Con il metodo del baricentro (6.3 di CEI 64-8/8) gli utenti della norma sono presi in giro? Osservazione n. 5

Osservazione n. 5

Noi non dovremmo sempre credere a tutto quello che la Norma Tecnica ci propone. 

A proposito dell’Allegato A di CEI 64-8, Parte 8, ho una ulteriore osservazione negativa da fare, che, come le numerose precedenti osservazioni, non depone a favore della perentoria indicazione fornita della Norma.  Si badi bene :  Norma e non Guida!

L’allegato A ci propone per il calcolo della collocazione più favorevole per la riduzione delle perdite di trasmissione dell’energia di un impianto elettrico industriale/artigianale le medesime formule che consentono il calcolo del baricentro di n masse nello/nel spazio/piano.

Al posto delle masse la norma propone di considerare i consumi delle energie annue di n carichi elettrici. Ciò con tutti gli evidenti e non pochi limiti (errori ?) già prospettati nei precedenti punti di queste mie note.

La soluzione prevista dalla norma propone di calcolare la posizione, in cui collocare il quadro di distribuzione principale dell’impianto elettrico, allo scopo di contenere il più possibile le perdite complessive nei circuiti di alimentazione dei carichi. Essa propone il calcolo del baricentro dei carichi elettrici come se si trattasse di calcolare il baricentro di masse pensate concentrate e distribuite nello spazio.  

Questa analogia non sembra tornare immediatamente applicabile al caso in esame per il motivo che la rete di alimentazione dei carichi elettrici (sottoquadri) prevede solo molto raramente che i sottoquadri siano raggiunti a partire dal quadro principale con il percorso più breve ( distanza geometrica ). E’ vero invece che i sottoquadri di un impianto elettrico sono in quasi tutta generalità raggiunti attraverso percorsi in canala o in cunicolo paralleli ai muri dei locali in uso.

Ciò comporta una ulteriore ragione per ritenere errato la precisa raccomandazione della Norma Tecnica di collocare il quadro principale di distribuzione il più vicino possibile al baricentro così come calcolato con le formule indicate nel testo della norma stessa.

Qualche volta la Regola d'Arte è cosa diversa dalla Norma Tecnica.

Con il metodo del baricentro (6.3 di CEI 64-8/8) gli utenti della norma sono presi in giro? Osservazione n. 4

 La regola che si legge alla fine del punto A1, Metodo del baricentro, dell’Allegato A di CEI 64-8, Parte 8, raccomanda “di posizionare il trasformatore o il quadro di distribuzione che alimento questo gruppo di n carichi il più vicino possibile al baricentro di questi carichi elettrici.”

Tale regola è proposta dalla Norma senza alcuna nota di avvertimento o ipotesi di lavoro. Oltre alle criticità già esposte con le osservazioni 1,2 e 3 in precedenti recenti note la regola non tiene conto che le energie annue relative ai carichi possono essere, a parità appunto di energia, consumate a fattori di potenza ben diversi, con il risultato che i pesi da attribuire alle stesse energie devono essere valutati altrettanto ben diversamente: pesano certamente di più i carichi che a parità di energia (e di potenza) lavorano a basso fattore di potenza: c'è differenza  tra insiemi di motori di piccola, media taglia non singolarmente rifasati da un lato e forni elettrici dall'altro. I pesi da attribuire aumentano al diminuire dei fattori di potenza e all’aumentare delle potenze in gioco. Da pochi percento al 60%-70%.

Altre osservazioni si possono fare e le faremo per dimostrare che la raccomandazione proposta dalla Norma, così come perentoriamente formulata, appare del tutto inappropriata.

Con il metodo del baricentro (6.3 di CEI 64-8/8) gli utenti della norma sono presi in giro? Osservazione 2 e 3

 Osservazione n. 2 Il baricentro di che cosa?

