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?

 

COMMENTO AL TESTO DELLA NUOVA EDIZIONE DELLA GUIDA CEI ALL'UTILIZZO DEGLI SPD IN INCHIESTA PUBBLICA

 In www.google.com scrivendo e cliccando su  "cei inchieste pubbliche" compaiono i documenti attualmente in inchiesta pubblica. Il terzo documento è il "Progetto: CEI PRJ-3605 – Guida CEI 81-29

Guida per l’applicazione della Norma CEI EN 62305-2:2024. Valutazione della frequenza di danno F per gli impianti interni e del rischio R per le strutture". La data limite per la presentazione dei commenti  è il 24 giugno 2026.

Cliccando su  "VISUALIZZA"  appare il documento che si può scaricare e commentare. 

L'utilizzo degli SPD diventa sempre più importante e impegnativo nella realizzazione degli impianti elettrici. 

A me sembra però che l'utenza rimanga praticamente, non poco, esclusa dalla definizione dei contenuti della guida come della stessa  Norma CEI EN 62305-2:2024.  A mio avviso molte sono le osservazioni, anche di carattere generale, che si possono fare: esporrò le mie!  

Vorrei sentire in proposito anche quelle dei colleghi.

Verifica termica prevista dalla norma CEI EN IEC 61439-1 e 2 zoppa?

 

I cavi elettrici dei circuiti sollecitati da sovraccarico o da cortocircuito devono risultare appropriatamente protetti da pericolosi riscaldamenti. Le norme tecniche forniscono ai progettisti indicazioni precise per la protezione dei cavi e per rendere accettabile il corrispondente rischio.  Prima però i progettisti devono determinare con cura la portata dei cavi.

Per i quadri elettrici la situazione è solo un po’ più complicata, ma di massima sussiste una analoga procedura da seguire. Per la protezione dei circuiti posti all’interno dei quadri (ma  non per i circuiti da attribuire ai circuiti esterni che ai quadri si connettono) le misure da adottare per la loro protezione sono di massima quelle previste per i circuiti elettrici dalla stessa norma CEI 64-8. Rimane da determinare quella che è la “portata” del quadro, in analogia con la portata dei cavi. Questa “portata” si configura nella capacità più articolata del quadro di svolgere il suo compito di distribuzione della corrente senza che le temperature dei conduttori, degli apparecchi di manovra e protezione, dei materiali isolanti, delle parti accessibili alle persone (strutture di contenimento e organi di manovra), degli strumenti  .., raggiungano temperature pericolose e/o tali da compromettere la corretta funzione loro assegnata[1].

Praticamente i progettisti del quadro devono fissare una temperatura o più temperature lungo lo sviluppo verticale del quadro, che non devono essere superate nel suo esercizio ordinario. Ciò si fa in genere calcolando le potenze dissipate dai componenti all’interno del quadro e confrontando la somma di tali potenze con la capacità dell’involucro da adottare di smaltirla (dimensioni, materiale, areazione, … ) contenendo la temperatura interna nei limiti prescritti dalle norme tecniche e tali da garantirne la funzionalità.  

La serie delle norme CEI EN IEC 61439 -1 e 2 e la guida CEI 121-5 forniscono le indicazioni utili per procedere a tale dimensionamento. Le norme e la guida dedicano anche con esempi decine e decine di pagine alle regole da seguire per garantire il dovuto controllo delle temperature, che i componenti all’interno di un quadro possono raggiungere, a significare l’importanza che a questa verifica viene riconosciuta per questioni di funzionalità e di sicurezza.

A noi però sembra in proposito di dover segnalare un importante buco normativo che riguarda proprio l’aspetto sopra richiamato, cioè la verifica termica dei quadri elettrici. 

I documenti normativi, anche se non detto del tutto esplicitamente sostengono la regola che l’interruttore generale del quadro, o più a monte chi per esso, con il contenimento  della corrente nominale InA del relativo circuito possa limitare anche la somma delle correnti dei suoi circuiti derivati, responsabili delle corrispondenti potenze dissipate e quindi garantire il controllo della temperatura interna del quadro.

