocircuiti) 8 Sistema di estinzione d'arco (si crea allatto dellapertura sotto carico dei contatti)

17 CM17 CARATTERISTICHE DI INTERVENTO INTERRUTTORI AUTOMATICI MAGNETOTERMICI INTERRUTTORI AUTOMATICI MAGNETOTERMICI CaratteristicaIm1Im2 B 3 In 5 In C 10 In D 20 In VANTAGGI potere d'interruzione non particolarmente elevato costi molto superiori rispetto ai fusibili SVANTAGGI ripristino tramite semplice riarmo dimensioni standard modulari

18 CM18 CARATTERISTICHE DI INTERVENTO INTERRUTTORI AUTOMATICI MAGNETOTERMICI INTERRUTTORI AUTOMATICI MAGNETOTERMICI CaratteristicaIm1Im2 B 3 In 5 In C 10 In D 20 In

19 CM19 CARATTERISTICHE DI INTERVENTO INTERRUTTORI AUTOMATICI MAGNETOTERMICI INTERRUTTORI AUTOMATICI MAGNETOTERMICI CaratteristicaIm1Im2 B 3 In 5 In C 10 In D 20 In DEFINIZIONI A PAGINA SEGUENTE

20 CM20 CARATTERISTICHE DI INTERVENTO INTERRUTTORI AUTOMATICI MAGNETOTERMICI INTERRUTTORI AUTOMATICI MAGNETOTERMICICaratteristicaIm1Im2B 3 In 5 In C 10 In D 20 In Ta - temperatura ambiente di riferimento : temperatura dellaria intorno allinterruttore alla quale si riferiscono le caratteristiche tempo corrente Inf - corrente convenzionale di non intervento : è il valore di corrente fino al quale, in determinate e specificate condizioni, non avviene lo sgancio dellinterruttore If - corrente convenzionale dintervento : corrente che in determinate e specificate condizioni provoca lo sgancio dellinterruttore I3 - limitazione della tolleranza della caratteristica dintervento I4 - limite inferiore del campo dintervento istantaneo I5 - corrente di intervento istantaneo : minimo valore di corrente che provoca lapertura automatica dellinterruttore senza ritardo intenzionale

21 CM21 COORDINAMENTO DELLE PROTEZIONI SOVRACCARICO [Norma CEI 64-8 art ] data una conduttura che abbia I Corrente di Impiego Ib Corrente di Impiego Ib Portata Iz La protezione deve avere Corrente nominale In Corrente nominale In Se si usa un fusibile deve anche risultare 1,45 · Iz Corrente di funzionamento If Corrente di funzionamento If In definitiva: Ib In Iz If 1,45 · Iz La corrente nominale deve avere un valore compreso tra il valore della corrente di impiego e il valore della portataLa corrente nominale deve avere un valore compreso tra il valore della corrente di impiego e il valore della portata Nel caso di impiego di fusibili, la corrente di funzionamento non deve superare la portata maggiorata del 45 %Nel caso di impiego di fusibili, la corrente di funzionamento non deve superare la portata maggiorata del 45 %

22 CM22 COORDINAMENTO DELLE PROTEZIONI SOVRACCARICO: NOTE nel caso di impiego di INTERRUTTORI AUTOMATICI conformi alle norme CEI 23-3 (EN 60898) e CEI 17-5 (EN ) risulta: nel caso di impiego di INTERRUTTORI AUTOMATICI conformi alle norme CEI 23-3 (EN 60898) e CEI 17-5 (EN ) risulta: If = 1,45 In [CEI 23-3] If = 1,25 In [CEI 17-5] e pertanto, dovendo essere In Iz, la verifica If 1,45 Iz è sempre automaticamente soddisfatta nel caso di impiego di FUSIBILI risulta generalmente: nel caso di impiego di FUSIBILI risulta generalmente: If = 1,6 In e pertanto è sempre necessario valutare che sia If 1,45 Iz

23 CM23 COORDINAMENTO DELLE PROTEZIONI SOVRACCARICO: NOTE La Norma CEI 64-8 ammette il sovraccarico ma per tempi limitati: la verifica If 1,45 Iz intende dire che: La Norma CEI 64-8 ammette il sovraccarico ma per tempi limitati: la verifica If 1,45 Iz intende dire che: è ammissibile sovraccaricare il cavo fino al 45% in più della portata è ammissibile sovraccaricare il cavo fino al 45% in più della portata questo sovraccarico non deve durare oltre un tempo convenzionale (1 h o 2 h) questo sovraccarico non deve durare oltre un tempo convenzionale (1 h o 2 h)