Nel fare il calcolo del baricentro la norma CEI 64-8, Parte 8 non è precisa sulle grandezze da “pesare” per determinarlo. E non è una cosa da poco.
Caso a. Poiché la prima Parte 8 è dedicata all’efficienza degli impianti elettrici, essa propone di pesare l’energia annua assorbita da ogni carico.
Caso b. Nel trattare poi l’argomento la norma concede, nel caso non fossero disponibili i dati relativi ai consumi di energia dei previsti carichi elettrici, di riferirsi alle potenze degli stessi carichi ( potenze nominali, potenze medie, …. ?).
Caso c. Con il terzo metodo (calcolo del percorso medio più breve) proposto nella norma per determinare la posizione migliore, in cui collocare il quadro principale dell’impianto, la norma improvvisamente ritiene che si possano pesare i quadrati delle energie annue consumate dai carichi.
Credo che a nessuno sfugga la differenza sostanziale, che intercorre tra le tre grandezze che la norma quasi indifferentemente propone di pesare per calcolare il baricentro dei carichi, senza offrire alcun commento di approfondimento.
Ovviamente la collocazione del baricentro che risulta dalla ponderazione delle tre ben diverse grandezze, cui fare riferimento, risulterà diversa. Quale la collocazione più corretta? Pare non trascurabile la confusione presente nella parte del documento coinvolta.
Perché la norma propone in cinque, sei pagine, se non di più, l’uso di formule peraltro banali, per calcolare le coordinate di un baricentro, senza definirne nei vari casi il più autentico significato?
Torneremo a considerare il confronto tra il caso a, il caso b e il caso c, in quanto ci pare di poter cogliere un vero e proprio errore commesso dalla norma.
Non pare possibile, ma forse è proprio così!

Osservazione n. 3

La norma alla fine del punto A1, Metodo del baricentro, dell’Allegato A (CEI 64-8, Parte 8) raccomanda “di posizionare il trasformatore o il quadro di distribuzione che alimento questo gruppo di n carichi il più vicino possibile al baricentro di questi carichi elettrici".

A parte, come già detto, che non è la stessa cosa in un impianto elettrico posizionare il trasformatore e il quadro principale (!), ritengo che la Norma CEI 64-8 commetta un altro non trascurabile errore nel proporre una tale precisa raccomandazione.

Poiché il testo normativo non pone ipotesi di sorta e assumendo che l’energia è il prodotto della potenza erogata per il tempo di erogazione, vale infatti l’osservazione che segue.

A parità di energia E consumata annualmente da un carico che assorba tale energia con una corrente costante I1 e da un carico che la assorba con una corrente costante I2 pari alla metà di I1, evidentemente per un tempo T2 doppio del tempo T1 che vale per I1, e

a parità, di massima, di sfruttamento del rame delle condutture, come può conseguire ad una ordinaria progettazione, le perdite in ogni metro di conduttura non sono nei due casi per niente uguali, come perentoriamente lascia intendere in pratica la ingiustificata raccomandazione della norma CEI all'inizio citata.

Ad esempio per una I1 e I2 pari rispettivamente a 100 A e a 50 A le perdite unitarie nel circuito percorso dalla corrente I1 di massima è sede di perdite pari a 1,48 volte quelle del circuito interessato dalla corrente inferiore I2.

Quindi il peso della stessa energia E nella determinazione del baricentro è per i due circuiti ben diverso da quello che la norma semplificando (?) ipotizza. Si deve tener presente che per rapporti di corrente I1/I2 superiori a 2 il valore delle perdite per metro di circuito aumenta rispetto a 1,48.

Anche dal punto di vista dei costi di primo impianto, oltre che di gestione, la raccomandazione della Norma non fa tornare i conti, cioè essa comporta un maggior costo iniziale, che pare non dovuto.

Se ho ragione (necessità dei revisori !), ci si può chiedere se sia possibile che una norma di derivazione internazionale avvalli tali imprecisioni (errori !). Dove sta il problema

Con il metodo del baricentro (6.3 di CEI 64-8/8) gli utenti della norma sono presi in giro?

 

A mio avviso la risposta al titolo è SI !

Secondo 6.3 della Parte 8 di CEI 64-8 il metodo del baricentro è utile per determinare la posizione del trasformatore e del quadro di potenza, per mantenere al minimo le perdite nelle condutture, per mantenere al minimo le distanze dai carichi principali, per ridurre la lunghezza e le sezioni dei conduttori, contenendo le cadute di tensione. Tali obiettivi sono elencati tra le righe del testo.
Nel testo dell’Allegato A si legge anche “Si raccomanda di posizionare il trasformatore o il quadro di distribuzione che alimenta questo gruppo di n carichi il più vicino possibile al baricentro di questi carichi.”