Il buco normativo consiste nel fatto che la norma nel caso specifico non tiene conto che le correnti nella pratica comune impiantistica sono alternate e possono risultare sfasate tra loro nel tempo e che a parità di corrente limitata nel circuito principale la somma algebrica delle correnti, che percorrono i circuiti derivati. Il riscaldamento del quadro può risultare pertanto ben maggiore di quello previsto dalla norma con la limitazione della sua corrente di alimentazione. La norma ipotizza errando che le correnti in gioco siano tutte in fase tra loro.

Ovviamente maggiori sono gli sfasamenti tra le correnti dei circuiti (forni, gruppi di grossi motori, gruppi di motori frazionari, capacità di rifasamento, … ) maggiore risulta l’entità della potenza dissipata dai circuiti nel quadro[2] rispetto a quella considerata nella verifica eseguita secondo le indicazioni normative[3], cioè a parità di corrente nel circuito di alimentazione e con correnti erogate in fase con essa e tra di loro. Si può peraltro osservare come l’incremento di potenza dissipata da considerare a causa dell’aumento della temperatura di funzionamento dei conduttori, di cui le norme chiedono di tener conto, e l’incremento di potenza dissipata da considerare a causa del possibile sfasamento tra le stesse correnti di carico possano risultare dello stesso ordine di grandezza.

Pertanto non è giustificato il fatto di non dover tener conto della maggior potenza dissipata a causa dello sfasamento sempre possibile tra le correnti erogate dal quadro nelle condizioni che lo vedono alimentato con la sua corrente nominale[4].

L’ipotesi che la limitazione imposta con la prevista taratura dell’interruttore automatico principale possa impedire la possibilità che la temperatura interna al quadro raggiunga valori superiori a quanto previsto con le modalità di verifica indicate nelle norme e nella guida non è verificata, come in passato è stato segnalato. 

Troviamo oggettivamente sorprendente il fatto che la norma e la guida non abbiano considerato che nell’effettuare la verifica termica dei quadri elettrici sia ordinariamente necessario considerare anche l’ordinario sfasamento che sussiste tra le correnti. Le norme e più ancora la guida dovrebbero almeno segnalare il problema.

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[1] Si osserva anche che nella norma CEI 64-8 i quadri elettrici non risultano oggetto di prescrizioni. Al punto 511.1 si dice “Ogni componente elettrico deve essere conforme alle prescrizioni di sicurezza delle Norme CEI  che  lo  riguardano  e  deve  essere  installato  in  accordo  con  le  prescrizioni  della  presente Norma  e  con  le  istruzioni  fornite  dal  costruttore,  tenendo  conto  in  particolare  delle  condizioni ambientali.” e ancora al punto 526.5 si legge “Si  devono  prendere  precauzioni  per  evitare che  la  temperatura  raggiunta  nel  servizio  ordinario  dalle  connessioni  e  dalle  apparecchiature  danneggi  l’isolamento  dei  conduttori  e  modifichi le prestazioni delle apparecchiature (vedi anche 511.1).”

[2] Per cogliere l’aspetto pratico del fenomeno di cui si tratta, si può facilmente calcolare che due circuiti, per i quali si prevede uno sfasamento tra le correnti di 30 °C, dissipano una potenza superiore di oltre il 7% della potenza messa in gioco negli stessi due circuiti  

-quando percorsi da correnti in fase tra loro e in fase naturalmente con la corrente del circuito di alimentazione e

-quando tali correnti in fase tra loro richiedono dal circuito di alimentazione la stessa corrente che richiede la coppia di correnti tra loro sfasate.

[3] Si fa presente come elemento da non trascurare che a parità di aumento dello sfasamento tra le correnti all'aumentare dello sfasamento aumenta anche l'entità dell'incremento  della corrente e della potenza da considerare. 

[4] Differenze di temperatura di qualche decina di gradi dei conduttori implicano differenze nella potenza dissipata dagli stessi pari al 4%, 8%, 12% rispettivamente per 10 °C di aumento, per 20°C e 30°C.

