Indice 6 - Protezione delle persone n Introduzione pag. 370 n Dispositivi differenziali pag. 374 n Lunghezza massima protetta per la protezione delle persone pag. 397 369 Protezione delle persone Introduzione Definizioni Effetti della corrente elettrica sul corpo umano Definizioni Conduttore di protezione (PE) Conduttore prescritto per alcune misure di protezione contro i contatti indiretti per il collegamento di alcune delle seguenti parti: masse, masse estranee, collettore (o nodo) principale di terra. Conduttore PEN Conduttore che svolge insieme le funzioni sia di conduttore di protezione sia di conduttore di neutro. Conduttore di terra (CT) Conduttore di protezione che collega il collettore principale di terra (o nodo) al dispersore o i dispersori tra di loro. Conduttore equipotenziale principale (EQP) e supplementare (EQS) Conduttore di protezione destinato ad assicurare il collegamento equipotenziale. Contatto diretto Contatto di persona con parti attive. Contatto indiretto Contatto di persona con una massa in tensione per un guasto. Corrente di guasto Corrente che si stabilisce a seguito di un cedimento dell’isolante o quando l’isolamento è cortocircuitato. Corrente di guasto a terra Corrente di guasto che si chiude attraverso l’impianto di terra. Corrente differenziale Somma dei valori istantanei delle correnti che percorrono tutti i conduttori attivi di un circuito in un punto dell’impianto. Massa Parte conduttrice di un componente elettrico che può essere toccata e che non è in tensione in condizioni ordinarie, ma che può andare in tensione in condizioni di guasto. Massa estranea Parte conduttrice non facente parte dell’impianto elettrico in grado di introdurre un potenziale, generalmente il potenziale di terra. Parte attiva Conduttore o parte conduttrice in tensione nel servizio ordinario, compreso il conduttore di neutro, ma escluso per convenzione il conduttore PEN. Resistenza di terra Resistenza tra il collettore (o nodo) principale di terra e la terra. Tensione di contatto Tensione che si stabilisce fra parti simultaneamente accessibili, in caso di guasto dell’isolamento. Tensione di contatto limite convenzionale (UL) Massimo valore della tensione di contatto che è possibile mantenere per un tempo indefinito in condizioni ambientali specificate. Circuito di distribuzione Circuito che alimenta un quadro di distribuzione. Circuito terminale Circuito direttamente collegato agli apparecchi utilizzatori o alle prese a spina. Interruttore differenziale di tipo AC Interruttore differenziale il cui sgancio è assicurato cc per correnti alternate sinusoidali differenziali applicate improvvisamente o lentamente crescenti Interruttore differenziale di tipo A Interruttore differenziale il cui sgancio è assicurato cc come per il tipo AC; e cc per correnti pulsanti unidirezionali e con o senza controllo dell’angolo di fase cc per correnti pulsanti unidirezionali sovrapposte ad una corrente continua senza ondulazioni di 0,006 A, indipendenti dalla polarità, applicate improvvisamente o lentamente crescenti. 370 Interruttore differenziale di tipo B Interruttore differenziale il cui sgancio è assicurato come per il tipo A ed inoltre: cc per correnti alternate sinusoidali differenziali fino a 1000 Hz, cc per correnti differenziali continue senza ondulazioni di 0,4 volte la corrente differenziale nominale (IDn) o 10 mA scegliendo il valore più elevato sovrapposto ad una corrente alternata, cc per correnti differenziali continue senza ondulazioni di 0,4 volte la corrente differenziale nominale (IDn) o 10 mA scegliendo il valore più elevato sovrapposto ad una corrente pulsante unidirezionale, cc per correnti differenziali pulsanti unidirezionali raddrizzate risultanti da due o più fasi, cc per correnti differenziali continue senza ondulazione. Le correnti differenziali sopra specificate sono indipendenti dalla polarità e possono essere applicate improvvisamente o lentamente crescenti. Isolamento principale Isolamento delle parti attive utilizzato per la protezione base contro i contatti diretti e indiretti. Isolamento supplementare Isolamento indipendente previsto in aggiunta all’isolamento principale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dell’isolamento principale. Doppio isolamento Isolamento comprendente sia l’isolamento principale che l’isolamento supplementare. Isolamento rinforzato Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive, in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isolamento, nelle condizioni specificate nelle relative Norme. Sintesi delle conseguenze del passaggio della corrente nell’organismo 1A Arresto cardiaco Effetti della corrente elettrica sul corpo umano Il rischio maggiore dell’elettricità risiede nell’azione delle correnti elettriche sulle due più importanti funzioni dell’organismo: la respirazione e la circolazione. Non sono comunque da sottovalutare i rischi di ustioni dovute al passaggio della corrente elettrica attraverso l’organismo. Limiti di percezione Il limite di percezione è molto variabile da un soggetto all’altro. Alcune persone percepiscono la corrente di intensità nettamente inferiori a 1 mA, mentre altre cominciano a percepire il passaggio della corrente ad intensità più elevate, dell’ordine di 2 mA. 75 mA Soglia di fibrillazione cardiaca Contrazione muscolare Approssimativamente la corrente di rilascio in CA 50÷100 Hz ha il valore di 10 mA per le donne e di 15 mA per gli uomini. Alcuni soggetti però sono in grado di liberarsi a correnti superiori (differenze sensibili secondo il sesso degli individui, l’età, le condizioni di salute, il livello di attenzione, ecc.). 30 mA Soglia di arresto respiratorio Arresto respiratorio Per le correnti da 20 a 30 mA, le contrazioni possono raggiungere l’apparato muscolare respiratorio fino a procurare un arresto respiratorio. 10 mA Contrazione muscolare (tetanizzazione) 0,5 mA Sensazione molto debole e scossa Fibrillazione ventricolare Esiste una proporzionalità approssimativa tra il peso corporale e la corrente necessaria alla fibrillazione, che permette di identificare una soglia compresa tra 70 e 100 mA. In realtà questa soglia non può essere definita in modo preciso poiché essa varia con le condizioni fisiologiche del soggetto, ma anche con i parametri ambientali e casuali dell’incidente: percorso della corrente all’interno del corpo, resistenza dell’organismo, tensione, tipo di contatto e tempo di passaggio della corrente nell’organismo. Rischi di ustioni Un altro rischio importante collegato all’impiego dell’elettricità è legato alle ustioni. Queste sono molto frequenti in caso di incidenti domestici e soprattutto industriali. Esistono due tipi di ustioni: cc dovuta all'arco: è causata dal calore irradiato dall’arco elettrico; cc elettrotermica: è un’ustione elettrica dovuta al passaggio della corrente elettrica attraverso l’organismo. 371 Introduzione Protezione delle persone Classificazione dei componenti elettrici Protezione da contatti elettrici diretti ed indiretti classificazione dei componenti elettrici classe 0 Isolamento principale Involucro metallico componente dotato di isolamento principale e non provvisto di alcun dispositivo per il collegamento delle masse a un PE c masse isolate da terra c protezione contro i guasti di isolamento affidate alle caratteristiche dell'ambiente circostante (es: pedana isolante) componente dotato di isolamento principale e provvisto di un dispositivo di collegamento delle masse a un PE c masse collegate a terra c protezione contro i guasti di isolamento affidata ai dispositivi di protezione dei circuiti componente dotato di doppio isolamento o di isolamento rinforzato e non provvisto di alcun dispositivo per il collegamento delle masse ad un PE l’isolamento supplementare può essere un involucro isolante con grado di protezione almeno IPXXB c masse isolate da terra c possibilità di realizzare un isolamento equivalente durante l'installazione mediante isolamento supplementare componente ad isolamento ridotto perché destinato ad essere alimentato esclusivamente da un sistema a bassissima tensione di sicurezza esempio: circuito SELV (V - 50 V CA) Massa classe I Isolamento principale Involucro metallico Massa classe II Ulteriore isolamento Isolamento principale classe III 50 V Nota: le condutture elettriche realizzate con i seguenti componenti hanno isolamento di classe II: cc cavi con guaina non metallica con tensione nominale maggiore di un gradino rispetto a quella necessaria per il sistema elettrico; cc cavi unipolari senza guaina installati in tubo o canale isolante conformi alle rispettive norme; cc cavi con guaina metallica aventi isolamento idoneo. Sistema di sbarre 1 2 3 N Contatto diretto Protezione da contatti diretti Qualunque sia il sistema di neutro, nel caso di un contatto diretto, la corrente che ritorna alla fonte di energia è quella che attraversa il corpo umano. I mezzi per proteggere le persone dai contatti diretti sono di diverso tipo (norma CEI 64-8). Protezione totale cc Isolamento delle parti attive (scatola isolante degli interruttori, isolamento del cavo, ecc); cc impiego di involucri o barriere con un grado di protezione almeno IPXXB. In caso di superfici orizzontali di barriere o involucri a portata di mano il grado di protezione non deve essere inferiore a IPXXD. Protezione parziale Protezione mediante allontanamento delle parti attive o con un interposizione di un ostacolo, tra le parti in tensione e l’utente, rimovibile senza attrezzi particolari. Per altro, alcune installazioni possono presentare rischi particolari, malgrado l’attuazione delle disposizioni precedenti, come l’isolamento che rischia di essere danneggiato, conduttori di protezione assenti o con rischi di rottura (cantiere, miniere, ecc.). Protezione addizionale Dispositivi differenziali a corrente residua (DDR) ad alta sensibilità (I∆n 30 mA). Tali dispositivi sono riconosciuti come protezione addizionale e quindi in aggiunta alle misure di protezione sopra indicate e non come unico mezzo di protezione contro i contatti diretti. Circuiti a bassissima tensione Tali circuiti permettono di realizzare una protezione combinata contro i contatti diretti e indiretti tramite l’alimentazione dei circuiti a bassissima tensione, l’utilizzo di componenti speciali e particolari condizioni di installazione. 372 Guasto di isolamento Contatto indiretto Protezione da contatti indiretti Le misure di protezione contro i contatti indiretti sono di due tipi: cc protezione senza interruzione automatica del circuito tramite: vv componenti con isolamento doppio o rinforzato (materiali in classe II), vv quadri prefabbricati aventi un isolamento completo e cioè realizzato con apparecchi in classe II, involucro in materiale isolante, ecc. (Norma CEI EN 61439-1), vv isolamento supplementare in aggiunta a quello principale, vv separazione elettrica realizzata con un trasformatore di isolamento, vv locali in cui pavimenti e pareti sono in materiale isolante, vv locali in cui le masse siano collegate tra loro da un conduttore equipotenziale e non siano connesse con la terra; cc protezione tramite interruzione automatica del circuito. È il metodo maggiormente usato per la maggior semplicità delle regole da osservare (rispetto a quelle previste dai casi precedentemente elencati) e per la minore dipendenza dalla conservazione nel tempo delle misure adottate per ottenere la protezione. Perché si possa realizzare una protezione attiva contro i contatti indiretti è necessario che: cc tutte le masse estranee e tutti gli elementi conduttori accessibili siano collegati all'impianto di terra tramite un conduttore di protezione. Due masse accessibili simultaneamente devono essere collegate al medesimo dispersore; cc i tempi di intervento della protezione siano tali da garantire l'incolumità della persona che venga a contatto con una massa accidentalmente sotto tensione. Il massimo tempo di intervento delle protezioni dipende: cc dal sistema di neutro; cc dalla tensione nominale tra fase e terra; cc dalle caratteristiche dell'ambiente. 