24 CM24 COORDINAMENTO DELLE PROTEZIONI CORTO CIRCUITO [Norma CEI 64-8 art ] E NECESSARIO CHE LA PROTEZIONE POSSIEDA: In Ib P.I. Icc p I 2 t K 2 S 2 la corrente nominale della protezione non sia inferiore alla corrente di impiego del cavo Il Potere di Interruzione della protezione non sia inferiore alla Corrente di corto circuito presunta Icc P nel punto di installazione lEnergia Passante (I 2 t) della protezione non superi lEnergia Sopportabile dal cavo (K 2 S 2 ) S = sezione del cavo in mm per cavi in rame isolati in PVC K = 143 per cavi in rame isolati i EPR es.: cavo 6 mm 2 in rame e PVC K 2 S 2 = A 2 s Energia Passante: rappresenta lenergia che la protezione lascia passare tra listante di guasto e la definitiva apertura della linea I 2 t è chiamato anche integrale di Joule: I = corrente di corto circuito t = tempo di intervento

25 CM25 COORDINAMENTO DELLE PROTEZIONI CORTO CIRCUITO: verifica grafica di I 2 t K 2 S 2 occorre disporre del grafico I 2 t del costruttore della protezione occorre disporre del grafico I 2 t del costruttore della protezione I2 tI2 tI2 tI2 t I CC I2 tI2 tI2 tI2 t bisogna sovrapporre sul grafico la retta K 2 S 2 del cavo bisogna sovrapporre sul grafico la retta K 2 S 2 del cavo A B I CC1 I CC2 nel caso A, il cavo è sempre protetto per qualsiasi valore di Icc nel caso A, il cavo è sempre protetto per qualsiasi valore di Icc nel caso B, il cavo è protetto solo per valori di Icc compresi fra Icc 1 e Icc 2 e, in particolare, occorre verificare che la Icc m a fine linea sia maggiore di Icc 1 nel caso B, il cavo è protetto solo per valori di Icc compresi fra Icc 1 e Icc 2 e, in particolare, occorre verificare che la Icc m a fine linea sia maggiore di Icc 1

26 CM26 CASI PRATICI DI INSTALLAZIONE SOVRACCARICO Essendo la corrente uguale in tutto il circuito, la protezione può essere installata indifferentemente A MONTE o A VALLE del circuito da proteggereEssendo la corrente uguale in tutto il circuito, la protezione può essere installata indifferentemente A MONTE o A VALLE del circuito da proteggere Nei luoghi a MAGGIOR RISCHIO IN CASO DI INCENDIONei luoghi a MAGGIOR RISCHIO IN CASO DI INCENDIO ! Se lungo il percorso il circuito presenta DERIVAZIONISe lungo il percorso il circuito presenta DERIVAZIONI Se lungo il percorso il circuito alimenta PRESE A SPINASe lungo il percorso il circuito alimenta PRESE A SPINA IN CIASCUN CASO LA PROTEZIONE VA SEMPRE MESSA A MONTE

27 CM27 CASI PRATICI DI INSTALLAZIONE SOVRACCARICO LA PROTEZIONE PUO ESSERE OMESSA SE: le utenze alimentate non possano dar luogo a sovraccarichi (p.es. luci) le utenze alimentate non possano dar luogo a sovraccarichi (p.es. luci) la linea alimenti derivazioni protette ciascuna con proprio dispositivo di protezione e risulti che la portata Iz della linea non sia inferiore alla somma delle correnti nominali dei dispositivi di protezione delle derivazioni la linea alimenti derivazioni protette ciascuna con proprio dispositivo di protezione e risulti che la portata Iz della linea non sia inferiore alla somma delle correnti nominali dei dispositivi di protezione delle derivazioni la linea sia una derivazione ma risulti comunque protetta dal dispositivo della linea principale la linea sia una derivazione ma risulti comunque protetta dal dispositivo della linea principale Iz Iz In 1 + In 2 In 2 In 1 ESEMPIO P1 P2

28 CM28 protezione chiusa funzionamento normale elettropompa alimentata CASI PRATICI DI INSTALLAZIONE Funzionamento: NORMALE ALIMENTAZIONE ESEMPIO

29 CM29 CASI PRATICI DI INSTALLAZIONE Funzionamento da: SOVRACCARICO SI RACCOMANDA DI OMETTERE LA PROTEZIONE SE IL SUO INTERVENTO CONSEGUENTE APERTURA DEL CIRCUITO POSSA PROVOCARECONSEGUENTE APERTURA DEL CIRCUITO POSSA PROVOCARE MAGGIORI PROBLEMI DI SICUREZZA circuiti di eccitazione delle macchine rotanti circuiti di eccitazione delle macchine rotanti circuiti di alimentazione di elettromagneti di sollevamento circuiti di alimentazione di elettromagneti di sollevamento circuiti secondari dei trasformatori di corrente (TA) circuiti secondari dei trasformatori di corrente (TA) ESEMPI circuiti di alimentazione di dispositivi di estinzione incendio circuiti di alimentazione di dispositivi di estinzione incendio

30 CM30 Protezione intervenuta per sovraccarico Elettropompa disalimentata CASI PRATICI DI INSTALLAZIONE Funzionamento da: SOVRACCARICO ESEMPO

