Resistenza ai guasti da cortocircuito per i quadri Bassa Tensione
I fenomeni di sovracorrenti, come i sovraccarichi e i cortocircuiti, rappresentano una minaccia per la sicurezza dell’impianto elettrico. In particolare, il cortocircuito può causare danni gravi come incendi, esplosioni e deformazioni delle strutture e dei sistemi barre a causa degli sforzi elettrodinamici.
La norma CEI 64-8 prescrive che la protezione dal cortocircuito deve essere posta all’origine dell’impianto, ovvero nei quadri elettrici. Pertanto, è importante che i quadri elettrici siano progettati e dimensionati in modo adeguato per resistere alle sollecitazioni termiche e dinamiche derivanti dalle correnti di cortocircuito, come definito dalla norma CEI EN 61439-1. Tale norma regola le definizioni generali, le condizioni di servizio, le prescrizioni di costruzione, le caratteristiche tecniche e i requisiti di verifica per i quadri elettrici di bassa tensione.
Il dimensionamento del quadro elettrico bt ai fini del corto circuito non si limita alla scelta del potere di interruzione dei dispositivi di protezione, ma riguarda anche la tenuta strutturale delle parti attive e passive del quadro.
Le parti attive del quadro bt comprendono i sistemi di distribuzione, come barre, supporti isolanti e distributori, mentre le parti passive del quadro comprendono la carpenteria del quadro.
Il compito del quadrista è quello di scegliere e assemblare componenti in modo da garantire la resistenza alle sollecitazioni termiche e dinamiche derivanti dalle correnti di cortocircuito presenti nel punto d’installazione. Ciò significa che il quadrista deve considerare non solo la potenza di interruzione dei dispositivi di protezione, ma anche la robustezza e la resistenza delle parti strutturali dei quadri di bassa tensione.
Per garantire la sicurezza dell’impianto elettrico, è importante affidarsi a professionisti qualificati per la progettazione e l’installazione dei quadri bt. Inoltre, è necessario seguire le norme di sicurezza e le indicazioni della CEI EN 61439-1 per garantire la conformità dei quadri di bassa tensione alle normative vigenti.
La CEP, in qualità di costruttore finale di quadri bt, tiene conto di tutti gli aspetti necessari per garantire la protezione contro i cortocircuiti, predisponendo un fascicolo tecnico relativo a ogni quadro bt realizzato.
Ogni fascicolo tecnico segue una codifica ben precisa e viene archiviato digitalmente e reso disponibile per ogni evenienza. All’interno del fascicolo la CEP vengono inclusi riferimenti alla norma CEI EN 61439-1, l’idoneità del quadro bt in base al luogo e al punto di installazione, il dimensionamento del sistema di distribuzione e la scelta dei dispositivi di protezione in base al loro potere di interruzione.
Nella documentazione tecnica del quadro bt, viene allegata una scheda tecnica che riassume i dati fondamentali del quadro elettrico, con particolare riferimento alla protezione contro i cortocircuiti. Questa scheda tecnica fa parte integrante della “Certificazione di Conformità alla norma di Prodotto” secondo le Norme CEI EN 61439 per tutti i quadri bt prodotti dalla CEP.
Tuttavia, va sottolineato che spesso il quadrista potrebbe non conoscere i dati specifici dell’impianto, il che rende difficile prendere decisioni appropriate per quanto riguarda il cortocircuito. Per ovviare ciò, la CEP sviluppa un continuo rapporto di collaborazione con il cliente finale e/o il progettista dell’impianto elettrico al fine di individuare tutti i parametri necessari per garantire la sicurezza dei quadri di bassa tensione.
Il primo step è rappresentato dal calcolo del valore della corrente di corto circuito presunta nel punto d’installazione. Se il quadrista o il cliente non sono in grado di conoscere tale valore, la CEP effettua da sé tale calcolo riuscendo a ricavare il valore richiesto, facendo ricorso a specifiche schede di calcolo come quella seguente:
Una volta individuato il valore di cortocircuito nel punto di installazione, la CEP procede con la scelta del potere di interruzione dei singoli interruttori. Questo parametro indica la massima corrente di cortocircuito che l’interruttore è in grado di interrompere senza subire danni permanenti. In base alle esigenze dell’impianto elettrico, la CEP seleziona gli interruttori con un potere di interruzione adeguato.
Successivamente, la CEP definisce la corrente ammissibile di breve durata (Icw), ovvero la massima corrente che l’impianto può sopportare per un breve periodo di tempo senza subire danni. Questo parametro è importante per garantire la tenuta dell’impianto anche in caso di sovraccarichi temporanei.
La CEP definisce anche la corrente di cortocircuito condizionata (Icc), ovvero la corrente massima che può essere fornita dal generatore di cortocircuito in caso di guasto. Questo parametro è importante per garantire che l’impianto sia in grado di sopportare anche la corrente massima che può essere fornita dal generatore di cortocircuito.