373 Protezione delle persone Dispositivi differenziali Funzionamento Selettività differenziale Funzionamento Il principio della protezione differenziale di Schneider Electric si basa su un sistema in grado di assicurare quasi istantaneamente tre funzioni successive: rilevazione della corrente di dispersione, misura della stessa ed interruzione del circuito affetto da guasto. cc La rilevazione è ottenuta mediante un trasformatore di corrente (toroide) in cui il primario è rappresentato dai conduttori attivi del circuito da proteggere. In condizioni normali, la somma vettoriale delle correnti che attraversano i conduttori attivi è nulla, pertanto i flussi generati all’interno del toroide si annullano reciprocamente. La comparsa di una corrente di dispersione rompe quest’equilibrio ed induce una corrente residua al secondario. cc La misura é effettuata da un relè elettromagnetico che compara il segnale elettrico ricevuto dal toroide con la soglia d’intervento prestabilita (sensibilità). Il principio di funzionamento del relè è il seguente: un elettromagnete alimentato dalla corrente residua trasmessa dal toroide, esercita sul meccanismo di sgancio una forza che si contrappone a quella esercitata da un magnete permanente per trattenere i contatti in posizione di chiuso. Finché la forza del magnete permanente è superiore a quella dell’elettromagnete, il circuito rimane chiuso. cc L’intervento avviene quando la corrente residua è sufficientemente elevata per annullare l’effetto del magnete permanente: il meccanismo di sgancio comanda l’apertura dei contatti, interrompendo così, il circuito in cui si è verificato il guasto. I dispositivi differenziali Acti 9 sono di tipo elettromeccanico con funzionamento a corrente propria. La tecnologia a corrente propria è la più sicura, perché è indipendente dalla tensione di rete e soprattutto non richiede alcuna sorgente d’alimentazione esterna. Selettività orizzontale Permette il risparmio di un interruttore differenziale a monte dell’impianto quando gli interruttori sono installati nello stesso quadro. La parte di quadro e l’impianto a monte dei dispositivi differenziali devono essere realizzati in modo da ridurre al minimo il rischio di messa in tensione accidentale delle masse. In caso di perdita di isolamento solo la partenza interessata al guasto viene messa fuori servizio in quanto gli altri dispositivi differenziali non rilevano alcuna corrente verso terra. Ig Selettività verticale DDR DDR Selettività orizzontale ritardo tA>tBTOT I∆nA ≥ 2 I∆nB tempo totale di interruzione tBTOT I∆nB Selettività verticale 374 Per ragioni legate alla continuità di esercizio ed ai pericoli indotti da un eventuale mancanza di energia elettrica può essere richiesto un coordinamento selettivo tra due o più dispositivi differenziali disposti in serie. Per assicurare la selettività tra due dispositivi in serie è necessario soddisfare contemporaneamente le seguenti condizioni: cc la corrente differenziale nominale del dispositivo a monte deve essere almeno il doppio di quella del dispositivo a valle: I∆nA ≥ 2I∆nB. Questo per tener conto della tolleranza ammessa dalle norme le quali prevedono che l’intervento sia garantito per correnti uguali o superiori a I∆n e che il differenziale non intervenga per correnti inferiori uguali a 0,5 I∆n. Le correnti comprese tra 0,5 I∆n e I∆n appartengono al campo di tolleranza di intervento della protezione differenziale ammesso dalle norme di prodotto. Un dispositivo differenziale con soglia di intervento pari a 30 mA non interviene per correnti inferiori a 15 mA, potrebbe intervenire per correnti comprese tra 15 e 30 mA e deve intervenire per correnti superiori a 30 mA. cc Il ritardo intenzionale tA imposto al dispositivo a monte deve essere superiore al tempo totale di interruzione tB TOT del dispositivo a valle tA ≥ tB TOT Così facendo la selettività differenziale è garantita per tutti i valori di corrente superiori alla soglia di intervento del dispositivo differenziale disposto a valle. Nel campo degli interruttori differenziali per uso domestico e similare la selettività si può ottenere utilizzando dispositivi di protezione a corrente differenziale del tipo s in serie con dispositivi di protezione a corrente differenziale di tipo generale. In questo caso occorre rispettare un rapporto minimo tra le soglie di intervento pari a 3. Per ottenere selettività con i dispositivi a corrente differenziale nei circuiti di distribuzione è ammesso un tempo di interruzione non superiore a 1 s. Quando si utilizza un relé differenziale esterno all’apparecchio di interruzione il tempo tB TOT include il tempo di risposta del relé differenziale e del dispositivo di apertura dell’interruttore automatico e il tempo di interruzione di quest’ultimo (generalmente inferiore a 50 ms). Il coordinamento tra le protezioni differenziali Schneider Electric permette di garantire la continuità di servizio fra 2 o 3 livelli. Comportamento in presenza di correnti non sinusoidali Comportamento degli interruttori differenziali in presenza di correnti con componenti pulsanti unidirezionali e/o continue a Bb Ba B b H a b tipo AC tipo A L’utilizzo ormai sempre più diffuso, anche in ambienti non necessariamente di tipo industriale, di apparecchi con dispositivi elettronici di controllo o regolazione può comportare, in caso di guasto a terra, correnti di dispersione con componenti continue oppure pulsanti di tipo unidirezionale. Le Norme IEC e EN prevedono la classificazione dei dispositivi differenziali in tre tipi secondo la loro attitudine a funzionare in presenza di una corrente di guasto aventi componenti continue o pulsanti unidirezionali. Tipo AC Dispositivi differenziali sensibili alla sola corrente di dispersione alternata. Tipo A Dispositivi differenziali che garantiscono le caratteristiche di funzionamento anche per correnti di dispersione con componenti pulsanti ben specificate. Tipo B Dispositivi differenziali che garantiscono le caratteristiche di funzionamento anche per le correnti di dispersione di tipo continuo. Le Norme per gli apparecchi di tipo domestico (CEI EN 61008 e CEI EN 61009) e industriale (CEI EN 60947-2/App.B) hanno ben distinto e definito le prove e le prescrizioni per i dispositivi di tipo AC (di gran lunga ad oggi i più utilizzati) e di tipo A. È relativamente recente, all’interno delle norme di prodotto, la definizione delle prescrizioni e delle prove per i dispositivi differenziali classificati di tipo B. Ciò è stato fatto sia nel campo di applicazione domestico (CEI EN 62423), che in quello industriale (CEI EN 60947-2/App.M). Quest’ultima in particolare per i dispositivi differenziali a toroide separato (vedere pag. 390 dispositivi differenziali). Il circuito magnetico dei dispositivi di tipo AC è realizzato in materiale magnetico con ciclo di isteresi molto ripido (curva a). In presenza di una corrente di guasto verso terra con componente continua, il ciclo di isteresi e il segnale di guasto, proporzionale alla variazione di induzione ∆B, si riducono e di conseguenza il dispositivo differenziale non è in grado di intervenire. Il circuito magnetico dei dispositivi di tipo A è realizzato in materiale magnetico con ciclo di isteresi molto più inclinato e ristretto del precedente (curva b). In presenza di correnti di guasto verso terra con componenti pulsanti il ciclo non subisce variazioni sostanziali e di conseguenza il segnale di guasto è sufficiente a far intervenire il dispositivo differenziale. 375 Dispositivi differenziali Protezione delle persone Esempi di circuiti Forme d’onda delle correnti di guasto a terra in circuiti che presentano componenti elettronici In questo paragrafo si tratterà della protezione mediante interruttore differenziale di apparecchi in classe di isolamento I. Nella figura sottostante sono mostrati degli esempi di circuiti elettronici con a fianco l’andamento della corrente di guasto a terra. La forma d’onda della corrente di guasto a terra è legata alla tensione esistente tra il punto di guasto e il punto a terra dell’impianto. Solo nel caso in cui si abbiano componenti elettronici bidirezionali (schema A) la corrente di guasto è alternata e quindi tale da consentire l’intervento dei dispositivi differenziali di tipo AC. Nell’ambito domestico e similare la distribuzione e i sistemi di raddrizzamento sono monofase e questo corrisponde agli schemi da B a G. L’andamento delle correnti di guasto è di tipo pulsante e di conseguenza i DDR di tipo A garantiscono generalmente la protezione delle persone. Fa eccezione il caso dello schema D, in cui la presenza di un condensatore con la sua corrente di scarica introduce nella forma d’onda della corrente di guasto una componente continua; in questo caso il DDR di tipo A è in grado di rilevare la corrente di guasto soltanto nel caso in cui si stabilisca in maniera molto rapida, per cui risulta più indicato l’impiego di un differenziale di tipo B. Nell’ambiente industriale la maggior parte dei raddrizzatori sono trifasi (schemi da H a J della figura). Alcuni di questi schemi possono generare una corrente di guasto continua con un basso tasso di ondulazione: cc lo schema H fornisce una tensione raddrizzata con un basso tasso di ondulazione a regime, quindi delle correnti di guasto difficili da rilevare con il DDR di tipo A; cc lo schema K invece genera delle correnti di guasto molto parzializzate e quindi rilevabili dagli stessi DDR di tipo A, ma è equivalente allo schema H nel caso di conduzione di onda non parzializzata; cc lo schema J è il più frequente e si trova normalmente nei variatori di velocità per motori a corrente continua. Con questo schema, per la presenza della forza controelettromotrice e dell’induttanza del motore, si generano delle correnti di guasto meno ondulate che nel caso degli schemi precedenti H e J, specialmente alle alte velocità; occorre quindi utilizzare necessariamente un differenziale di tipo B. circuito con componente elettronico bidirezionale: si può utilizzare un differenziale di tipo AC. schema A Id ii ph ωt N circuiti per saldatrici o regolatori di luminosità: è preferibile utilizzare un differenziale di tipo A. schema B Id ph R N ωt Schema C Id ph R N circuito per carica batterie monofase: è più indicato l’impiego di un differenziale di tipo B. schema D ph N 376 ωt Id ωt circuito per l’alimentazione di apparecchi domestici a motore: è preferibile utilizzare un differenziale di tipo A schema E ph Id M N raddrizzatore a ponte monofase non controllato (schema F) e controllato (schema G) utilizzato in ingresso all’alimentazione di vari apparecchi elettrici (TV, forno micro-onde, calcolatori, fotocopiatrici): è preferibile utilizzare un differenziale di tipo A ωt schema F Id ph N R ωt schema G Id ph R N ωt ponte trifase utilizzato in raddrizzatori per saldatrici, elettrocalamite ed elettrolisi: utilizzare un differenziale di tipo B schema H (+) Id guasto su (+) 1 2 ωt 3 guasto su (-) (-) ponte trifase controllato per rete in c.c. di tipo industriale: in caso di onda parzializzata può essere sufficiente utilizzare un differenziale di tipo A schema K (+) Id guasto su (+) 1 2 ωt 3 guasto su (-) (-) ponte trifase controllato utilizzato nei variatori di velocità per motori in c.c.: utilizzare un differenziale di tipo B schema J Id (+) 1 2 guasto su (+) alle basse velocità wt 3 Id guasto su (+) alle alte velocità (-) wt 377 Dispositivi differenziali Protezione delle persone Perturbazioni Dispositivi differenziali super immunizzati A 200 90% Le perturbazioni dei dispositivi differenziali I dispositivi di protezione differenziali (interruttori automatici differenziali, interruttori non automatici differenziali a toroide separato) sono utilizzati in campo civile, terziario e industriale. La protezione differenziale viene installata per assicurare tre funzioni fondamentali: cc proteggere le persone contro il rischio di un contatto indiretto; cc proteggere contro le correnti di guasto verso terra che possono essere causa di rischi d’incendio; cc assicurare una protezione addizionale contro il rischio di un contatto diretto. 