 

Note critiche all’allegato C di CEI 121-5 “Guida alla normativa applicabile ai quadri elettrici di bassa tensione e riferimenti legislativi”. Parte 1

 L’allegato C della guida si riferisce chiaramente ad un quadro elettrico posto a valle (8 m, utenza n. 11) di un trasformatore in resina da 400 kVA. Noi riteniamo che il contenuto dell’allegato C non sia all’altezza di un documento prodotto dall’ente normativo nazionale per più ragioni.

1.     Nell’allegato C si ammette che per il quadro descritto non sia necessario provare in uno dei modi previsti dalla norma CEI EN 61439-1[1], che esso risulta in grado di resistere al cortocircuito, in quanto la corrente di cortocircuito presunta Icp nel punto di installazione del quadro risulta pari o inferiore a 10 kA (pag. 83), esattamente pari a 9.284 A (pag. 89). A noi risulta che un calcolo prudenziale conduca ad un valore superiore a 10 kA (prese di regolazione della tensione del trasformatore, tolleranza sul valore della tensione di cortocircuito del trasformatore, maggiorazione della tensione impressa del 5%, … ). L’esempio fornito dalla guida risulta fortemente fuorviante per gli utilizzatori della guida meno preparati, indotti a credere che per un quadro posto a valle di un trasformatore da 400 kVA non ci si debba preoccupare di dimostrarne la tenuta al cortocircuito della barratura principale .

2.     Si afferma a pag. 95 che il quadro presenta una Corrente Nominale di Cortocircuito condizionata pari a 17 kA. In base a quale ragione si fornisca tale valore non è chiaro. L’interruttore generale del quadro con In pari a 800 A non è in genere in grado di limitare il primo picco di corrente entro i 17 kA.

3.     Non si è applicata la nota di tab. 1 della norma CEI 61439-1, la quale avverte che in prossimità dei trasformatori MT/BT si deve controllare il valore del fattore di potenza, FdP,  della corrente di cortocircuito, in quanto questo risulta in genere inferiore a quello convenzionale cui sono provati gli interruttori al variare del loro potere di interruzione, PI.  Ciò comporta una scelta errata/da giustificare di tutti gli interruttori, ma in particolare per gli interruttori delle utenze 11 e n. 12, con PI pari a 10 kA, il cui FdP di riferimento per il PI è pari a 0,5 mentre il FdP della Icp è molto inferiore. Comunque per l’utilizzo di tutti gli interruttori a nostro avviso devono essere interpellati i costruttori, in quanto sono impiegati su valori del FdP inferiore a quello di prova, per il quale è garantito il corretto funzionamento. Ciò vale anche per gli interruttori scatolati e per l’interruttore generale. L’esempio prodotto nella guida risulta pertanto fuorviante per gli utenti della guida meno preparati.

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[1] CEI EN 61439-1, Apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione – Prescrizioni generali

Quando un quadro elettrico non provato al cortocircuito può essere installato?

 

Pare che secondo la norma tecnica applicabile un quadro elettrico non provato al cortocircuito possa essere installato

a)    quando la corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione è minore di 10 kA, 

oppure

b)    quando ha in ingresso un dispositivo di protezione che limita a 17 kA la corrente di picco in corrispondenza del suo potere di interruzione o in corrispondenza della corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione,

oppure

c)     quando è installato a monte del quadro un dispositivo di protezione in grado di limitare a 17 kA la corrente di picco della corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione.

A me sembra errata questa formulazione in quanto le due condizioni a) e b) o a) e c) devono essere soddisfatte contemporaneamente. Almeno se vogliamo dare una giustificazione tecnica alla disposizione normativa. Ciò in quanto spesso non vale la regola che, quando la corrente di cortocircuito è pari a 10 kA, la corrente di picco corrispondente è inferiore a 17 kA. Ciò è vero solo se il fattore  della corrente di cortocircuito è inferiore o uguale a 0,5. Ricordo che 0,5 è il valore del fattore di potenza convenzionale con cui vengono testati gli interruttori automatici di protezione per determinarne il potere di interruzione per la classe di potere di interruzione fino a 10 kA. La realtà impiantistica non rispetta certo questa convenzione.