Successivamente, la CEP calcola la corrente di picco limitata dall’interruttore (Ipk), ovvero la massima corrente di cortocircuito che l’interruttore è in grado di sopportare per un breve periodo di tempo. Questo parametro è importante per garantire che l’interruttore sia in grado di interrompere la corrente di cortocircuito senza subire danni permanenti.
Infine, la CEP dimensiona il sistema di distribuzione e verifica la sua tenuta al cortocircuito. Questo include la scelta dei cavi, dei conduttori di terra e degli interruttori differenziali, nonché la verifica della tenuta meccanica e termica dell’impianto in caso di cortocircuito.
Una volta completati tutti i calcoli di verifica e definiti i dati di targa, la CEP fornisce al cliente un quadro elettrico di bassa tensione progettato e dimensionato in modo adeguato per garantire la sicurezza dell’impianto elettrico.
Una volta nota la corrente di corto circuito nel punto di installazione, è necessario stabilire se è necessaria la cosiddetta “prova di cortocircuito” per verificare l’idoneità del quadro elettrico al cortocircuito. Secondo la norma CEI EN 61439-1, la “prova” non è necessariamente una prova di laboratorio, ma una procedura di verifica al fine di determinare l’idoneità del quadro bt. La normativa identifica de soggetti coinvolti: il quadrista e il costruttore, i cui compiti sono così descritti:
In generale, la verifica del cortocircuito è necessaria solo se la corrente di cortocircuito nel punto di installazione supera i 10 kA e il dispositivo posto a monte del quadro bt non è in grado di limitare il picco della corrente di cortocircuito al di sotto di 17 kA. In tal caso, il “quadrista” deve eseguire verifiche basate principalmente su calcoli e confronti con prototipi già testati, piuttosto che su prove di laboratorio.
Tuttavia, se la corrente di cortocircuito nel punto di installazione è inferiore a 10 kA o se il dispositivo posto a monte del quadro bt è in grado di limitare il picco della corrente di cortocircuito al di sotto di 17 kA, non è necessaria alcuna verifica, poiché la norma considera il sistema intrinsecamente sicuro al di sotto di questi valori.
In ogni caso, è importante seguire le indicazioni della norma CEI EN 61439-1 e affidarsi a professionisti qualificati per la progettazione e l’installazione di quadri bt in modo da garantire la sicurezza dell’impianto elettrico.
Un altro fattore da tenere in considerazione per la verifica dell’idoneità del quadro bt al cortocircuito è la presenza di un dispositivo a monte del quadro di bassa tensione. In base a ciò, occorre definire quale dato di targa deve possedere il quadro bt ai fini del cortocircuito, ovvero la Icw (Corrente ammissibile di breve durata) o la Icc (Corrente di cortocircuito condizionata).
Anche in questa evenienza la CEP effettua i controlli sotto descritti:
Calcolo della corrente di picco limitata dall’interruttore posto a monte del quadro, sulla scorta delle curve di intervento fornite dai costruttori
Indipendentemente dal valore di riferimento scelto per la valutazione del cortocircuito, il quadro bt risulta idoneo se il valore della corrente di cortocircuito Icp è inferiore a uno dei due.
Infine, la terza fase della verifica del cortocircuito riguarda il dimensionamento del sistema di distribuzione del quadro bt, ovvero l’insieme delle barre, relativi supporti e carpenterie.
In questa fase è necessario consultare la documentazione fornita dai costruttori per verificare il livello di protezione idoneo dei quadri di bassa tensione in funzione del valore della corrente di cortocircuito presente.
Il sistema di distribuzione risulta valido qualora si verificano le seguenti vengono garantite le seguenti requisit, tra cui risulta fondamentale il valore della Icw del sistema, che dipende dalle sue caratteristiche elettriche e meccaniche.
La CEP verifica comunque tali condizioni, sia in fase di progettazione che posa in opera. Si vedano gli esempi seguenti:
Calcolo dell’energia specifica passante dell’interruttore I²t posto a monte del sistema di distribuzione, sulla base delle curve di intervento fornite dal costruttore.
Si effettua quindi la verifica finale:
Al termine della quale si passa alla redazione della scheda tecnica:
Questa documentazione contiene dati tecnici e istruzioni di montaggio specifiche per i componenti del quadro elettrico, come gli interruttori e i fusibili, e garantisce la conformità del quadro bt alle normative vigenti.
È importante seguire attentamente le istruzioni fornite dalla Casa Madre per garantire la corretta installazione e il corretto funzionamento dei quadri di bassa tensione e seguire le indicazioni della norma CEI EN 61439-1 per garantire la sicurezza dei quadri di bassa tensione e dell’impianto elettrico nel suo complesso. Si consiglia di affidarsi a professionisti qualificati per la progettazione e l’installazione di quadri elettrici di bassa tensione e quadri media tensione.
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