10µs (f=100 kHz) 10% t [µs] ca 0,5 µs 60% Fig. 1: Andamento dell’onda di prova “ring wave” Cosa vuol dire intervento intempestivo di un differenziale Un dispositivo differenziale deve essere in grado, in qualunque momento, di assicurare la protezione differenziale senza intervenire sotto l’azione di una corrente di dispersione transitoria, cioè in assenza di un vero guasto d’isolamento. Questi interventi intempestivi nuociono al comfort dell’ambiente e alla continuità di servizio e possono spingere l’utente ad eliminare l’inconveniente disattivando il dispositivo di protezione. Si definisce intervento intempestivo di una protezione differenziale il suo intervento causato da correnti di dispersione non pericolose per le persone e per i beni. Quali sono le cause? I differenziali sono sensibili a numerose perturbazioni. In realtà, sono le conseguenze di queste perturbazioni, cioè la creazione di correnti di dispersione verso terra, che, rilevate dai dispositivi differenziali, possono provocare dei malfunzionamenti. Negli impianti di bassa tensione le perturbazioni possono avere origine all’interno dell’impianto stesso oppure possono provenire dall’esterno (es. fenomeni atmosferici, reti di media tensione). Tipi di perturbazioni Le perturbazioni sono essenzialmente dovute a sovratensioni e ad armoniche: cc sovratensioni dovute a scariche atmosferiche: sono quelle più elevate in ampiezza. Esse producono nella rete un’onda di sovratensione transitoria, che provoca correnti di dispersione attraverso le capacità costituite dalla rete e dalla terra; cc sovratensioni di manovra: si verificano in corrispondenza dell’apertura e della chiusura di circuiti capacitivi (batterie di condensatori), induttivi (motori) e all’interruzione di correnti di cortocircuito. Le sovratensioni di manovra provocano correnti di dispersione di forma paragonabile a quella originata da fenomeni atmosferici, sono generalmente più frequenti, ma di ampiezza minore; cc sovratensioni a frequenza industriale: sono quelle dovute ad esempio a: vv guasto d’isolamento in rete IT; vv rottura del neutro con conseguente squilibrio delle tensioni di fase; vv intervento di scaricatori su linee MT con conseguente innalzamento del potenziale di terra dell’installazione (e quindi delle masse collegate); vv guasto MT/BT in cabina; vv tensioni con forte contenuto armonico prodotte da apparecchi connessi alla rete di media tensione (es. forni ad arco); vv correnti di dispersione verso terra permanenti dovute alla presenza nell’impianto di apparecchi elettronici che possiedono in ingresso un filtro capacitivo collegato tra le fasi e la massa. Queste correnti permanenti sono sia a frequenza industriale che ad alta frequenza; vv correnti e tensioni con forti componenti armoniche generate dalla presenza sempre più massiccia di componenti elettronici negli impianti. Se si eccettua il caso delle scariche atmosferiche, le perturbazioni interne alle reti BT hanno un’influenza molto più forte sul funzionamento dei differenziali rispettto alle perturbazioni esterne per ragioni di maggiore prossimità e intensità dei fenomeni. Gli effetti delle perturbazioni che hanno origine sulla rete di media tensione sono ammortizzati dalla presenza del trasformatore MT/BT e dei cavi dell’impianto. Immunità dei dispositivi differenziali Per verificare il comportamento degli interruttori differenziali nei confronti di questi fenomeni, le Norme CEI EN 61008 e CEI EN 61009 hanno introdotto una prova da effettuare in laboratorio utilizzando generatori di impulso ben specificati con i quali si può ottenere una tensione transitoria di tipo oscillatorio, la cui forma d’onda, nota come “ring-wave” (vedi fig.1), è definita dalle seguenti caratteristiche: cc 0,5 µs: durata del fronte di risalita; cc 100 kHz: frequenza di oscillazione del fenomeno transitorio; cc 200 A: valore di picco iniziale della corrente. 378 In aggiunta, i dispositivi differenziali della gamma modulare Schneider Electric di tipo standard sono sottoposti ad un ulteriore verifica; si tratta di una prova, prevista dalla Norma Internazionale IEC60 (e ripresa dalla norma francese relativa agli interruttori di utenza NFC 62-411), nella quale il dispositivo è sottoposto ad un’onda di corrente di tipo impulsivo che simula la corrente di fuga che circola attraverso le capacità in aria esistenti tra impianto e terra in conseguenza di una sovratensione atmosferica. Questa corrente è definita dalle seguenti caratteristiche: cc 8 µs: durata del fronte di risalita; cc 20 µs: tempo fino all’emivalore; cc 250 A: valore di picco della corrente di prova per i differenziali istantanei; cc 3000 A: valore di picco della corrente di prova per i differenziali selettivi. A 250 125 8 20 Fig. 2: Andamento dell’onda di prova IEC60 t [µs] I dispositivi differenziali super immunizzati (tipo si ) I dispositivi differenziali dalla gamma si super immunizzati sono dei relé differenziali di tipo A concepiti appositamente per sopportare le perturbazioni presenti negli impianti, senza che si abbiano interventi intempestivi o desensibilizzazione del relé per saturazione del toroide. La soluzione proposta da Schneider Electric si basa sull’inserimento tra il toroide e il relé di sgancio di un filtro elettronico che introduce un leggero ritardo allo sgancio del relé; questo ritardo consente al differenziale di tipo si di sopportare tutti i fenomeni transitori, restando nei limiti di sicurezza per quanto riguarda i tempi d’intervento (tempo di sgancio a 2I∆n < 30 ms). Influenza delle sovratensioni I nuovi differenziali istantanei tipo si resistono a dei livelli ben superiori di sovratensioni rispetto a quelli previsti dalle norme CEI EN 61008 e CEI EN 61009 e sopportano, senza interventi, la maggior parte delle sovracorrenti transitorie verso terra provocate dalle scariche atmosferiche o dalle manovre sulla rete attraverso le capacità della linea e dei filtri degli utilizzatori. Infatti i differenziali si sono concepiti per non sganciare istantaneamente, ma con una leggera temporizzazione dell’ordine di 10 ms, consentendo così una miglior tenuta ai transitori. Influenza delle correnti ad alta frequenza Correnti ad alta frequenza sono generate e inviate a terra dai filtri di alcuni carichi come ad esempio i reattori elettronici delle lampade fluorescenti, i variatori di velocità dei motori, i variatori elettronici di luminosità, ecc.. Inoltre questi carichi possono dare luogo a correnti di dispersione verso terra con componenti continue. In funzione del numero di utilizzatori installati, si possono presentare due tipi di problemi con i differenziali standard: cc intervento intempestivo dovuto alle correnti ad alta frequenza di modo comune; cc non intervento per saturazione dovuto alle componenti continue della corrente di dispersione verso terra. I filtri della nuova gamma si sono di tipo passo basso e quindi attenuano gli effetti delle componenti ad alta frequenza della corrente di dispersione verso terra. Il differenziale di tipo si è quindi in grado di realizzare un declassamento in frequenza, adattando la soglia di sgancio alla frequenza della corrente; ad esempio con una corrente di dispersione a 1000 Hz la soglia di sgancio I∆n di un interruttore differenziale da 30 mA diventa pari a 14 I∆n, ma gli effetti di una corrente a 1000 Hz che attraversa il corpo umano sono molto inferiori a quelli provocati dallo stesso valore di corrente a 50 Hz. Nei differenziali di tipo standard il relé di sgancio riceve continuamente un segnale elettrico del trasformatore, creando un rischio permanente di intervento intempestivo o di saturazione. Nella gamma si il segnale non arriva al relé fino a che tutti i filtri non autorizzano l’intervento. Stabilità della soglia d’intervento La stabilità della soglia d’intervento alle basse temperature è garantita dalla scelta di un opportuno materiale magnetico del toroide così come da una configurazione dell’insieme elettronica/relè favorevole. I dispositivi differenziali della gamma si funzionano fino ad una temperatura di ≤ 25°C. 379 Dispositivi differenziali Protezione delle persone Perturbazioni Dispositivi differenziali super immunizzati Esempi d’impiego del differenziale si "si" "si" Le sovratensioni di origine atmosferica e gli utilizzatori prioritari. Quando un fulmine cade nei pressi di un immobile o di un fabbricato, la rete è sottoposta ad un onda di tensione che genera delle correnti di dispersione transitorie che si richiudono verso terra attraverso i cavi o i filtri. In funzione dell’intensità, della prossimità dell’impatto e delle caratteristiche dell’installazione elettrica, queste correnti di dispersione possono provocare un intervento intempestivo. Per garantire la continuità di servizio dei circuiti prioritari, assicurando contemporaneamente la sicurezza, in caso di perturbazioni atmosferiche occorre associare: cc uno scaricatore di sovratensioni, che permette di proteggere gli utilizzatori sensibili dalle sovratensioni atmosferiche; cc un dispositivo differenziale 300/500 mA tipo si selettivo a monte, per assicurare una selettività differenziale totale; cc un dispositivo differenziale 30 mA tipo si, installato a protezione degli utilizzatori prioritari. La micro-informatica e gli interventi intempestivi Per garantire la conformità alle direttive europee riguardanti la compatibilità elettromagnetica, numerosi costruttori hanno installato all’interno dei loro prodotti informatici dei filtri antidisturbo. Questi filtri generano delle correnti di dispersione permanenti a 50 Hz, dell’ordine di 0,5 ÷ 1,5 mA per apparecchio, a seconda del modello e della marca. Quando più utilizzatori di questo tipo sono collegati alla stessa fase, le correnti di dispersione si sommano vettorialmente; nelle reti trifasi, le dispersioni di due fasi possono annullarsi reciprocamente in funzione del loro sfasamento e delle dispersioni prodotte su ciascuna fase. Quando la somma delle correnti di dispersione permanenti raggiunge approssimativamente il 30% della soglia nominale della sensibilità del dispositivo differenziale (I∆n), è sufficiente una piccola sovratensione o picco di corrente (provocato, per esempio, dall’avviamento di uno o di più personal computers) per provocare un intervento intempestivo. Le possibili soluzioni sono: cc suddividere i circuiti: la divisione dei circuiti evita il sovrannumero di utilizzatori dipendenti dallo stesso differenziale convenzionale monofase. Si arriva ad un massimo di 6 utilizzatori partendo dalla seguente considerazione: nel peggiore dei casi, ipotizzando una dispersione di 1,5 mA per ognuno, la dispersione totale è pari a 9 mA, cioè il 30% della soglia di sensibilità del differenziale da 30 mA; cc utilizzare dei dispositivi si: grazie al suo comportamento in presenza di correnti transitorie, la gamma si è particolarmente indicata in presenza di apparecchiature informatiche. Permette l’installazione di un maggior numero di apparecchi (fino ad un massimo di 12 utilizzatori informatici) a valle dello stesso dispositivo differenziale, senza che si verifichino interventi intempestivi. Lampade fluorescenti con reattore elettronico Le lampade fluorescenti possono dare origine a tre tipi di problemi: cc correnti di dispersione continue pulsanti; cc correnti di dispersione ad alta frequenza per la presenza di filtri capacitivi collegati verso terra o correnti ad alta frequenza introdotte nella rete che provocano anomalie di funzionamento del relé; cc correnti di spunto all’accensione o allo spegnimento a causa dei transitori d’inserzione dovuti alla carica dei condensatori alla messa in tensione. Se le correnti di dispersione ad alta frequenza sono deboli non provocano l’intervento del differenziale, ma inducono comunque una presensibilizzazione del relé di sgancio. In caso d’inserzione di altri circuiti dello stesso tipo, le correnti di spunto dovute alla capacità dei reattori delle lampade verso terra, sensibilizzano ulteriormente il relé dando origine a interventi intempestivi dei differenziali. Le possibili conseguenze in caso di impiego di differenziali toroidali sono: cc non intervento per saturazione dei differenziali di tipo AC; cc interventi intempestivi per correnti di spunto o ad alta frequenza di valore superiore alla soglia di sgancio. La soluzione a questi problemi può essere quella di limitare il numero di reattori elettronici a valle di ogni differenziale standard a meno di 20 per fase. In alternativa si possono utilizzare dei dispositivi differenziali di tipo si, con i quali si ha la possibilità di collegare fino a 50 reattori elettronici per fase. 380 Perturbazioni Dispositivi con richiusura automatica I RED, REDs e REDtest, Riarmo E Differenziale, offrono le seguenti funzioni: cc protezione delle persone contro i contatti diretti e indiretti cc protezione delle installazioni elettriche contro i guasti di isolamento cc interruzione dei circuiti di carico già protetti contro sovraccarichi e cortocircuiti cc riarmo automatico in seguito a controllo isolamento del circuito a valle cc verifica automatica e periodica del dispositivo, senza interruzione dell’alimentazione del circuito a valle (REDtest). Funzionamento Dispositivo di riarmo Il dispositivo di riarmo automatico integrato provoca la chiusura automatica del dispositivo differenziale dopo aver verificato l’isolamento del circuito a valle. In caso di guasto la richiusura del RED non è consentita. Test cc La funzione Test è possibile solo in modalità manuale, con coperchio aperto in posizione Auto Off. L’operatore può verificare manualmente il funzionamento del dispositivo premendo il tasto Test. Il circuito a valle viene temporaneamente interrotto. A questo punto occorre richiudere manualmente il RED agendo sulla leva O-l per alimentare nuovamente il circuito a valle. Istogramma di funzionamento e segnalazione di un ciclo di riarmo Impianto guasto Impianto funzionante Contatto Fase di controllo Test impianto Attivazione disp. molla Lampeggiamento LED (modo funzionamento) Apertura sportello scorrevole Rilevamento guasto e blocco Guasto Riarmo Avvio ciclo di riarmo Guasto transitorio Tensione a valle Nota: per il funzionamento e i cicli di verifica dei differenti modelli, si rinvia alla guida tecnica del catalogo Multi9 LEES CAB 200 FI. 381 Protezione delle persone Dispositivi differenziali Dispositivi differenziali a toroide separato Tabelle di selettività differenziale Dispositivi differenziali a toroide separato Vigirex I relè differenziali Vigirex nascono per rispondere ad esigenze installative ed impiantistiche più complesse ma non prive di tutte le perturbazioni sopra descritte e che in parte il differenziale "si" va a risolvere. Infatti questo relè include non solo tutti i plus dei "si" ma, visto le sue maggiori possibilità applicative, anche altre che andremo di seguito a descrivere. Il funzionamento della gamma dei relè differenziali Vigirex si fonda sui 4 principi (tolleranza ridotta della soglia di protezione, sgancio a tempo inverso, filtraggio in frequenza e misura RMS della corrente di dispersione verso terra) che hanno l’obiettivo di: cc gestire la misura delle correnti residua senza sganci intempestivi cc garantire la protezione delle persone con uno sgancio istantaneo in caso di guasto pericoloso Tolleranza ridotta della soglia di protezione I∆n Per tenere conto delle tolleranze (temperature, dispersione dei componenti, ecc…), le norme di prodotto prevedono che un relè differenziale regolato ad un valore Idn debba avere: cc una soglia di non funzionamento per qualsiasi corrente di guasto ≤I∆n/2, cc una soglia di funzionamento per qualsiasi corrente di guasto ≥ I∆n. Le tecnologie applicate ai relè differenziali Vigirex permettono di garantire una soglia di non intervento sicura per 0,8 I∆n. Grazie alla tolleranza ridotta della soglia di protezione si riducono notevolmente gli sganci intempestivi dovuti alle correnti naturali ed intenzionali. La norma prodotto CEI EN 60947-2 lascia al costruttore la libertà di indicare il livello di non funzionamento, se questo è diverso dalla regola generale. Differenziale standard Non funzionamento I guasto Funzionamento tabella di selettività differenziale I∆n a monte I∆n a valle mA 10 30 300 500 mA 300 500 sec. S taratura da 0,06 a 4,5 sec S 0,06 0,15 0,25 0,31 0,5 IST IST IST S 0,06 0,15 0,25 0,31 0,5 0,8 1 4,5 IST S 0,06 0,15 0,25 0,31 0,5 0,8 1 4,5 0,8 1 4,5 A 1 S 0,06 0,15 0,25 0,31 0,5 0,8 1 4,5 Selettività garantita con solo differenziali Schneider Electric sia a monte che a valle. Selettività differenziale garantita solo con la gamma Vigirex a pag. 390 installati a monte. 382 Selettività differenziale tabella di selettività differenziale I∆n a monte I∆n a valle mA 10 30 300 500 A 1 3 10 sec IST IST IST S 0,06 0,15 0,25 0,31 0,5 0,8 1 4,5 IST S 0,06 0,15 0,25 0,31 0,5 0,8 1 4,5 IST S 0,06 0,15 0,25 0,31 0,5 0,8 1 4,5 IST S 0,06 0,15 0,25 0,31 0,5 0,8 1 4,5 IST 0,06 0,15 0,25 0,31 0,5 0,8 1 4,5 A 3 S 10 0,06 0,15 0,25 0,31 0,5 0,8 1 4,5 0,06 0,15 0,25 0,31 0,5 30 0,8 1 4,5 0,06 0,15 0,25 0,31 0,5 0,8 1 4,5 Selettività garantita con solo differenziali Schneider Electric sia a monte che a valle. Selettività differenziale garantita solo con la gamma Vigirex a pag. 390 installati a monte. 383 Dispositivi differenziali Protezione delle persone Caratteristiche dei dispositivi differenziali a toroide separato Filtraggio delle frequenze armoniche I relè Vigirex si avvalgono della tecnologia di misura del valore efficace RMS delle correnti omopolari consentendo: cc la misura precisa delle correnti armoniche, evitando gli sganci intempestivi dovuti a correnti (non pericolose) con fattore di cresta importante, cc di calibrare correntemente le energie di queste correnti di guasto che occorre tenere in considerazione in caso di rischio d’incendio o per garantire la protezione dei beni. Circolazione delle correnti residue in un convertitore di frequenza. Curva 1 2 Fattore di frequenza della soglia di fibrillazione (IEC 60479-2). Correnti residue naturali a valle di un raddrizzatore. Corrente verso terra non pericolosa I convertitori di frequenza provocano le correnti residue più specifiche da analizzare. La forma della tensione generata dal convertitore di frequenza e in particolare la presenza di fronti di tensione creati dalla commutazione degli IGBT è all’origine di correnti residue alta frequenza che circolano attraverso i cavi di alimentazione. Il valore efficace di queste correnti può raggiungere diverse decine o centinaia di milliampere. Corrente verso terra pericolosa La norma IEC 60479-2 traduce la sensibilità del corpo umano in funzione della frequenza. n conseguenza l’interpretazione della tabella dimostra che: cc la protezione delle persone alle frequenze industriali 50/60 Hz è il caso più critico, cc l’utilizzo di filtri che rispondano a questa curva di “densibilizzazione” garantisce una protezione sicura. La figura, riportata a fianco, risulta essere molto esplicativa di come il relè differenziale Vigirex, grazie alla sua tecnologia, riesce a garantire la protezione alle persone e non subisce il disturbo delle armoniche delle correnti naturali ed intenzionali garantendo una alta continuità di esercizio. Curva I∆n/ tempo dei relè temporizzati La protezione delle persone richiede l’utilizzo di relé non temporizzati. Questi devono essere conformi alle norme vigenti per garantire la sicurezza. La norma CEI EN 60947-2 e il Rapporto Tecnico IEC 60755 indicano i valori consigliati della corrente di regolazione. Stabiliscono inoltre i tempi massimi di intervento da rispettare in funzione del livello della corrente differenziale di guasto ovvero: tabella B sezione B.4.2.4.1 della norma CEI EN 60947-2 If Tps I∆n 0,3 s 2 I∆n 0,15 s 5 I∆n 0,04 s 10 I∆n 0,04 s Legenda: Tps: tempo totale d’interruzione della corrente (compreso il tempo di apertura del dispositivo associato) If: corrente residua I∆n: regolazione della soglia del relé differenziali. Per 30 mA 5 I∆n può essere sostituito da 0,25 A: in questo caso 10 I∆n viene sostituito da 0,5 A. Vigirex utilizza questo tipo di curva di risposta per gestire le false correnti di guasto legate alla chiusura dei carichi (messa sotto tensione del trasformatore, avviamento motore). Questi tempi di intervento vengono garantiti da Schneider per l'associazione dei relé Vigirex con le proprie gamme di interruttori automatici calibro ≤ 630 A. Soprattutto in caso di regolazione alla soglia 30 mA. Caratteristiche dei tori I tori delle gamme Vigirex permettono al relé elettronico di misurare le diverse correnti omopolari che circolano sulla partenza da controllare. Sono adatti: cc alla misura delle correnti cc alla tenuta alle sovratensioni cc alla tenuta alle correnti di cortocircuito. Nota: è indispensabile rispettare rigorosamente le regole d’installazione dei cavi attraverso il toro. L’aggiunta di un manicotto “regolatore” del campo magnetico permette di aumentare sensibilmente la corrente nominale d’impiego. 384 Misura delle correnti omopolari cc La dinamica di misura: la realizzazione di questa dinamica di misura richiede un circuito magnetico particolare per la misura delle correnti molto deboli ed un corretto adattamento d’impedenza per la misura delle correnti più forti (onde evitare la saturazione).Per fare questo occorre trovare il giusto compromesso tra: vv un materiale di permeabilità magnetica mr elevata ed i fenomeni di saturazione vv un toro di sezione rilevante ed un ingombro accettabile vv un numero di avvolgimenti (spire) n elevato e: - una resistenza sufficientemente bassa - un’ampiezza dei segnali sufficiente (guadagno 1/n). Tenuta alle sovratensioni I relé differenziali Vigirex sono provati per la tenuta alle sovratensioni secondo quanto previsto dalla norma CEI EN 60947-1 allegato H (che riprende i requisiti normativi del “coordinamento dell’isolamento”). cc Livello di tenuta agli impulsi di tensione. La tensione della rete e la posizione dell’apparecchio sulla rete elettrica determinano i livelli di sovratensione ai quali rischia di essere sottoposto il dispositivo elettrico (tabella H1 della norma CEI EN 60947-1). Un dispositivo differenziale a tensione residua Vigirex (relé + toro) puo essere installato in testa all’installazione. Per questo Schneider Electric garantisce la tenuta alle sovratensioni dei tori per i limiti massimi di una rete BT alla tensione nominale massima ammessa (1000 V). tensione nominale dell’installazione utilizzi M all’origine dell’installazione BT 230/240 V 6 kV 400/690 V 8 kV .../1000 V 12 kV categoria IV cc messa in opera su Vigirex Le caratteristiche seguenti sono specificate. tori tensione di riferimento categoria Uimp sui circuiti di distribuzione 4 kV 6 kV 8 kV III a livello dei ricevitori 2,5 kV 4 kV 6 kV II alimentazione (per Us > 48 V) contatti di uscita relé 1000 V 525 V 400 V IV 12 kV IV 8 kV IV 6 kV Misura delle correnti perturbate L’acquisizione dell’onda di corrente composta da armoniche a bassa frequenza non pone problemi per i tori. Il limite principale consiste nel garantire la misura della corrente con componenti continue: queste possono provocare la saturazione del circuito magnetico e in tal modo desensibilizzare la misura; in questo caso una corrente di guasto pericolosa rischia di non essere rilevata. A questo scopo affinché il toro emetta un segnale di uscita corretto è necessario utilizzare un materiale magnetico che non presenti una curva di saturazione orizzontale, ovvero un materiale con una debole induzione residua Br. Questo permette di assicurare una misura tipo A. Tenuta ai cortocircuiti Il dispositivo differenziale deve essere scelto per livelli di corrente di cortocircuito adatti alla protezione comandata, nel punto dell’impianto in cui è installato. La norma CEI EN 60947-2 appendice M, richiede di indicare le diverse correnti di cortocircuito che il DDR dovrà sopportare per poter garantire un funzionamento corretto. cc Icc: corrente di cortocircuito nominale cc Icw: corrente di cortocircuito nominale di breve durata cc I∆w: corrente di cortocircuito di guasto a terra. Icw Icc I∆w relé Vigirex con tori TA 30, PA 50, IA 80, MA120 associato ad un interruttore Schneider Electric 100 kA/0,5 s 150 kA 85 kA/0,5 s relé Vigirex con tori SA 200 e GA 300 associato ad un interruttore Compact NS630b a 3200 A, Masterpact NT o NW fino a 6300 A 100 kA/0,5 s 100 kA 85 kA/0,5 s Nota: le caratteristiche indicate sono richieste per un’associazione DDR-interruttore. In caso di associazione interruttore-DDR, è necessario uno studio più approfondito se le correnti di guasto da controllare sono superiori a 6 In (ove In è la corrente nominale o calibro dell’interruttore). Per la gamma Vigirex Schneider garantisce valori pratici omogenei alle caratteristiche dei circuiti controllati e agli interruttori automatici che realizzano la funzione di protezione. 