E’ significativo al fine di dare ragione alla mia non trascurabile affermazione esaminare con attenzione il caso descritto nell’allegato C della guida CEI 121-5 in vigore. Esso descrive un quadro con In pari a 630 A, per il quale la guida non prevede, a mio avviso erroneamente, la necessità di eseguire le prove di corto circuito. Faremo questo esame prossimamente e dimostreremo come l'esempio possa risultare fuorviante per gli utenti della norma e della guida.

7. IL PUNTO DELLA SITUAZIONE NELLA SELEZIONE DEGLI INTERRUTTORI DI PROTEZIONE DI BT IN CONDIZIONI DI APPLICAZIONE FUORI STANDARD

 Soluzione che si ritiene corretta

 E’ importante premettere quanto si può leggere nella prima voce della Table E.1 di CEI EN IEC 60947-2:2025. Sussiste contraddizione tra il suo contenuto e l’indicazione (ultimissime pagine, pagg. 154-155) presente in CEI 121-5 e le indicazioni fornite nel commento all’art. 5.33.3.2 di CEI 64-8. La tabella E.1 della norma propone un elenco di situazioni speciali, la cui soluzione è da ricercare in un accordo diretto tra le parti, cioè tra costruttori e utenti. La prima voce/situazione della tabella riguarda gli interruttori, cui si richiedono poteri di chiusura, Icm, maggiori di quelli indicati in Tab. 1 della norma[1]. Poiché con riferimento alla stessa norma CEI EN 60947  l’esigenza di dover utilizzare interruttori con poteri di chiusura in cortocircuito superiori a quelli standard la si incontra nel  caso che il fattore di potenza della corrente di cortocircuito da interrompere sia inferiore a quello convenzionale, l’accordo tra utente e costruttore diventa anche presupposto necessario per procedere correttamente nella scelta degli interruttori in fase di progettazione.

Ciò peraltro risulta perfettamente in linea con quanto dichiarato dal compianto ing. Siani, persona di riconosciuta competenza ed esperienza. L’ing. Siani contrariamente all’orientamento attuale espresso dai normatori ha condiviso e confermato per iscritto pienamente quanto si legge nella prima voce della Table E.1 di CEI EN IEC 60947-2:2025. Il contenuto della risposta data dall’ing. Siani, che riportiamo integralmente in nota 2[2] non lascia dubbi e contraddice, come già detto, nettamente la soluzione oggi prospettata nell’ambiente normativo : ultimissime pagine, pagg. 154-155 di CEI 121-5 e indicazioni, esposte nel commento all’art. 5.33.3.2 di CEI 64-8.

Al di là della contraddizione con le precise indicazioni presenti nella norma di prodotto, sussistono ulteriori chiare e importanti conferme al fatto che la soluzione deve comunque venire dall’apporto dei costruttori, che riportiamo in nota 3 [3]. 

 

Vista la situazione la soluzione corretta è pertanto quella indicata con il suggerimento presente alla fine del commento dell’art. 533.3.2 di CEI 64-8. Solo il ricorso all’autorizzazione da parte dei costruttori degli interruttori può garantirne un uso sicuro ed esime i progettisti e i quadristi da responsabilità in proposito.

Spesso la soluzione potrà essere individuata nel ricorso all’utilizzo di interruttori di classe superiore, rispetto alla classe inferiore che potrebbe ritenersi idonea in relazione al suo potere di interruzione, se il fattore di potenza di tale classe risulta congruo.

Dobbiamo prudentemente tener conto che solo i costruttori dispongono delle conoscenze per pronunciarsi con competenza su ogni specifica applicazione non convenzionale. Restiamo pertanto in attesa di un pronunciamento chiaro ed esaustivo dei costruttori di interruttori. Se questo ricalca la soluzione proposta[4], che non ci convince, esso diventerà per i progettisti la procedura ufficiale da seguire senza timore nelle situazioni critiche prospettate.