31 CM31 CASI PRATICI DI INSTALLAZIONE Protezione da: CORTO CIRCUITO la conduttura sia realizzata in modo da rendere minimo il rischio di corto circuito la conduttura sia realizzata in modo da rendere minimo il rischio di corto circuito Poiché la corrente di corto circuito si manifesta dal punto di alimentazione e fino al punto di GUASTO, LA PROTEZIONE VA SEMPRE MESSA A MONTE IL POSIZIONAMENTO DELLA PROTEZIONE E CONSENTITO AD UNA DISTANZA MASSIMA DI 3 m DAL PUNTO DI INIZIO DELLA CONDUTTURA MA OCCORRE CHE: la conduttura non sia posta vicino a materiale combustibile la conduttura non sia posta vicino a materiale combustibile la conduttura non si trovi in AMBIENTI A MAGGIOR RISCHIO IN CASO DI INCENDIO O CON PERICOLO DI ESPLOSIONE la conduttura non si trovi in AMBIENTI A MAGGIOR RISCHIO IN CASO DI INCENDIO O CON PERICOLO DI ESPLOSIONE

32 CM32 CASI PRATICI DI INSTALLAZIONE Protezione da: CORTO CIRCUITO LA SITUAZIONE DI CORTO CIRCUITO E ESTREMAMENTE DANNOSA E PERICOLOSA ARCHI ELETTRICI INCENDI SFORZI ELETTRODINAMICI Per i casi specifici visti precedentemente, e sotto le condizioni e, la Norma consente di omettere la protezione la conduttura sia realizzata in modo da rendere minimo il rischio di corto circuito la conduttura sia realizzata in modo da rendere minimo il rischio di corto circuito la conduttura non sia posta vicino a materiale combustibile la conduttura non sia posta vicino a materiale combustibile

33 CM33 ESEMPI DI CALCOLO SIA DATA UNA LINEA TRIFASE CON NEUTRO AVENTE LE SEGUENTI CARATTERISTICHE: corrente di impiego Ib = 28 A portata Iz = 41 A isolamento: PVC sezione S = 6 mm 2 tensione concatenata U = 400 V corrente di corto circuito presunta ad inizio linea Icc P = 8,5 kA lunghezza della tratta L = 60 m PROTEZIONE CONTRO IL SOVRACCARICO CON INTERRUTTORI AUTOMATICI: In = 32 A oppure In = 40 A CON FUSIBILI: [A] [A] In = 32 A If = 1,6 32 = 51,2 1,45 41 = 59,5 [A] [A] MA NON E IDONEO In = 40 A, poiché pur essendo [A] risulta però If = 1,6 40 = 64 > 59,5 [A] Ib In Iz If 1,45 · Iz

34 CM34 PROTEZIONE CONTRO IL CORTO CIRCUITO ESEMPI DI CALCOLO In Ib P.I. Icc p I 2 t K 2 S 2 CONDUTTURA CONDUTTURA PROTETTA A MONTE CONTRO IL SOVRACCARICO In = 32 A oppure In = 40 A ( > Ib = 28 A) In = 32 A oppure In = 40 A ( > Ib = 28 A) P.I. = 10 kA ( > Icc P = 8,5 kA) P.I. = 10 kA ( > Icc P = 8,5 kA) Segue pagina successiva

35 CM35 ESEMPI DI CALCOLO CONDUTTURA CONDUTTURA PROTETTA A MONTE CONTRO IL SOVRACCARICO: In = 50 A In = 50 A (> Iz = 41 A) I 2 t della protezione K 2 S 2 = del cavo Cavo PROTETTO

36 CM36 ESEMPI DI CALCOLO CONDUTTURA CONDUTTURA NON PROTETTA A MONTE CONTRO IL SOVRACCARICO: K 2 S 2 = del cavo I 2 t della protezione Icc 1 = 850 A In = 125 A In = 125 A (> Iz = 41 A) Icc m = 345 A Cavo NON PROTETTO

37 CM37 ESEMPIO Caratteristica dintervento di tipo C fornita da un costruttore: comportamento in caso di sovvraccarico e corto circuito Caratteristica di intervento di un interruttore, posto a protezione di una linea, con curva di tipo C che potrebbe essere fornita da un costruttore di una serie dinterruttori automatici

38 CM38 BREVE BIBLIOGRAFIA G. CONTE IMPIANTI ELETTRICI - VOL. 1 e 2 ED. HOEPLI Norma CEI 64-8: IMPIANTI ELETTRICI UTILIZZATORI A TENSIONE NOMINALE NON SUPERIORE A 1000 V IN CORRENTE ALTERNATA E A 1500 V IN C. CONTINUA ED. CEI LINK UTILI:LINK UTILI: APPROFONDIMENTI:APPROFONDIMENTI: - Guida allinstallazione dellimpianto elettrico - ABB - Distribuzione - criteri di progettazione – BTicino - Sistemi di bassa tensione - Gewiss - Guida al sistema Bassa Tensione - Schneider ElectricGuida allinstallazione dellimpianto elettrico - ABBDistribuzione - criteri di progettazione – BTicinoSistemi di bassa tensione - GewissGuida al sistema Bassa Tensione - Schneider Electric V. SAVI – P. NASUTI TECNICA PROFESSIONALE – ELETTROTECNICA, LABORATORIO ED ESERCITAZIONI PRATICHE ED. CALDERINI


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