385 Protezione delle persone Dispositivi differenziali Il sistema Acti 9 tipo interruttori differenziali puri DomB2 CEI EN 61008-1 norme numero di poli 1P+N 2P 3P 4P AC A A SI B iID CEI EN 61008-1 ID tipo B CEI EN 61008 – – – cc cc cc – – – – – – – – cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc – 230 4 – 230/400 4 – 230/400 6 – – – Inc 440 25 - 40 50 – 440 25 - 40 50 – 500 da 16 a 100 50/60 10000 400 da 25 a 125 50 10000 [IDm] – 1000 1500 10 In (500 A min.) – – – – – cc – – cc cc cc cc – – – – – – cc – cc cc cc – – – cc cc – – – – cc cc cc cc – – – – – – cc – – – tipo tensione [V] tensione nom. di tenuta ad impulso [kV] tensione d’isolamento [V] corrente nominale [A] frequenza [Hz] corrente di cortocircuito nominale condizionale potere di chiusura e di interruzione nominale [A] curve sensibilità [mA] ID C40 CEI EN 61008-1 Ue Uimp Ui In [IDn] 10 30 100 300 500 1000 3000 300 500 1000 3000 – – cc 230/400 4 caratteristiche elettriche curve B – – – – C – – – – D – – – – L – – – – K – – – – MA – – – – Inc: corrente di corto circuito nominale condizionale È il valore efficace di corrente presunta, assegnato dal costruttore, che un interruttore differenziale, protetto da un dispositivo di protezione da cortocircuito (interruttore automatico o fusibile), può sopportare in condizioni specificate senza subire alterazioni che ne compromettano la funzionalità. IΔc: corrente di corto circuito nominale condizionale differenziale È il valore di corrente presunta differenziale, assegnato dal costruttore, che un interruttore differenziale, protetto dal dispositivo di protezione dal cortocircuito, può sopportare in condizioni specificate senza subire alterazioni che ne compromettano la funzionalità. Im: potere di chiusura e di interruzione nominale È il valore efficace della componente alternata della corrente presunta, assegnato dal costruttore, che un interruttore differenziale può stabilire, portare ed interrompere in condizioni specificate. IΔm: potere di chiusura e di interruzione nominale È il valore efficace della componente alternata della corrente presunta differenziale, assegnato dal costruttore, che un interruttore differenziale può stabilire, portare ed interrompere in condizioni specificate. 386 blocchi Vigi Vigi iC60/QuickVigi iC60 CEI EN 60947-2 e CEI EN 61009-1 – Vigi C120 CEI EN 60947-2 e CEI EN 61009-1 – Vigi NG125 CEI EN 60947-2 e CEI EN 61009-1 – cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc 230/400 6 – 230/400 6 – 230/400 8 500 25 - 40 - 63 50/60 – 500 ≤ 125 50/60 – 690 63 - 125 50/60 – – – – – – – – – cc cc cc cc cc – – cc cc cc cc cc cc – – – – cc cc cc cc cc – cc cc cc cc cc – – cc In base all'interruttore utilizzato In base all'interruttore utilizzato In base all'interruttore utilizzato 387 Protezione delle persone Dispositivi differenziali Il sistema Acti 9 tipo interruttori magnetotermici differenziali norme numero di poli 1P+N 2P 3P 4P AC A A SI B tipo tensione [V] tensione nom. di tenuta ad impulso [kV] tensione d’isolamento [V] corrente nominale [A] frequenza [Hz] potere di interruzione [A] corrente di cortocircuito nominale condizionale capacità di chiusura e interruzione: corrente residua nominale [A] sensibilità [mA] DomC45 DomC42 CEI EN 61009-1 CEI EN 61009-1 cc – – – – cc – – cc cc cc – 230 4 – – – 230 4 Icn Inc 440 da 6 a 32 50 – – 440 da 6 a 32 50 – – [IDm] 4500 4500 Ue Uimp Ui In [IDn] 10 30 100 300 500 1000 3000 300 500 1000 3000 cc – – cc cc – – – – – – – – – – – – – – cc – – – caratteristiche elettriche curve B – – cc cc C D – – L – – K – – MA – – Inc: corrente di corto circuito nominale condizionale È il valore efficace di corrente presunta, assegnato dal costruttore, che un interruttore differenziale, protetto da un dispositivo di protezione dal cortocircuito (interruttore automatico o fusibile), può sopportare in condizioni specificate senza subire alterazioni che ne compromettano la funzionalità. IΔc: corrente di corto circuito nominale condizionale differenziale È il valore di corrente presunta differenziale, assegnato dal costruttore, che un interruttore differenziale, protetto dal dispositivo di protezione dal cortocircuito, può sopportare in condizioni specificate senza subire alterazioni che ne compromettano la funzionalità. Im: potere di chiusura e di interruzione nominale È il valore efficace della componente alternata della corrente presunta, assegnato dal costruttore, che un interruttore differenziale può stabilire, portare ed interrompere in condizioni specificate. IΔm: potere di chiusura e di interruzione nominale È il valore efficace della componente alternata della corrente presunta differenziale, assegnato dal costruttore, che un interruttore differenziale può stabilire, portare ed interrompere in condizioni specificate. SCPD Dispositivi di protezione contro i cortocircuiti (un fusibile nei nostri prodotti): calibro max di fusibile utilizzabile per controllare il valore Inc = IΔc. 388 Compact NSX 100/630 e NSA 160 Interruttori magnetotermici differenziali Interruttori differenziali puri a riarmo automatico C40a Vigi C40N Vigi RED REDs CEI EN 61009-1 CEI EN 61009-1 CEI EN 61008-1 e CEI 23/101 cc cc – – – – – – CEI EN 61008-1 CEI 23/101 – – cc cc cc cc cc – – – 230 4 – – – 230 4 – – – cc cc – – 230 4 – – 230 (400 V per 4P) 4 440 da 6 a 40 50/60 4500 – 440 da 6 a 40 50/60 6000 – 500 25 - 40 50 – – 500 25 - 40 - 63 - 100 50 – – 4500 6000 630 630 (25 - 40 - 63 A) 1000 (100 A) – – – – – – cc cc cc cc – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – cc cc – – – – – – – – – – – – – – blocchi differenziali Vigi (1) Vigi NSA160 norma di riferimento CEI EN 60947-2 App. B tipo tensione nominale d'impiego [V] tensione d'isolamento [V] frequenza di impiego nominale [Hz] potere di chiusura e di interruzione differenziale nominale [A] numero di poli corrente nominale [A] sensibilità (lDn) a 50 Hz [A] Vigi ME – cc – – – – – – – – – – – – – Vigi MH Vigi MB A 200/440 200/440 200/440 Ui 500 50/60 690 50/60 690 50/60 690 50/60 lDm (2) (2) (2) (2) 3, 4 160 3, 4 100/160 3, 4 100/160/250 3, 4 400/630 Ue In istantanei regolabili 440/550 200/440 440/500 n 0,3 n n 0,03 n n n 0,3 n n n 1 n n n 3 n n 10 n 30 tempo massimo istantanei <40 <40 <40 <40 d'interruzione [ms] <140 <140 <140 0,06 s (3) <300 <300 <300 0,15 s (3) <800 <800 0,31 s (3) (1) Blocchi differenziali Vigi per interruttori scatolati: questi blocchi devono essere necessariamente assemblati con l'interruttore automatico a cui la sigla si riferisce. (2) 25% Icu dell'interruttore associato. (3) Se la sensibilità è regolata a 30 mA, l'intervento è istantaneo (senza alcun ritardo) qualunque sia la temporizzazione impostata. 389 Protezione delle persone Dispositivi differenziali Dispositivi differenziali a toroide separato relé Vigirex RH21 caratteristiche generali tipo di rete da controllare: BT alternata / tensione della rete sistema di distribuzione classificazione tipo A, ca secondo CEI EN 60947-2 allegato M (1) temperatura di funzionamento temperatura di stoccaggio 50/60/400 Hz y 1000 V TT, TNS, IT b -35 °C / +70 °C -55 °C / +85 °C caratteristiche elettriche secondo IEC 60755 e EN 60755, IEC 60947-2 e EN 60947-2, UL 1053 e CSA C22.2 N° 144 per RH10 a 99 con Ue y 220 V b da 12 a 24 Vca -da 12 a 48 Vcc 50/60 Hz / cc alimentazione: tensione nominale d'impiego Ue 48 Vca - da 24 a 130 Vcc 50/60 Hz / cc - campo di funzionamento 48 Vca 50/60 Hz da 110 a 130 Vca 50/60 Hz da 220 a 240 Vca 50/60/400 Hz da 380 a 415 Vca 50/60 Hz da 440 a 525 Vca 50/60 Hz Ue: da 12 a 24 Vca - da 12 a 48 Vcc Ue: 48 Vca - da 24 a 130 Vcc Ue: da 48 a 415 V Ue: da 110 a 415 V Ue > 415 V categoria di sovratensione tensione nominale di tenuta ad impulso fino a Ue = 525 Vca Uimp [kV] consumo massimo ca cc insensibile alle microinterruzioni y 60 ms tempo max. d'intervento su interruzione toro (conforme alla norma IEC 60947-2) misura della corrente residua campo di misura precisione di misura visualizzazione tempo di aggiornamento rilevamento della corrente soglia IDn di guasto campo di rilevamento della corrente di guasto temporizzazione Dt allarme test con o senza apertura dei contatti d'uscita e riarmo contatti d'uscita in seguito a un guasto auto sorveglianza b b b b da 55 % a 120 % Ue (2) da 55 % a 110 % Ue da 70 % a 110 % Ue 4 8 4 VA 4W b b 2 soglie commutabili 0,03 A o 0,3 A da 80 % IDn a 100 % IDn istantanea per IDn = 0,03 A 1 temporizzazione commutabile istantanea o 0,06 s per IDn = 0,3 A 0 0,06 0,06 0,015 0,13 soglia [s] di regolazione Dt tempo max. di non-funzionamento a 2 IDn [s] tempo max. di funzionamento a 5 IDn [s] (relé differenziale solo) tempo max. combinato a 5 IDn (6) [s] regolazione contatto d'uscita 0,04 0,15 commutatore in commutazione a riarmo manuale soglia I allarme - campo di rilevamento della corrente di allarme temporizzazione Dt allarme - soglia di regolazione di Dt allarme tempo max. di non rilevamento a 2 I allarme tempo max. di rilevamento a 5 I allarme regolazione contatto d'uscita isteresi - locale a distanza (un solo relé) (max. 10 m) a distanza (più relé) (max. 10 m) a distanza (tramite comunicazione) collegamento toro/relé alimentazione elettronica b (1) Relé tipo A fino a 5 A. (2) Da 80 % a 120 % Ue se Ue < 20 V. (3) Da 80 % a 110 % Ue se Ue < 28 V. 390 b b b permanente permanente permanente RH99 RH197M RH197P RHUs e RHU 50/60/400 Hz y 1000 V TT, TNS, IT 50/60/400 Hz y 1000 V TT, TNS, IT 50/60/400 Hz y 1000 V TT, TNS, IT 50/60/400 Hz y 1000 V TT, TNS, IT b b b b -35 °C / +70 °C -55 °C / +85 °C -25 °C / +55 °C -40 °C / +85 °C -25 °C / +55 °C -40 °C / +85 °C -25 °C / +55 °C -40 °C / +85 °C b - - - b b - b - - b b b (8) b b b b (8) b b b b (8) b b b da 80 % a 110 % Ue (3) da 85 % a 110 % Ue 4 8 4 VA 4W da 70 % a 110 % Ue da 70 % a 110 % Ue 4 8 4 VA 4W - da 55 % a 120 % Ue (2) da 55 % a 110 % Ue da 70 % a 110 % Ue 4 8 4 VA 4W da 70 % a 110 % Ue (4) 4 8 4 VA - b b b b b b b b 9 soglie commutabili 0,03 A - 0,1 A - 0,3 A - 0,5 A - 1 A - 3 A 5 A - 10 A - 30 A 4 LED 20, 30, 40 e 50 % di IDn 7% 0,5 s 19 soglie commutabili 0,03 A - 0,05 A - 0,075 A - 0,1 A 0,15 A - 0,2 A 0,3 A - 0,5 A - 0,75 A 1 A - 1,5 A - 2 A - 3 A - 5 A 7,5 A 10 A - 15 A - 20 A - 30 A da 80 % IDn a 100 % IDn da 80 % IDn a 100 % IDn istantanea per IDn = 0,03 A istantanea per IDn = 0,03 A 9 temporizzazioni commutabili 7 temporizzazioni commutabili istantanea a 4,5 s istantanea a 4,5 s 0 0,06 0,15 0,25 0,31 0,5 0,8 1 4,5 0 0,06 0,15 0,31 0,5 1 4,5 0,06 0,15 0,25 0,31 0,5 0,8 1 4,5 0,06 0,15 0,31 0,5 1 4,5 0,015 0,13 0,23 0,32 0,39 0,58 0,88 1,08 4,58 0,02 0,13 0,32 0,39 0,58 1,08 4,58 da 10 % (5) a 200 % di IDn ±10 % di IDn 0,5 s 2s 19 soglie commutabili 1 soglia regolabile 0,03 A - 0,05 A - 0,075 A - 0,1 A da 0,03 A a 1 A con gradini da 0,001 A 0,15 A - 0,2 A 0,3 A - 0,5 A - 0,75 A - da 1 A a 30 A con gradini da 0,1 A 1 A - 1,5 A - 2 A - 3 A - 5 A 7,5 A 10 A - 15 A - 20 A - 30 A da 80 % IDn a 100 % IDn da 80 % IDn a 100 % IDn istantanea per IDn = 0,03 A istantanea per IDn = 0,03 A 7 temporizzazioni commutabili 1 temporizzazione regolabile istantanea a 4,5 s istantanea a 4,5 s con gradini da 10 ms 0 0,06 0,15 0,31 0,5 1 4,5 0 0,06 y Dt 0,06 0,15 0,31 0,5 1 4,5 uguale per RH99 0,02 0,13 0,32 0,39 0,58 1,08 4,58 0,015 uguale per RH99 0,04 0,15 0,25 0,34 0,41 0,6 0,9 1,1 commutatore in commutazione a riarmo manuale 0,04 0,20 0,34 0,41 0,6 1,1 4,6 commutatore in commutazione a riarmo manuale in posizione Manu; 10 riarmi automatici in posizione auto (vedere algoritmo) impostazione con Dip switch a 50 % di IDn o 100 % di IDn 0,04 0,20 0,34 0,41 0,6 1,1 4,6 commutatore in commutazione a riarmo manuale in posizione Manu; 10 riarmi automatici in posizione auto (vedere algoritmo) fissa a 50 % di IDn o 100 % di IDn (7) - ±7 % di IDn istantanea ±7 % di IDn istantanea - SENZA riarmo manuale 0, -10 % IDn SENZA riarmo manuale 0, -10 % IDn b b b b b b (9) b b - 4,6 4 LED 20, 30, 40 e 50 % di IDn 0,04 uguale per RH99 tastiera in commutazione a riarmo manuale 1 soglia regolabile da 20 a 100 % IDn da 0,015 A a 1 A con gradini da 0,001 A da 1 A a 30 A con gradini da 0,1 A 0,015 A < I allarme < 30 A da 80 % I allarme a 100 % I allarme 1 temporizzazione regolabile istantanea a 4,5 s con gradini da 10 ms 0s 0,06 s y Dt uguale per IDn 0,015 s uguale per IDn tastiera o bus interno SENZA riarmo manuale disattivazione del contatto di allarme al 70 % della soglia I allarme b b b solo RHU permanente permanente permanente permanente permanente permanente permanente permanente permanente "watch dog" interno al microprocessore "watch dog" interno al microprocessore permanente (6) Tempo massimo di scomparsa della corrente di guasto in associazione con (8) Solo 110 Vca, 230 Vca e 400 Vca. un interruttore automatico o non automatico di Schneider Electric di calibro y 630 A. (9) Non disponibile per versione cc. (7) In base alla versione. b 391 Protezione delle persone Dispositivi differenziali Dispositivi differenziali a toroide separato toro di tipo chiuso A sensori relé associati relé di monitoraggio relé di protezione RH99, RMH RH21, RH99, RH197, RHUs e RHU Impiego per lavori ex novo ed estensioni per ristrutturazioni ed estensioni b - caratteristiche generali tipo di rete da controllare BT 50/60/400 Hz tensione d'isolamento