Un altro punto a favore del fatto che la soluzione proposta dall’ambiente normativo non sia da accogliere, risulta dalla mancanza di spontaneità nella formulazione della regola proposta in ambito normativo, ma non nel testo della norma ufficiale. La soluzione è stata pubblicata nei documenti normativi solo dopo insistenti richieste in proposito presentate da ambiente esterno a quello della norma. Tutto fa pensare che in proposito siano da definire con precisione i portatori di responsabilità importanti, che si vorrebbero ancor oggi lasciare in capo a tutti meno che ai costruttori. E’ noto infatti che i commenti agli articoli delle norme tecniche, come gli stessi contenuti delle guide non costituiscono ordinariamente un riferimento con valore legale.

C’è un problema secondario di cui si deve tener conto che presenta risvolti sorprendenti. Infatti se in relazione al valore del fattore di potenza della corrente di cortocircuito presunta l’interruttore deve essere declassato nel suo potere di interruzione effettivo, lo stesso interruttore può essere surclassato/maggiorato nel suo potere di interruzione effettivo nel caso il fattore di potenza da considerare sia superiore a quello convenzionale di prova.

Un aspetto importante, quanto sconosciuto. Esso non è mai stato approfondito. Ma potrebbe valorizzare ulteriormente la figura dei progettisti e dei consulenti. I costruttori dovrebbero pertanto in proposito fornire, come già fanno per altri aspetti, le corrispondenti tabelle e/o grafici.

Si conclude che se il fattore di potenza della corrente di cortocircuito è inferiore a quello convenzionale e non si può ricorrere ad un interruttore di classe superiore in quanto a potere di interruzione, si deve applicare quanto previsto al primo punto della Table E.1 dell’Annex E di CEI EN IEC 60947-2. Si devono cioè interpellare i costruttori, come del resto prudenza e altre autorevoli conferme suggeriscono.

 

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[1] Items subject to agreement between manufacturer and user.  Al primo posto della colonna “Item” di legge: Circuit-breakers for higher short-circuit making capacity than given in Table 1.

[2] Si riporta di seguito in corsivo la risposta fornita in proposito via e.mail dall’ing. Alberto Siani di Schneider Electric ( Power EMEAS, Italy, responsabile “Norme e software tecnici” nel 2012) alla questione di cui si dibatte in queste note: “Giustamente Lei fa riferimento a valori ancora più bassi del cosfi. Su questo punto la norma effettivamente non ha risposte e non tratta situazioni di questo tipo, sono situazioni che in qualche modo devono essere affrontate caso per caso e potrebbero costituire oggetto di accordo tra costruttore ed utilizzatore.  

Tenga naturalmente conto che per il costruttore dichiarare valori di potere di interruzione per situazioni maggiormente critiche (ossia con cosfi più bassi) costituisce comunque costi aggiuntivi, dovuti alla necessità di prove in laboratorio non previste dalle norme e dai normali iter di certificazione prodotto.”

[3] Fondamenti di sicurezza elettrica, U. Hoepli Editore, 1984, Autore prof. Vito Carrescia,  pag. 368.

Risposta sul problema ricevuta da quesiti@ceiweb.it nell’anno 2010.

Risposta dell’allora Direttore Tecnico del CEI al problema, AEI Volume 86, numero 2, febbraio 1999.

Risposta molto precisa ricevuta in proposito con e.mail datata 4 aprile 2012 da un autorevolissimo esperto molto attivo presso il CEI per conto di una multinazionale leader del settore: ing. Alberto Siani di Schneider Electric.

Commento al problema del prof. G. Parise, Ordinario di Impianti Elettrici all’Università La Sapienza di Roma, AEI volume 86, n. 6 giugno 1986.

[4] La sussistenza di una qualche parziale giustificazione è effettivamente plausibile: una, che pare interessante, non è però mai stata proposta.