Propongo e proporrò di seguito di volta in volta con lo stesso titolo  le mie osservazioni che lo dimostrano.
Prima osservazione
Il normatore non ha le idee chiare sul posizionamento del trasformatore e del quadro di potenza. All’inizio di 6.3 ci si riferisce “alla posizione del trasformatore e del quadro di potenza” e successivamente nell’Allegato A ci si riferisce alla posizione de “il trasformatore o il quadro di distribuzione” .In un caso vale la congiunzione “e” e in un caso vale la congiunzione “o”. Si tratta di due elementi ben distinti, che non possono non essere considerati separatamente. Ad esempio nella guida CEI 121-5 si riporta l’esempio di una conduttura a valle di un importante trasformatore MT/BT lunga 100 m ( 5 x 240 mm2 per fase ), non certo trascurabile nel nostro contesto.
Nel proporre il metodo del baricentro la norma non considera tale distinzione, commettendo un presunto primo errore, già esposto nell’articolo ( https://www.electroyou.it/gtedeschi/wik ... ei-carichi ) a disposizione dei lettori di EY. Il presunto errore riguarda proprio il fatto che la norma nel proporre il metodo omette di tener conto della conduttura che alimenta il quadro principale. Si tratta con grande evidenza della conduttura più importante per energia in transito.
Seguiranno prossimamente altre puntuali osservazioni.

 

PROPOSTA PER COLMARE IL BUCO NERO CHE SEMBRA INGUAIARE LA VERIFICA TERMICA DEI QUADRI ELETTRICI DI POTENZA COME PREVISTA DALLA NORMA CEI EN IEC 61439

 

Con riferimento al buco nero, a nostro avviso presente nella norma e nella guida CEI, che trattano la verifica termica dei quadri elettrici, in conformità con lo spirito prudente, che sempre ha ispirato e deve ispirare i contenuti dei documenti normativi, che, ricordo, trattano primariamente la sicurezza degli impianti elettrici, ci chiediamo se non sia il caso  di inserire finalmente nel testo della norma CEI 64-8 un articolo che segnali almeno il rischio, che abbiamo in passato trattato e che mi risulta non sia mai stato rappresentato.

Ecco di seguito in corsivo un possibile testo dell’articolo, che proponiamo, eventualmente da perfezionare.

Ai fini delle valutazioni relative al riscaldamento dei quadri elettrici e delle condutture elettriche di potenza si deve tener conto che in corrente alternata per i circuiti derivati da un circuito principale di alimentazione la somma algebrica delle correnti insistenti nei circuiti derivati può essere superiore alla corrente circolante nel circuito principale di alimentazione, a causa del sempre possibile e quasi naturale sfasamento nel tempo delle correnti circolanti nei circuiti derivati.

Tale aspetto di non poco peso, incomprensibilmente ancora non preso in considerazione dall’ambiente normativo, ancorchè già segnalato, non riguarda il solo riscaldamento dei quadri elettrici, ma riguarda anche il mutuo riscaldamento delle condutture, ognivolta che nella stessa conduttura coesistono cavi di alimentazione di un nodo elettrico e cavi in uscita dallo stesso nodo. In tal caso non si può far riferimento ad una possibile limitazione della somma delle correnti circolanti dei circuiti derivati, in quanto giustificata dalla taratura della protezione da sovraccarico del circuito di alimentazione.

Costerebbe poco e sembrerebbe dovuto! Perché non si fa? Giusto ?

Proposta di modifica per l'allegato C della Guida CEI 121-5 a proposito della verifica termica del quadro

Voglio solo segnalare come non sia accettabile la proposta che un documento di grande valenza come una guida nazionale proponga come esempio al suo pubblico che una verifica, che si attua mediante l’esame del risultato di una disequazione, sia considerata positiva, quando il suo membro calcolato risulta inferiore rispetto a quello fisso di solo uno 0,5% circa del valore di ciascuno dei due membri sotto verifica. 

Nel caso dell’Allegato C di CEI 121-5 la disequazione recita : 420 W (potenza dissipabile dall’involucro che si intende usare per il quadro) maggiore di 417,73 W (potenza calcolata come totale potenza dissipata all’interno del quadro dai componenti previsti).
Oltre alle molteplici considerazioni negative, più o meno importanti, che si possono produrre, basti quella che propongo di seguito per dimostrare che quanto proposto dalle guide deve sempre essere valutato con spirito critico da chi le usa.
Il calcolo della potenza dissipata nei conduttori all’interno del quadro è basato sull’assunzione che la conducibilità elettrica vale 56 m /(ohm . mm2) e questo valore, anche se non esplicitamente dichiarato, deve essere riferito a 20 °C. In realtà ogni costruttore di cavi definisce per essi la resistenza per km a 20 °C ed è questo valore a cui si deve guardare prudenzialmente. Per esempio nel caso di un conduttore da 1,5 mm2 la resistenza massima per km a 20 °C consentita dalla norma tecnica sui conduttori è pari a 13,7. La resistenza massima per km a 20 °C che invece risulta applicando il valore della conducibilità elettrica assunto dalla guida nell'Allegato C risulta 11,9. Il primo valore supera il secondo di circa il 15%. Se si può estendere la validità di questo risultato anche alle sezioni di cavo superiori, un calcolo prudente della potenza da dissipare all’interno del quadro, anche solo di un terzo della potenza complessiva da dissipare calcolata, cioè pari a 417,73/3 W, restituirebbe un valore pari a circa 438 W (417,73 + 0,15 x 417,73/3), ben maggiore di 420 W. 