Ui toro di tipo chiuso toro di tipo aperto temperatura di funzionamento temperatura di stoccaggio indice di protezione 1000 V b -35 °C / +70 °C -55 °C / +85 °C IP30 (collegamenti IP20) caratteristiche elettriche rapporto di trasformazione tenuta alla corrente di cortocircuito nominale Icw 100 kA/0,5 s tenuta alla corrente di cortocircuito IDw 85 kA/0,5 s differenziale (CEI EN 60947-2) categoria di sovratensione tensione nominale di tenuta ad impulso Uimp [kV] caratteristiche dei toroidi corrente nominale d'impiego Ie [A] sezione massima ammissibile per fase [mm² rame] 1/1000 b b 4 12 TA30 65 25 PA50 85 50 IA80 160 95 MA120 250 240 SA200 400 2 x 185 GA300 630 2 x 240 7,05 - caratteristiche meccaniche tipo di sensore toro TA30 toro PA50 toro IA80 toro MA120 toro SA200 toro GA300 toro POA toro GOA toroide sommatore toroide sommatore dimensioni ∅ [mm] 30 50 80 120 200 300 - peso [kg] 0,120 0,200 0,420 0,590 1,320 2,230 - cablaggio lunghezza max. di collegamento [m] 18 60 80 100 sezione dei cavi [mm²] per una resistenza R = 3 W 0,22 0,75 1 1,5 tipo di montaggio aggancio su relé Vigirex (montaggio posteriore) su guida DIN simmetrica (montaggio orizzontale o verticale) su piastra piena o forata o su profilato su cavo su sistema sbarre TA30, PA50 TA30, PA50, IA80, MA120 TA30, PA50, IA80, MA120, SA200 IA80, MA120, SA200, GA300 - caratteristiche ambientali clima caldo umido, apparecchiatura non in servizio (CEI EN 60068-2-30) clima caldo umido, apparecchiatura in servizio (CEI EN 60068-2-56) nebbia salina (CEI EN 60068-2-52) grado di inquinamento (IEC 60664-1) potere calorifico [MJ] (1) Per IDn u 500 mA con RH10, RH21, RH99, RH197, RHUs e RHU. (2) Da 0,5 a 2,5 mm². 28 cicli +25 °C / +55 °C / RH 95 % 48 ore, categoria ambiente C2 prova KB severità 2 3 0,98 1,42 3,19 3,89 scelta dei tori in funzione del circuito di potenza cavi rame 3 fasi + N corrente nom. d'impiego (Ie) 65 A 85 A 160 A 250 A 400 A 630 A 1600 A 392 sezione max per fase 16 mm2 25 mm2 70 mm2 120 mm2 2 x 185 mm2 2 x 240 mm2 4 x 240 mm2 tori TA30 PA50 o POA IA80 MA120 o GOA SA200 GA300 280 x 115 mm tori di tipo aperto OA toroide sommatore (1) RH99, RMH RH21, RH99, RH197, RHUs e RHU RH99, RMH RH21, RH99, RH197, RHUs e RHU - b b - BT 50/60/400 Hz BT 50/60/400 Hz 1000 V - b 1000 V -35 °C / +80 °C -55 °C / +100 °C IP30 (collegamenti IP20) b -35 °C / +70 °C -55 °C / +85 °C 1/1000 1/1000 b b b b 4 12 POA 85 50 4 12 280 x 115 1600 2 x 100 x 5 GOA 250 240 dimensioni ∅ [mm] 46 110 - peso [kg] 1,300 3,200 - 470 x 160 3200 2 x 125 x 10 dimensioni interne [mm] 280 x 115 470 x 160 peso [kg] 11 20 lunghezza max. di collegamento [m] 18 60 80 100 lunghezza max. di collegamento [m] 10 (2) 10 (2) 10 (2) POA, GOA b - b 28 cicli +25 °C / +55 °C / RH 95 % 48 ore, categoria ambiente C2 prova KB severità 2 3 8,02 16,35 28 cicli +25 °C / +55 °C / RH 95 % 48 ore, categoria Ambiente C2 prova KB severità 2 4 - scelta dei toroidi sommatori in funzione del circuito di potenza sbarre rame 3 fasi + N corrente nom. d'impiego (Ie) 1600 A 3200 A sezione max per fase 2 sbarre 50 x 10 mm2 2 sbarre 100 x 5 mm2 4 sbarre 100 x 5 mm2 4 sbarre 125 x 5 mm2 toroidi 280 x 115 mm 470 x 160 mm 393 Dispositivi differenziali Protezione delle persone Indicazioni installative Protezione mediante trasformatore toroidale Protezione differenziale di tipo toroidale. Il trasformatore toroidale è utilizzato per i seguenti dispositivi differenziali: interruttori magnetotermici con blocchi differenziali Vigi, interruttori magnetotermici differenziali, interruttori differenziali puri. Il toroide deve abbracciare tutti i conduttori attivi affinchè sia interessato dal campo magnetico residuo corrispondente alla somma vettoriale delle correnti che percorrono le fasi ed il neutro. L’induzione magnetica nel toroide e il segnale elettrico disponibile al secondario sono dunque, da un punto di vista teorico, l’immagine della corrente differenziale residua. Il segnale elettrico al secondario del toroide viene inviato al relé per lo sgancio. Lo stesso principio può essere applicato utilizzando un relé differenziale a toroide separato esterno al dispositivo di interruzione (Vigirex). In questo caso, per la corretta installazione del toroide occorre attenersi ad alcune regole di seguito indicate. Il sensore toroidale permette di determinare correnti differenziali nel campo che va da qualche milliampere a qualche decina di ampere. In particolare si realizzano dispositivi differenziali ad alta sensibilità per circuiti di distribuzione e terminali (protezione delle persone e protezione contro gli incendi). Relé differenziale a toroide separato 1 A 3 2 Esempio di cattivo serraggio dei conduttori nel toroide. L’insieme necessario per il funzionamento è costituito dal toroide o trasformatore di corrente e dal relé differenziale, associati al dispositivo di interruzione provvisto della relativa bobina di apertura (MX o MN). Il collegamento toroide-relé differenziale deve essere realizzato con cavo schermato in caso di: cc soglia differenziale <100 mA; cc toroide installato a distanza superiore a 10 m; cc cavo di segnale installato a meno di 30 cm dal cavo di potenza. Nota 1: se si utilizzano differenziali ad alta sensibilità, è consigliabile formare una treccia con i cavi di collegamento toroide-relé. Nota 2: i relé differenziali Vigirex presentano il controllo permanente del collegamento toroide-relé: in caso di interruzione si ha l’apertura dell’interruttore associato. Nota 3: alcuni tipi di relé differenziali Vigirex sono provvisti di dispositivo a sicurezza positiva per la segnalazione in caso di mancanza dell’alimentazione ausiliaria o di rottura del cavo di alimentazione. Posizionamento del toroide lontano dai tratti di curvatura dei cavi. Ø L > 2Ø Il manicotto di materiale ferromagnetico disposto attorno ai conduttori all’interno del toroide riduce il rischio di sganci causati da correnti di spunto. 394 Affinchè la “risposta” del toroide sia fedele e lineare, è necessario collocare i conduttori il più vicino possibile al centro del toroide, affinchè la loro azione magnetica in assenza di corrente differenziale residua sia perfettamente compensata. Il campo magnetico generato da un conduttore diminuisce proporzionalmente alla distanza ed è quindi molto forte nel punto A della figura a fianco; ne deriva una saturazione magnetica locale che si traduce in un contributo al flusso magnetico nel toroide, dovuto alla fase 3, non proporzionale alla corrente che la percorre. Lo stesso fenomeno può verificarsi se il toroide è posizionato in prossimità di una zona di curvatura dei cavi da cui esso è attraversato. Ciò può causare la comparsa di una induzione residua parassita, in grado, nel caso di correnti di elevata intensità, di far apparire al secondario del toroide un segnale che può dare luogo ad un intervento intempestivo. Questo rischio è tanto più elevato quanto più la soglia d’intervento del differenziale è bassa rispetto alla corrente nelle fasi, in modo particolare in caso di cortocircuito. Nei casi critici (Ifasemax / I∆n elevato), due soluzioni consentono di far fronte al problema degli scatti intempestivi: cc utilizzare un toroide avente diametro interno almeno doppio del diametro del cavo o del fascio di cavi; cc disporre un manicotto di materiale ferromagnetico (ferro dolce - lamiera ferromagnetica) all’interno del toro per rendere il campo omogeneo. Una volta che sono state considerate tutte queste precauzioni, cioè centraggio dei conduttori, uso di un toroide di grandi dimensioni e applicazione di un manicotto magnetico, il valore del rapporto Ifasemax / I∆n può arrivare fino a 50000. Occorre sottolineare che l’utilizzo di differenziali a toroide incorporato consente all’installatore di risolvere i problemi sopra evidenziati, perchè in questo caso è il costruttore che studia e mette a punto le soluzioni per risolvere il problema del centraggio dei conduttori attivi e ottimizzare il dimensionamento del toroide. d { Conduttore di protezione Il conduttore di protezione deve essere installato esternamente al toroide (Fig. a). In caso contrario il dispositivo differenziale non interviene. Se la guaina metallica del cavo è collegata a terra e passa all’interno del toroide (Fig. b), il conduttore che collega la guaina al collettore di terra deve passare all’interno del toroide per annullare gli effetti di una eventuale corrente di guasto che potrebbe circolare all’interno della guaina stessa. b c a Protezione mediante trasformatori di corrente In presenza di guaina metallica e Fig. a d { e f a a:toroide b:neutro eventuale c:conduttore di protezione d:conduttori di fase e:guaina metallica f:collegamento guaina - PE. Fig. b I1 I2 I3 Ih Protezione differenziale realizzata con TA in un circuito trifase senza neutro. Per misurare la corrente differenziale di un circuito trifase sono installati tre o quattro trasformatori di corrente a seconda che il circuito sia senza neutro o con neutro. I tre (o quattro) TA si comportano come dei generatori di corrente collegati in parallelo che fanno circolare sul circuito d’uscita una corrente che è la somma vettoriale delle tre correnti di fase piu quella dell’eventuale conduttore di neutro, cioè la corrente differenziale residua. Questa corrente è rilevata dal relé differenziale. Questa soluzione è adottata per realizzare la protezione detta “residual” (opzione T), integrata negli sganciatori elettronici. Per rilevare la corrente di guasto verso terra vengono utilizzati i trasformatori di corrente impiegati per il rilevamento delle sovracorrenti. Per ragioni costruttive legate alla classe di precisione dei trasformatori di corrente si possono realizzare con questa soluzione solo dispositivi differenziali a bassa sensibilità utilizzabili ai primi livelli di distribuzione per la protezione contro gli incendi e più in generale per la protezione dell’impianto. Infatti potrebbe succedere che, in seguito all’errore di lettura operato dai TA, la sommatoria delle correnti nei conduttori attivi potrebbe dare un risultato diverso da zero anche in assenza di corrente di dispersione verso terra. Ad esempio, con dei TA di classe 5, utilizzati alla loro corrente nominale, è consigliabile non effettuare regolazioni del relé differenziale al di sotto del 10% della corrente nominale stessa dei TA. In alternativa alla protezione di terra integrata negli sganciatori un’altra soluzione che sfrutta lo stesso principio è quella che utilizza il toroide del relè differenziale a toroide separato per la rilevazione della somma delle correnti dei TA. In aggiunta alle considerazioni fatte in precedenza riguardanti la precisione dei TA, bisogna considerare che per determinare la reale soglia di intervento di questa protezione occorre moltiplicare la soglia regolata sul fronte del relé differenziale per il rapporto di trasformazione dei TA. Ad esempio regolando un Vigirex a I∆n = 500 mA e avendo dei TA 100/5 A la reale soglia di intervento impostata è pari a 500 mA x 100/5 = 10 A. Protezione “Source Ground Return” Una soluzione alternativa a quella dell’uso dei trasformatori di corrente, in caso di protezione di arrivi di forte potenza e quindi in presenza di cavi di fase aventi elevata sezione, è la “Source Ground Return”. In questo caso si posiziona il toroide sul collegamento a terra del centro stella dell’avvolgimento di bassa tensione del trasformatore. Infatti, per la legge di Kirchoff ai nodi, la corrente differenziale vista dal toroide T della figura sottostante è uguale a quella vista dal toroide G, per un guasto d’isolamento che si verifica sulla rete BT. Il toroide rileva ed invia al relé differenziale la corrente di guasto verso terra. Il relé differenziale può essere integrato nello sganciatore elettronico (opzione W) del dispositivo di interruzione o esterno allo stesso (Vigirex). Questa soluzione si può applicare nei sistemi TN-S, qualora sia possibile installare il toroide sul tratto del conduttore di terra tra la derivazione del neutro e quella del PE. Inserzione sui conduttori attivi (G) e source ground return (T). 