6. IL PUNTO DELLA SITUAZIONE NELLA SELEZIONE DEGLI INTERRUTTORI DI PROTEZIONE DI BT IN CONDIZIONI DI APPLICAZIONE FUORI STANDARD

Rimedio non spontaneamente adottato nell’ambiente normativo (CT 121 e CT 64 del CEI) 

L’ambiente normativo ha dimostrato nel passato poco interesse a dare indicazioni su come risolvere il problema quando gli interruttori devono essere utilizzati in condizioni fuori standard nei confronti del fattore di potenza. Lo ha fatto solo su pressante stimolazione esterna. Una situazione di stallo in proposito si è perpetuata per decenni. Il problema era  stato infatti sollevato pubblicamente fin dal 1999[1]. La risposta del CEI è stata data in due occasioni sempre su espressa richiesta esterna, cioè non da esigenze interne all’ambiente normativo. Una prima volta nelle ultime pagine (pagg. 164-165) della guida CEI 121-5 (Domanda-Risposta n. 15). Una seconda volta nel commento all’art. 533.3.2 della norma CEI 64-8 inserito nelle ultime due edizioni. Ecco la soluzione proposta. 

Si deve adottare un interruttore, provato con la prova di cortocircuito effettuata con i fattori di potenza convenzionali di tabella 1 di CEI EN IEC 60947-2.  L’interruttore deve presentare un potere di chiusura nominale, secondo al norma, almeno uguale o maggiore al valore di picco della corrente di cortocircuito presunta da controllare, anche se non provato al fattore di potenza di impiego. Un tale interruttore rispondente alla norma presenterà un potere di interruzione valutato in condizioni convenzionali/standard, adeguatamente maggiore dello stretto necessario[2], cioè maggiore della corrente di cortocircuito presunta e tale però da disporre di un potere di chiusura, anch’esso valutato in condizioni convenzionali, pari almeno al valore di picco della corrente di cortocircuito presunta. Pertanto secondo l’ambiente normativo si propone come idoneo un interruttore che non ha superato né la prova di interruzione, né la prova di chiusura all’effettivo minore fattore di potenza. Una soluzione proposta che ci stupisce in quanto non di prassi presso il CEI, perché non conservativa, come invece di solito giustamente avviene.

Nella guida CEI 121-5 i normatori offrono un esempio numerico che descrive la procedura sopra descritta. Nel commento all’art. 533.3.2 della norma CEI 64-8, successivamente, si propone la stessa soluzione: cioè che nel caso in esame il progettista deve tener conto del potere di chiusura dell’interruttore e non del suo potere di apertura, al contrario di quanto chiede l’art. 533.3.2 della norma di maggior valenza senza far cenno ad alcun limite e/o riserva. All’inizio del commento il testo afferma che l’interruttore deve rispondere alle norme CEI EN 60947 e pertanto si ritiene che la prova di tenuta alla chiusura su  cortocircuito sia da attribuire al fattore di potenza convenzionalmente previsto dalla norma e non al valore ad esso inferiore rispondente al caso in esame.

Un suggerimento sorprende però il lettore. Nelle ultime righe del commento si invita in proposito l’utente ad interloquire con il costruttore degli interruttori. Questo invito non è giustificato e denota il grande imbarazzo degli esperti normatori nei confronti della debolezza della soluzione al problema prospettata nel testo del commento.

Non pare accettabile che l’ambiente normativo consenta l’utilizzo di un interruttore in condizioni di cortocircuito più impegnative di quelle per le quali è stato provato sia in apertura che in chiusura.

Quel che è più grave è che la procedura di selezione degli interruttori proposta risulta  in contraddizione con quanto prevede rigorosamente il dettato della norma CEI EN 60947-2[3].

Può una commissione impiantistica, senza portare specifici argomenti, proporre una soluzione che non tiene conto delle regole chiaramente indicate nella norma di prodotto? Concretamente gli esperti di una commissione tecnica impiantistica hanno ritenuto di poter estendere il potere di chiusura e soprattutto il potere di interruzione per interruttori di protezione, senza consultare direttamente ufficialmente i costruttori e cioè senza la garanzia che prove da hoc siano state condotte.