Il quadro proposto non risulterebbe a norma. Serve pertanto un involucro con una prestazione superiore.

Io ritengo che delle ipotesi più puntuali andrebbero enunciate nelle guide o almeno dei calcoli più prudenti andrebbero proposti per rispetto del rango dell’ente, che le pubblica, e dei lettori che le acquistano e che ad esse si affidano. 

La regola d'arte è e rimarrà sempre qualcosa in più della norma tecnica?
Forse qualche esperto, che si sta adoperando alla pubblicazione della nuova edizione della guida CEI 121-5, relativa alla costruzione a regola d'arte dei quadri elettrici, può  considerare di migliorare l'allegato C? 

Da molti mesi si è chiusa la fase di inchiesta pubblica della guida e siamo in attesa della pubblicazione della nuova edizione, si spera, migliorata.

Ho scritto anche un articolo sempre in Elettroyou ( EY ) che tratta un importante limite della guida CEI 121-5, che si può leggere in  https://www.electroyou.it/gtedeschi/wiki/un-buco-normativo-nella-norma-cei-en-iec-61439-1-nella-verifica-termica-dei-quadri-elettrici. 

CEI 121-5, ATTENZIONE ! La verifica termica presentata nell’allegato C appare fuorviante.

 

A parte il buco normativo di non poco conto, che abbiamo voluto segnalare martedì 5 maggio 2026 in questo blog con il titolo  “Verifica termica prevista dalla norma CEI EN IEC 61439-1 e 2 zoppa?”, altre situazioni negative possono essere riscontrate e sono a chiedere in proposito se è giusto preoccuparsi di farlo, come sto tentando di fare.

Perché non chiedere che le cose migliorino? Sto esagerando?
La guida CEI 121-5 nell’Allegato C conclude che la verifica termica del quadro in esame è superata in quanto la potenza, che la carpenteria del quadro adottata è in grado di smaltire, è pari a 420 W ( ex costruttore della carpenteria ) e in quanto la potenza dissipata all’interno del quadro ( ex calcoli sviluppati nell’esempio) risulta di 417,73 W, e in quanto quest’ultima risulta inferiore alla prima (420 W).
A me non pare il caso che una guida a carattere nazionale approvi una simile situazione, quasi al limite, in particolare senza precisare le ipotesi/semplificazioni adottate, che, se pur di non grande peso, quanto però nel caso specifico determinanti, non dovrebbero, almeno dal punto di vista generale, formale e didattico, essere trascurate.
Ad esempio se ipotizziamo mediamente pari a 7 W il consumo di targa di un TA da 800 A/5 A (tradizionale, meno costoso), possiamo attribuire ad ogni TA un consumo relativo a 630 A ( In del quadro ) pari a 4,34 W. I TA sono 3, per cui la potenza da mettere in conto è già di 13 W. Una quindicina di watt da smaltire pertanto si dovrebbero metter in conto tenendo conto dei TA e dell’analizzatore di rete. Pertanto la conclusione positiva presentata nell’Allegato C della guida CEI 121-5 sembra fuorviante e non accettabile.
Presentare i risultati dei calcoli in tutta generalità con la precisione del centesimo di watt e accettare la verifica della disequazione con un ridottissimo margine di sicurezza (2,27 W, 0,5%) da un lato e allo stesso tempo dimenticare del tutto la presenza dei TA e dell’analizzatore di rete (3,5 %) già qualifica l’esempio fornito dalla guida non proprio all’altezza dell’ente che lo ha prodotto. Si tenga poi anche conto di quanto l’ambiente normativo suggerisce oggi in proposito e cioè di prevedere la misura di corrente per tutti i circuiti più importanti.
Di un altro contributo alla potenza da dissipare, molto più significativo ai fini della verifica termica, che ci sembra mal/erroneamente valutato (a sfavore della sicurezza !) nell’esempio proposto nella guida, si potrebbe ancora dire e lo diremo.
Tutto ciò dovrebbe giustificare la pretesa di una maggior cura/attenzione nella emissione della guida. Quali sono le ragioni della, a mio avviso, insufficiente qualità del prodotto?