395 Dispositivi differenziali Protezione delle persone Indicazioni installative Trasformatori in parallelo No Ic Ic Ic Si L’impiego di dispositivi differenziali in presenza di trasformatori in parallelo può dar luogo a due tipi di inconvenienti: cc perdita di sensibilità del dispositivo differenziale. La corrente di guasto verso terra Ig si ripartisce sui trasformatori e di conseguenza i dispositivi differenziali installati sui montanti percepiscono solo una frazione di tale corrente, cc correnti di circolazione. In presenza di trasformatori con caratteristiche diverse, ad esempio potenza nominale e tensione di corto circuito, è molto probabile la circolazione di correnti che interessano anche l'impianto di terra (correnti di circolazione Ic). Anche in presenza di trasformatori nominalmente identici, piccole differenze costruttive possono dare luogo a queste correnti di circolazione. La presenza di carichi squilibrati, accentuando eventuali differenze di potenziale tra i centri stella dei due trasformatori, acuisce il problema. I relé differenziali installati sugli arrivi dei trasformatori possono pertanto scattare intempestivamente. Per ovviare a questi inconvenienti utilizzare una delle seguenti soluzioni: cc installare le protezioni differenziali sulle partenze e non sugli interruttori di arrivo realizzando i montanti con elementi che riducono al minimo il rischio di guasti verso terra, cc equipaggiare gli interruttori di arrivo con una protezione di terra ed installare i relativi toroidi sui conduttori che uniscono il neutro al dispersore dell'impianto di terra comune ai due trasformatori. Nota: le soluzioni proposte non producono scatti intempestivi delle protezioni differenziali inserite; tuttavia le correnti di circolazione sono sempre presenti sull’impianto. è dunque consigliabile evitare il parallelo di trasformatori di diverse caratteristiche nominali. Questa figura mostra un esempio di realizzazione della messa a terra dei trasformatori in parallelo in un sistema TN-S ed indica il corretto posizionamento dei toroidi. Si ricorda che l’installazione dei differenziali non è ammessa nei sistemi TN-C. La realizzazione pratica del collegamento a terra di trasformatori funzionanti in parallelo e provvisti di protezione differenziale richiede un buon progetto ed una particolare attenzione in fase di montaggio. In particolare il collegamento delle sbarre di terra (PE) del quadro principale deve essere tale da rispettare il corretto posizionamento dei toroidi. PE PE NO (1) SI (1) 1 2 3 N PE NO DA (2) (1) L’intervento della protezione differenziale deve provocare l’apertura dell’interruttore del montante di media tensione. Infatti, in caso di guasto interno al trasformatore, la sola apertura dell’interruttore di bassa tensione non isola il punto di guasto. (2) DA è il dispersore intenzionale dell’impianto di terra comune ai due trasformatori. 396 Protezione delle persone Lunghezza massima protetta per la protezione delle persone Generalità Verifica delle condizioni di intervento del dispositivo di protezione contro le sovracorrenti Il metodo convenzionale utilizzato in questa guida è suggerito dalla Norma CEI 64-8 ed è nella maggior parte dei casi sufficiente a determinare con buona approssimazione la massima lunghezza della conduttura per la quale è verificata la protezione delle persone. Per la determinazione della lunghezza limite della conduttura utilizzare la legge di Ohm opportunamente adattata. Nel fare la valutazione della corrente di guasto a terra si considerano soltanto le impedenze della fase e del PE relative alla partenza in esame. La precisione di questo metodo si può considerare equivalente a quella del calcolo che tiene conto di tutte le impedenze della rete, quando l’impedenza della rete a monte è trascurabile rispetto a quella della partenza in esame. Questo metodo risulta efficace per fare una rapida valutazione della lunghezza massima protetta quando non sono note le caratteristiche della rete a monte. è un metodo applicabile a condizione che il conduttore di protezione sia posto nelle immediate vicinanze dei conduttori attivi del circuito (in caso contrario la verifica della protezione delle persone può essere eseguita solo con delle misure effettuate ad impianto terminato). Sistema di neutro TN B A PE L SPE SF C 0,8 · U0 · SF Lmax = kx · kpar · _______________ 1,5·ρ·(1+m)·km·Im Sistema di neutro IT n senza distribuzione del neutro (1) D PE B C A VAB = 0,8 U 2 SPE SF 0,8 · U · SF Lmax = kx · kpar · _______________ 2·1,5·ρ·(1+m)·km·Im (1) Nell’impossibilità pratica di effettuare la verifica per ogni configurazione di doppio guasto, il calcolo viene condotto supponendo una uguale ripartizione della tensione tra i due circuiti in guasto (ciò corrisponde alla condizione più sfavorevole per uno dei due circuiti interessati dal doppio guasto). 397 Protezione delle persone Lunghezza massima protetta per la protezione delle persone Generalità cc con distribuzione del neutro (1) (2) R S T N PE D A C VAB = SPE B 0,8 Uo SF 2 SN caso B caso A vv caso A - nel caso di circuiti senza neutro inseriti in un sistema con neutro distribuito, la formula diventa: 0,8 · U0 · SF Lmax = kx · kpar · _______________ 2·1,5·ρ·(1+m)·km·Im vv caso B - linea con neutro 0,8 · U0 · SN Lmax = kx · kpar · _______________ 2·1,5·ρ·(1+m’)·km·Im I simboli utilizzati significano: Lmax [m] è la massima lunghezza della conduttura che permette l’intervento della protezione; kx è il fattore di riduzione che tiene conto della reattanza dei cavi di sezione maggiore di 95 m2; sezione fase [mm2] 120 kx 0,90 150 185 240 300 0,85 0,80 0,75 0,72 kpar è il fattore correttivo in caso di più cavi in parallelo; n. cavi in parallelo kpar (1) Nell’impossibilità pratica di effettuare la verifica per ogni configurazione di doppio guasto, il calcolo viene condotto supponendo una uguale ripartizione della tensione tra i due circuiti in guasto (ciò corrisponde alla condizione più sfavorevole per uno dei due circuiti interessati dal doppio guasto). (2) Si ricorda che le norme raccomandano di non distribuire il neutro nei sistemi IT. 398 1 2 3 4 5 1 2 2,65 3 3,2 km è il fattore che tiene conto della tolleranza della soglia di intervento magnetico; vale: cc 1,2 per gli sganciatori magnetotermici; cc 1,15 per gli sganciatori elettronici. 1,5 è il fattore correttivo della resistenza del circuito. Si ritiene che, in occasione del guasto, tale resistenza aumenti del 50% rispetto al suo valore a 20°C; 0,8 per tener conto di una riduzione all’80% della tensione di alimentazione durante il guasto, sulla parte di impianto a monte della conduttura in esame; U0 [V] è la tensione nominale tra fase e terra; U [V] è la tensione nominale tra fase e fase; SF [mm2] è la sezione del conduttore di fase; SN [mm2] è la sezione del conduttore di neutro; ρ [Ω mm2/m] è il valore della resistività a 20°C del materiale conduttore, (pari a 0,018 per il rame e 0,027 per l’alluminio); m è il rapporto tra la sezione del conduttore di fase e la sezione del conduttore di protezione (in presenza di conduttori in parallelo considerare la sezione complessiva); m’ è il rapporto tra la sezione del conduttore di neutro e la sezione del conduttore di protezione; Im [A] è la taratura della protezione contro i cortocircuiti. Sistema TN Lunghezze massime (in metri) di cavo protetto contro i contatti indiretti tramite interruttori automatici nel sistema TN. fattori correttivi da applicarsi alle lunghezze date dalle tabelle Sfase Spe cavo Cu cavo Al rete 400 V tra le fasi (1) 1 1 0,62 2 0,67 0,41 3 0,50 0,31 4 0,40 0,25 (1) Nel caso di reti trifasi a 230 V tra le fasi, applicare il coefficiente 0,6. Per reti monofasi a 230 V (fase neutro), non applicare il coefficiente. tabella 1 - Acti 9 curva B In [A] 6 170 284 454 681 sezione [mm2] 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 10 102 170 273 409 681 16 64 106 170 256 426 681 20 51 85 136 204 341 545 852 25 41 68 109 164 273 436 681 32 32 53 85 128 213 341 532 745 1065 40 26 43 68 102 170 273 426 596 852 50 20 34 55 82 136 218 341 477 681 63 16 27 43 65 108 173 270 379 541 80 13 21 34 51 85 136 213 298 426 100 10 17 27 41 68 109 170 239 341 125 8 14 22 33 55 87 136 191 273 tabella 2 - Acti 9 curva C sezione [mm2] 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 In [A] 0,5 1022 1704 1 511 852 2 256 426 681 3 170 284 454 681 4 128 213 341 511 852 6 85 142 227 341 568 10 51 85 136 204 341 545 852 16 32 53 85 128 213 341 532 745 20 26 43 68 102 170 273 426 596 852 25 20 34 55 82 136 218 341 477 681 32 16 27 43 64 106 170 266 373 532 40 13 21 34 51 85 136 213 298 426 50 10 17 27 41 68 109 170 239 341 63 8 14 22 32 54 87 135 189 270 80 6 11 17 26 43 68 106 149 213 100 5 9 14 20 34 55 85 119 170 125 4 7 11 16 27 44 68 95 136 2 183 304 487 730 3 122 203 325 487 811 4 91 152 243 365 608 6 61 101 162 243 406 649 10 37 61 97 146 243 389 608 852 16 23 38 61 91 152 243 380 532 761 20 18 30 49 73 122 195 304 426 608 25 15 24 39 58 97 156 243 341 487 32 11 19 30 46 76 122 190 266 380 40 9 15 24 37 61 97 152 213 304 50 7 12 19 29 49 78 122 170 243 63 6 10 15 23 39 62 97 135 193 80 5 8 12 18 30 49 76 106 152 100 4 6 10 15 24 39 61 85 122 125 3 5 8 12 19 31 49 68 97 4 89 148 237 355 592 6,3 56 94 150 225 376 601 10 35 59 95 142 237 379 592 828 12,5 28 47 76 114 189 303 473 663 16 22 37 59 89 148 237 370 518 739 25 14 24 38 57 95 151 237 331 473 40 9 15 24 35 59 95 148 207 296 63 6 9 15 23 38 60 94 131 188 tabella 3 - Acti 9 curva D o K sezione [mm2] 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 In [A] 0,5 730 1217 1 365 608 tabella 4 - Acti 9 curva MA sezione [mm2] 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 In [A] 1,6 222 370 592 2,5 142 237 379 568 399 Lunghezza massima protetta per la protezione delle persone Protezione delle persone Sistema TN tabella 5 - Compact NSX, Masterpact (1) sezione [mm2] 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 Im [A] 63 80 125 tipo di sganciatori NSX (2) TM16G TM 25/40G TM63G 112 88 56 180 141 90 270 212 136 450 354 227 721 567 363 1126 887 567 1577 1242 795 2253 1774 1135 3155 2484 1590 4281 3371 2158 4867 3833 2453 5746 4525 2896 6670 5253 3361 8112 6388 4088 9735 7666 4906 190 300 400 500 650 800 1000 1250 TM16D 37 60 90 149 239 374 523 591 828 1123 1277 1508 1751 2129 2555 TM25D 23 37 56 94 151 236 331 473 662 899 1022 1206 1400 1703 2044 TM32D 18 28 43 71 114 177 248 355 497 674 767 905 1051 1278 1533 TM 40/63D 14 22 34 56 90 141 198 283 397 539 613 724 840 1022 1226 TM80D 10 17 26 43 69 109 152 218 305 415 471 556 646 786 943 TM100D 8 14 21 35 56 88 124 177 248 337 383 452 525 638 766 7 11 17 28 45 70 99 141 198 269 306 362 420 511 613 TM125/160D 5 9 13 22 36 56 79 113 159 215 245 289 336 408 490 tabella 6 - Compact NSX, Masterpact (1) sezione [mm2] 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 Im [A] 1500 4 7 11 18 30 47 66 94 132 179 204 241 280 340 408 2000 3 5 8 14 22 35 49 70 99 134 153 181 210 255 306 2500 2 4 6 11 18 28 39 56 79 107 122 144 168 204 245 3200 2 3 5 8 14 22 31 44 62 84 95 113 131 159 191 4000 1 2 4 7 11 17 24 35 49 67 76 90 105 127 153 5000 1 2 3 5 9 14 19 28 39 53 61 72 84 102 122 6300 1 1 2 4 7 11 15 22 31 42 48 57 66 81 97 8000 10000 12500 1 2 3 5 8 12 17 24 33 38 45 52 63 76 1 1 2 4 7 9 14 19 26 30 36 42 51 61 1 2 3 5 7 11 15 21 24 28 33 40 49 (1) Nel caso di regolazione della soglia magnetica ad una Im non contenuta in tabella, considerare la colonna con Im immediatamente superiore. (2) In questa riga sono indicati gli sganciatori magnetotermici degli interruttori Compact NSX a cui corrispondono i valori di soglia magnetica della tabella. 