Inoltre chiediamo quando e come l’ambiente normativo abbia prodotto giustificazioni scritte della soluzione proposta, quando di contro in passato documentazione contraria è stata presentata.

Si osserva per completezza di informazione che il contenuto del commento all’art. 533.3.2 è in sostanza quello presente nell’art. 11.2.2 della norma IEC 61892-2; 2019[4] e dall’art. 8.2 della norma CEI EN 60092-202[5]. E’ indubbio che il problema di cui si tratta è maggiormente evidente per gli impianti elettrici a bordo nave e sulle piattaforme in mare.

La giornata di studio[6] indetta a Trieste nell’anno 2019 non ha portato a chiarimenti.

Ricordiamo che il problema prospettato riguarda non poche importanti situazioni con cui i progettisti si devono continuamente confrontare. 

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[1] LETTERE ALLA REDAZIONE,  AEI  Volume 86, n. 2 febbraio, 1999, pubblicazione nella rivista di una lettera di denuncia del problema e si una lettera di risposta dell’allora Segretario Generale CEI.

[2] Non valutato nelle condizioni della effettiva applicazione.

[3] Si veda quanto, in proposito nei punti 2) e 3) di queste note, è da collegare agli articoli 5.3.6.1 e 5.3.6.2 della norma CEI EN IEC 60947-2; 03-2025.

[4] CEI IEC  61892-2; 2019, Unità fisse e mobili per la produzione e/o da sfruttamento degli idrocarburi in mare.

[5] CEI EN 60092-202; 2021[5], Impianti elettrici a bordo navi, Progettazione di sistema – Protezioni.

[6] Giornata di Studio, La sicurezza elettrica a bordo nave, organizzata da AEIT Sezione FVG e l'Ordine degli Ingegneri di Trieste

5. IL PUNTO DELLA SITUAZIONE NELLA SELEZIONE DEGLI INTERRUTTORI DI PROTEZIONE DI BT IN CONDIZIONI DI APPLICAZIONE FUORI STANDARD

 

5.     Obsolescenza dei valori convenzionali del fattore di potenza di cortocircuito previsti dalle norme CEI EN IEC 60947 da riferire alle prestazioni degli interruttori di protezione di BT

LLLa norma CEI EN 60947-2 suddivide gli interruttori in più classi in base al potere nominale di interruzione/apertura in cortocircuito (Icu) e prevede che il corrispondente potere di chiusura nominale in cortocircuito (Icm) per ogni classe sia non inferiore ad un determinato valore di picco rispetto a Icu. Nella tabella n. 1 della stessa norma è anche definito il rapporto “n” tra Icm e Icu per ogni classe.

 

Il fattore di potenza della corrente di cortocircuito definisce il valore “n” introdotto dalla norma per ciascuna classe di interruttori.  Gli esperti estensori della norma hanno ritenuto alla data della prima edizione della norma che valori del fattore di potenza della corrente di cortocircuito inferiori a quelli proposti nella tabella risultassero molto improbabili nella progettazione degli ordinari impianti elettrici.   I valori del fattore di potenza (cosfi) e del rapporto “n” proposti nella sopra richiamata Tabella 1 della norma CEI EN IEC 60947-2 sono riportati in Fig. 1 in funzione della classe dei poteri di interruzione (corrente di prova I).

 

 

corrente di prova I kA	cosfi	n
I ≤ 3	0,9	1,42
3 < I ≤ 4,5	0,8	1,47
4,5 < I ≤ 6	0,7	1,53
6 < I ≤ 10	0,5	1,7
10 < I ≤ 20	0,3	2,0
20 < I ≤ 50	0,25	2,1
50 < I	0,2	2,2

      

Fig. 1   - Valori del fattore di potenza e del rapporto tra potere di chiusura e potere di apertura previsto per condurre le prove secondo la norma CEI EN IEC 60947-2

 

Si può facilmente verificare che i valori del cosfi, cui la norma con la tabella n. 1 fa riferimento, non costituiscono oggi un valido riferimento. I fattori di potenza della corrente di cortocircuito presunta indicati nella tabella risultano inadeguati. Molte infatti sono le situazioni, in cui i valori del fattore di potenza della corrente di cortocircuito a sono inferiori a quelli proposti nella tabella 1 della norma CEI EN IEC 60947-2, richiamati anche nella Tabella 7 della norma CEI EN 61439-1[1].

La nota alla tabella 7 della norma CEI EN 61439-1 già nell’anno 2012 poneva in evidenza il problema dell’obsolescenza dei valori dei fattori di potenza proposti nella tabella stessa. Il contenuto della nota è il seguente : “ I valori della presente tabella tengono conto della maggioranza delle applicazioni. In zone particolari, per es. in vicinanza di trasformatori o generatori, il fattore di potenza può assumere valori più bassi, per cui in questi casi il valore massimo della corrente di picco presunta può diventare il valore limitativo, invece del valore efficace della corrente di cortocircuito. Il segnale di attenzione non fu seriamente preso in considerazione e ha negativamente, a nostro avviso, influenzato i contenuti di alcuni testi normativi successivamente pubblicati, come si potrà verificare. Le norme hanno prescritto successivamente, quando sollecitate a farlo, che le prestazioni degli interruttori risultassero adeguate al valore di cresta della corrente di cortocircuito da controllare, trascurando il fatto che parimenti anche il distinto potere di interruzione doveva essere garantito nelle condizioni fuori standard richiamate. Le barrature dei quadri elettrici non devono aprite la corrente di cortocircuito.

 

Per quanto riguarda la inattualità dei valori riportati in Tabella 1 della norma, si può osservare come in tutte le cabine di trasformazione, se non di piccola potenza, quando i relativi quadri di distribuzione si trovano in prossimità del trasformatore, le correnti di cortocircuito che riguardano gli interruttori installati negli stessi quadri possono presentare un fattore di potenza inferiore a quello convenzionale indicato nella norma CEI EN 60947-2. Ciò a maggior ragione per i sempre migliori rendimenti su cui negli ultimi anni per legge per i trasformatori MT/BT si può contare[2].

Meraviglia l’esempio presentato nella guida CEI 121-5, per il quale il quadro elettrico principale di BT è previsto ad una distanza di circa 100 m da un trasformatore MT/BT (Pn 1000 kVA)[3].  Sembra quasi che gli esperti normatori non volessero fare i conti con il problema del fattore di potenza, di cui in queste note si tratta. 

La scarsa conoscenza del problema nel mondo della progettazione suggerisce la possibilità che molti quadri di BT importanti, che fino a ieri sono stati realizzati potrebbero risultare non a regola d’arte[4]^,[5], per quanto progettati e realizzati e collaudati da professionisti di valore.

 

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[1] CEI EN 61439-1 (CEI 17-113) "Apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT) - Parte 1: Regole generali”

[2] Come anche la Parte 8 della norma CEI 64-8, dedicata all’efficienza degli impianti elettrici, giustamente suggerisce.

[3] Guida Tecnica CEI 121-5; 07-2015, Guida alla normativa applicabile ai quadri elettrici di bassa tensione e riferimenti legislativi, pag. 118.  Una conduttura lunga 100 m risulta costituita per ogni fase da 5 conduttori, ciascuno di sezione pari a 240 mm² alimenta un quadro di corrente nominale pari a 1600 A  contrariamente ad un più corretto orientamento in fatto di efficienza.

[4] Editoriale Delfino, Elettrificazione, 10, 2015, n. 714, La scelta degli interruttori automatici; Editoriale Delfino, Elettrificazione 1-2  2020, n. 744,  Appunti a proposito della grana del cosfi di cortocircuito; Editoriale Delfino, Elettrificazione, 6-7, 2020, n. 747, La selezione degli interruttori nei casi critici.

[5] Il dover riconoscere tardivamente la presenza di molte situazioni potenzialmente pericolose potrebbe motivare lo scarso interesse l’ente normatore dimostra per un approfondimento del tema.