400 Sistema IT Lunghezze massime (in metri) di cavo protetto contro i contatti indiretti tramite interruttori automatici nel sistema IT. fattori correttivi da applicarsi alle lunghezze date dalle tabelle rete trifase 400 V (1) Sfase Spe cavo Cu neutro non distributo neutro distribuito cavo Al neutro non distribuito neutro distribuito 1 1 0,60 0,62 0,37 2 0,67 0,40 0,41 0,25 3 0,50 0,30 0,31 0,19 4 0,40 0,24 0,25 0,15 (1) Nel caso di reti trifasi a 230 V tra le fasi, applicare il coefficiente 0,6. Per reti monofasi a 230 V (fase neutro), non applicare il coefficiente. tabella 7 - Acti 9 curva B In [A] 6 148 247 395 sezione [mm2] 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 10 89 148 237 356 16 56 93 148 222 370 20 44 74 119 178 296 474 25 36 59 95 142 237 379 593 32 28 46 74 111 185 296 463 40 22 37 59 89 148 237 370 519 50 18 30 47 71 119 190 296 415 593 63 14 24 38 56 94 150 235 329 470 80 11 19 30 44 74 119 185 259 370 100 9 15 24 36 59 95 148 207 296 125 7 12 19 28 47 76 119 160 237 tabella 8 - Acti 9 curva C sezione [mm2] 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 In [A] 0,5 889 1 444 2 222 370 3 148 247 395 4 111 185 296 444 6 74 123 198 296 494 10 44 74 119 178 296 474 16 28 46 74 111 185 296 463 20 22 37 59 89 148 237 370 25 18 30 47 71 119 190 296 415 32 14 23 37 56 93 148 231 324 463 40 11 19 30 44 74 119 185 259 370 50 9 15 24 36 59 95 148 207 296 63 7 12 19 28 47 75 118 165 235 80 6 9 15 22 37 59 93 130 185 100 4 7 12 18 30 47 74 104 148 125 4 6 9 14 24 38 59 83 119 2 159 265 423 3 106 176 282 423 4 79 132 212 317 529 6 53 88 141 212 353 564 10 32 53 85 127 212 339 529 16 20 33 53 79 132 212 331 463 20 16 26 42 63 106 169 265 370 529 25 13 21 34 51 85 135 212 296 423 32 10 17 26 40 66 106 165 231 331 40 8 13 21 32 53 85 132 185 265 50 6 11 17 25 42 68 106 148 212 63 5 8 13 20 34 54 84 118 168 80 4 7 11 16 26 42 66 93 132 100 3 5 8 13 21 34 53 74 106 125 3 4 7 10 17 27 42 59 85 4 77 129 206 309 514 6,3 49 82 131 196 327 523 10 31 51 82 123 206 329 514 12,5 25 41 66 99 165 263 412 576 16 19 32 51 77 129 206 322 450 643 25 12 21 33 49 82 132 206 288 412 40 8 13 21 31 51 82 129 180 257 63 5 8 13 20 33 52 82 114 163 tabella 9 - Acti 9 curva D o K sezione [mm2] 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 In [A] 0,5 635 1 317 529 tabella 10 - Acti 9 curva MA sezione [mm2] 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 In [A] 1,6 193 322 514 2,5 123 206 329 494 401 Lunghezza massima protetta per la protezione delle persone Protezione delle persone Sistema IT tabella 11 - Compact NSX, Masterpact (1) sezione [mm2] 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 Im [A] 63 80 125 tipo di sganciatori NSX (2) TM16G TM 25/40G TM63G 97 77 49 156 123 79 235 185 118 391 308 197 627 493 316 979 771 493 1371 1080 691 1959 1543 987 2743 2160 1382 3723 2932 1876 4232 3333 2133 4997 3935 2518 5800 4567 2923 7054 5555 3555 8465 6666 4266 190 300 400 500 650 800 1000 1250 TM16D 32 52 78 130 208 325 455 650 910 1235 1404 1657 1923 2339 2729 TM25D 20 32 49 82 131 205 288 411 576 781 888 1049 1218 1481 1777 TM32D 15 25 37 62 99 154 216 309 432 586 667 787 914 1111 1333 TM 40/63D 12 19 29 49 79 123 172 246 345 469 533 629 730 888 1066 TM80D 9 15 22 37 60 94 132 189 265 360 410 484 562 683 820 TM100D 7 12 18 30 49 77 108 154 216 293 333 393 456 555 666 6 9 14 24 39 61 86 123 172 234 266 314 365 444 533 TM 125/160D 4 7 11 19 31 49 69 98 138 187 213 251 292 355 426 tabella 12 - Compact NSX, Masterpact (1) sezione [mm2] 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 Im [A] 1500 4 6 9 16 26 41 57 82 115 156 177 209 243 296 355 2000 3 4 7 12 19 30 43 61 86 117 133 157 182 222 266 2500 2 3 5 9 15 24 34 49 69 93 106 125 146 177 213 3200 1 3 4 7 12 19 27 38 54 73 83 98 114 138 166 4000 1 2 3 6 9 15 21 30 43 58 66 78 91 111 133 5000 1 1 2 4 7 12 17 24 34 46 53 62 73 88 106 6300 8000 10000 12500 1 2 3 6 9 13 19 27 37 42 49 58 70 84 1 1 3 4 7 10 15 21 29 33 39 45 55 66 1 2 3 6 8 12 17 23 26 31 36 44 53 1 1 3 4 6 9 13 18 21 25 29 35 42 (1) Nel caso di regolazione della soglia magnetica ad una Im non contenuta in tabella, considerare la colonna con Im immediatamente superiore. (2) In questa riga sono indicati gli sganciatori magnetotermici degli interruttori Compact NSX a cui corrispondono i valori di soglia magnetica della tabella. 402 Singolo condotto Protezione del singolo condotto I condotti sbarre sono da considerarsi a tutti gli effetti condutture così come definite dalla norma CEI 64-8. È perciò necessario che il dispositivo di protezione installato a monte del condotto sbarre assicuri la protezione delle persone come nel caso dei cavi (vedasi capitolo Protezione delle persone). Il dispositivo di protezione (interruttore magnetotermico o magnetotermico differenziale) deve intervenire per un guasto verso massa che sia localizzato alla fine del condotto. Le tabelle della pagina seguente forniscono i valori delle lunghezze massime protette dei condotti in funzione delle caratteristiche di intervento degli interruttori per i sistemi TN. Per i sistemi TT è sempre indispensabile l’uso di un DDR. Per i sistemi IT consultateci. Per la determinazione della lunghezza limite del condotto viene utilizzata la legge di Ohm opportunamente adattata (secondo quanto suggerito dalla norma CEI 64-8): 0,8 · U0 Lmax = _________ Zg1·Km·Im dove: Lmax [m] è la massima lunghezza del condotto sbarre che permette l’intervento della protezione automatica; Uo [V] è la tensione nominale tra fase e terra; 0,8 è un fattore che tiene conto di una riduzione all’80% della tensione di alimentazione durante il guasto sulla parte di impianto a monte del condotto in esame; Zg1 [Ω/m] è l'impedenza dell'anello di guasto di un metro di lunghezza, costituito dal conduttore di fase e dal conduttore di protezione del condotto sbarre, ammettendo un aumento del 50% della resistenza del circuito (rispetto al valore a 20°C) dovuto al riscaldamento dei conduttori causato dalla corrente di cortocircuito; km è il fattore che tiene conto della tolleranza della soglia d’intervento magnetico (vedi anche capitolo Protezione delle persone); Im [A] è la taratura della protezione contro i cortocircuiti. Esempio In un impianto, una delle partenze da un quadro di distribuzione è costituita da un condotto sbarre prefabbricato tipo Canalis KS250, che alimenta dei carichi terminali tramite delle derivazioni protette all’origine da interruttori automatici. Il condotto KS250, avente una lunghezza L = 45 m, è protetto a monte contro i sovraccarichi ed i cortocircuiti da un interruttore NSX250F dotato di sganciatore TM250D. Il sistema di neutro adottato è il TN-S. Avendo deciso di proteggere il condotto dai contatti indiretti con lo stesso interruttore automatico utilizzato per la protezione contro le sovracorrenti (senza impiego di un DDR), occorre verificare che la corrente di guasto minima, cioè quella fase-PE in corrispondenza dell’estremità finale del condotto, sia superiore alla soglia magnetica dell’interruttore automatico. In altre parole, questo significa verificare che la lunghezza del tratto di condotto sia inferiore alla lunghezza massima protetta dall’interruttore. Supponendo che la protezione magnetica dell’interruttore a monte sia regolata al massimo, cioè 10 In (condizione più gravosa), dalla tabella di pagina seguente in corrispondenza di Im = 2500 A per il condotto KS250 si ha Lmax= 49 m. Il condotto risulta protetto contro i contatti indiretti. NSX250F TM250D 403 Lunghezza massima protetta per la protezione delle persone Protezione delle persone Sistema TN Lunghezze massime (in metri) del condotto sbarre prefabbricato, nel sistema TN protetto contro i contatti indiretti tramite interruttori automatici. Nel caso di reti trifase a 230 V, tra le fasi, applicare il coefficiente 0,6. Per reti monofase a 230 V (fase/neutro) non applicare il coefficiente. tabella 1 - Acti 9 curva B condotto Canalis KDP20 KBA25 KBB25 KBA40 KBB40 KN40 KN63 KN100 KS100 KN160 KS160 In [A] 6 314 388 416 10 188 233 250 334 365 407 16 117 145 156 209 228 254 483 20 94 116 125 167 182 203 387 602 671 25 75 93 100 133 146 163 309 482 537 570 771 32 58 72 78 104 114 127 241 376 419 445 602 40 47 58 62 83 91 101 193 301 335 356 482 50 37 46 50 66 73 81 154 241 268 285 385 63 29 36 39 53 57 64 122 191 213 226 306 80 23 29 31 41 45 50 96 150 167 178 241 100 18 23 25 33 36 40 77 120 134 142 192 125 15 18 20 26 29 32 61 96 107 114 154 10 94 116 125 167 182 203 387 16 58 72 78 104 114 127 241 376 20 47 58 62 83 91 101 193 301 335 25 37 46 50 66 73 81 154 241 268 285 385 32 29 36 39 52 57 63 120 188 209 222 301 40 23 29 31 41 45 50 96 150 167 178 241 50 18 23 25 33 36 40 77 120 134 142 192 63 14 18 19 26 28 32 61 95 106 113 153 80 11 14 15 20 22 25 48 75 83 89 120 100 9 11 12 16 18 20 38 60 67 71 96 125 7 9 10 13 14 16 30 48 53 57 77 tabella 2 - Acti 9 curva C condotto Canalis KDP20 KBA25 KBB25 KBA40 KBB40 KN40 KN63 KN100 KS100 KN160 KS160 In [A] 6 157 194 208 279 304 339 tabella 3 - Compact NSX, Masterpact Im [A] 63 80 125 190 300 400 500 sganciatore NSX (1) condotto Canalis TM16G TM25/40G TM63G TM16D TM25D TM32D TM40/63D KDP20 119 94 60 39 25 18 15 KBA25 147 116 74 49 31 23 18 KBB25 158 125 80 52 33 25 20 KBA40 212 167 107 70 44 33 26 KBB40 231 182 116 76 48 36 29 KN40 259 203 130 85 54 40 32 KN63 491 387 247 162 103 77 61 KN100 765 602 385 253 160 120 96 KS100 853 671 430 282 179 134 107 KN160 713 456 300 190 142 114 KS160 964 617 406 257 192 154 KS250 990 651 412 309 247 KS400 887 562 421 337 KS500 980 735 588 KS630 1.006 754 603 640 800 TM80D 11 14 15 20 22 25 48 75 83 89 120 193 263 459 471 TM100D 9 11 12 16 18 20 38 60 67 71 96 154 210 367 377 tabella 4 - Compact NSX, Masterpact Im [A] 1000 1250 1500 2000 2500 3200 4000 5000 6300 8000 10000 12500 sganciatore NSX (1) TM125/160D TM200D (2) condotto Canalis TM250D (2) KN63 30 24 20 15 12 10 8 6 5 4 3 2 KN100 48 38 32 24 19 15 12 10 7 6 5 4 KS100 53 43 35 26 21 17 14 11 8 7 5 4 KN160 57 45 38 28 22 18 14 11 9 7 5 4 KS160 77 61 51 38 30 25 20 16 12 10 8 6 KS250 123 99 82 61 49 40 32 25 20 16 12 10 KS400 168 134 112 84 67 55 44 35 27 22 17 14 KS500 294 235 196 147 117 95 76 61 48 38 30 24 KS630 301 241 201 150 120 98 78 63 50 39 31 25 KS800 321 257 214 160 128 104 83 67 53 41 33 26 KS1000 343 275 229 171 137 112 89 71 56 44 35 28 (1) In queste righe sono indicati gli sganciatori magnetotermici della gamma Compact NSX cui corrispondono i valori di soglia magnetica della tabella. (2) Gli sganciatori NSX TM200D e TM250D hanno una soglia magnetica Im regolabile da 5 a 10 volte la corrente nominale In. 404 Associazione condotto/cavo Protezione dell’associazione condotto sbarre/cavo È molto diffusa la realizzazione di condotti sbarre collegati al quadro di alimentazione mediante un cavo. In qualche applicazione si realizzano derivazioni a valle del condotto sbarre protette unicamente dall’interruttore installato a monte del condotto stesso. In entrambi i casi, è necessario verificare la protezione delle persone alla fine del condotto o alla fine del cavo a valle del condotto, considerando l’insieme dei tratti di condutture interessati dal guasto a terra. Conoscendo i valori (in metri) delle lunghezze massime protette per ogni tipo di conduttura posto in serie nell’applicazione in esame e le lunghezze effettive di ciascun tratto, è possibile la verifica della protezione delle persone secondo la formula seguente: L 2 L3 L1 + + L1max L2max L3max ≤1 dove: L1, L2, L3 [m] sono le lunghezze dei vari tratti di cavo o condotto sbarre che costituiscono la linea da proteggere; L1max, L2max, L3max [m] sono le lunghezze massime protette per ogni tipo di conduttura posto in serie; i valori di lunghezza massima protetta dei singoli tratti si trovano, nel caso dei cavi, al capitolo Protezione delle persone alle pagine 399 e seguenti e, nel caso dei condotti, a pag. 404. Esempio Consideriamo un’installazione del tipo in figura che alimenta dei corpi illuminanti, costituita in parte da condotto ed in parte da cavi, avente i seguenti dati: sistema di neutro TN-S; C1:cavo S1 = 2,5 mm2 multipolare L1 = 30 m, C2:condotto sbarre prefabbricato Canalis KBA25 tetrapolare L2 = 40 m, C3:cavo (uguale per tutte le derivazioni) S3 = 1,5 mm2 L3 = 2 m. La linea è protetta a monte contro le sovracorrenti da un interruttore modulare iC60H curva C 16 A. Volendo utilizzare per la protezione contro i contatti indiretti l’interruttore automatico a monte, occorre verificare che la corrente di guasto minima fase-PE, in corrispondenza del corpo illuminante più distante, sia superiore alla soglia magnetica dell’interruttore automatico. In pratica, occorre applicare la formula sopra indicata relativa alla verifica della lunghezza massima protetta dall’insieme cavo-condotto-cavo. In questo caso, essendo le derivazioni per i corpi illuminanti di uguale lunghezza, la corrente di cortocircuito minima si ha in corrispondenza dell’ultima derivazione. Dalle tabelle di pag. 399 per i cavi e di pag. 404 per i condotti ricaviamo: C1 : L1max = 53 m L1 = 0,566 L1max C2 : L2max = 72 m L2 = 0,556 L2max C3 : L3max = 32 m L3 = 0,063 L3max C3 : L3max = 32 m L1 L 2 L3 + + L1max L2max L3max = 1,185 > 1 405 Protezione delle persone Lunghezza massima protetta per la protezione delle persone Associazione condotto/cavo Non essendo verificata la condizione imposta, una delle soluzioni possibili è aumentare la sezione del cavo di alimentazione a 4 mm2. Si ha quindi: C1 : L1max = 85 m L1 = 0,353 L1max L1 L 2 L3 + + L1max L2max L3max = 0,972 < 1 Con il cavo C1 da 4 mm2, l’insieme cavo-condotto-cavo risulta protetto contro i contatti indiretti. iC60 H curva C 16 A 406