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

La scelta degli interruttori a valle dei trasformatori MT/BT

 

Ogni possibile aggancio con il problema del cosfi viene accuratamente evitato. Ad esempio consideriamo il quaderno ABB dal titolo “Cabine MT/BT: teoria ed esempi di calcolo di cortocircuito” e l’esempio svolto a pag. 14.

Si svolge il calcolo della corrente di cortocircuito a valle di un trasformatore con Pn pari a 400 kVA.  

A pensar male si può pensare che per non incorrere nel fatto di dover ammettere che è diffusa e concreta la possibilità di imbattersi nella situazione imbarazzante, per cui il cosfi per cui sono abilitati gli interruttori in quanto a potere di interruzione, non copre anche i casi più comuni come quello presentato, si attribuisce al trasformatore una caratteristica speciale senza dichiararlo.

Le perdite nel rame sono dichiarate pari al 3%. Tale valore incide proporzionalmente sul valore del cosfi della corrente di cortocircuito.

I trasformatori in olio presentano però in genere perdite pari a 1,35 % se a perdite normali e pari a 1,07 se a perdite ridotte.

Se si fossero adottati i normali valori di perdite il cosfi della corrente di cortocircuito, valutata in circa 15 kA, a macchina calda sarebbe risultato circa 0,35 nel caso di perdite normali e pari a 0,29 nel caso di perdite ridotte. Nel secondo caso essendo gli interruttori con poteri di interruzione compresi tra 10 e 20 kA abilitati per cosfi pari a 0,3 e non inferiori, non potrebbero essere adottati.

A impianto freddo il fenomeno è esaltato ed entrambe le situazioni diventano non accettabili dal punto di vista che abbiamo considerato.

Le cose peggiorano nel caso si considerino trasformatori rispondenti per classi di efficienza alla più recente norma CEI EN 50588-1.

Per i trasformatori in resina le cose peggiorano in quanto le perdite nel rame aumentano di poco, mentre la tensione di cortocircuito aumenta del 50 %.

Si dovrebbe ricorrere pertanto all’adozione di interruttori con prestazioni superiori a quelli che ordinariamente ammissibili.

Possibilità che a scapito della sicurezza non si vuol ancor oggi introdurre e la norma CEI non ci aiuta.  

In capo a chi la responsabilità di una scelta errata che pare accettata anche dalla norma ?

Il declassamento del potere di interruzione nel mercato nordamericano. E in Italia ??

Nel mercato nordamericano si riconosce il problema del cosfi della corrente di corto circuito; cioè si riconosce che può capitare che il cosfi della corrente di cortocircuito presunta risulti inferiore a quello di prova dell'interruttore che si intende usare e il cui potere di interruzione è maggiore del valore della corrente di cortocircuito presunta.
Esiste anche un criterio per verificare se l'interruttore che presenta un potere di interruzione superiore al valore della corrente di cortocircuito presunta, ma che presenta un cosfi di prova superiore a quello della corrente di cortocircuito presunta possa essere adottato nella specifica applicazione. Si declassa il potere di interruzione dell'interruttore che si intende usare e si verifica se tale minor potere di interruzione supera quello necessario confrontandolo con il valore della corrente di cortocircuito presunta.
Ci si chiede perché la norma CEI, benché il problema si presenti quotidianamente nella progettazione dei quadri elettrici posti immediatamente a valle dei trasformatori MT/BT e benché sia stata in più occasioni sollecitata, non abbia mai voluto da decenni dare una risposta, sollevando corrispondentemente, e cioè in molte applicazioni, i progettisti dall'accusa di un utilizzo improprio e pericoloso degli interruttori. 
In realtà una guida CEI, si badi bene non la norma, ha dato una risposta che pochi conoscono, in una domanda - risposta introdotta nell'ultima edizione della guida sulla costruzione dei quadri elettrici.
Tale domanda e risposta è stata introdotta, praticamente su mia richiesta. Inizialmente io preparai la domanda e risposta come a me sembrava corretto. La mia domanda- risposta fu bocciata e fu inserita la domanda - risposta che oggi si legge nella guida.
Praticamente si offre all'utente della guida una soluzione che rispecchia la soluzione che al noto e non infrequente problema si dà da circa tren'anni nel mercato nordamericano. 
Poiché le norme sulla costruzione degli interruttori vigenti in America non sono le stesse che valgono in Italia, non si sa quanto giustificata sia la soluzione prospettata, che in effetti sembra anche riguardare più  il potere di chiusura che non il potere di apertura. 
Comunque la questione importante che ci riguarda  come progettisti è quella che fino ad oggi ci vede responsabili di una cattiva progettazione a causa di una carenza normativa. Il problema è da sempre conosciuto, ma i normatori non hanno mai voluto che la sua conoscenza venisse diffusa. La soluzione proposta dalla guida non è evidentemente sufficiente.  E' la norma che deve dare soluzione al problema così evidente ed importante ! Se un interruttore già provato secondo gli standard delle nostre norme, una volta declassato secondo opportuni criteri,  può ritenersi adeguato, anche se applicato sia nel caso il cosfi della corrente presunta di cortocircuito sia inferiore a quello di prova  e sia nel caso la corrente di picco da chiudere sia alla fine inferiore o uguale a quella di prova, ancorché evidentemente raggiunta in tempi più brevi di quelli ottenuti con la prova, è indicazione di stretta competenza dei costruttori degli interruttori. Ciò anche perché tassativamente la norma sulla costruzione degli interruttori, se non ricordo male, in due punti impone agli utilizzatori di chiedere la loro autorizzazione ogni qualvolta gli interruttori fossero da utilizzare al di fuori dei limiti normativamente previsti.
Abbiamo fiducia, come richiesto e come pare possibile, che con la prossima pubblicazione della nuova variante della norma CEI 64-8 si ponga finalmente fine alla annosa penosa situazione in cui i progettisti italiani versano.
Mi propongo in futuro di postare sul tema altre per me interessanti osservazioni.

Cosa si legge a proposito del cosfi di corto circuito su un documento di un noto costruttore di interruttori

Allego quanto si può leggere su un documento prodotto da una nota società costruttrice di interruttori automatici di protezione.

L'autore del ponderoso documento richiama a proposito di potere di interruzione nominale degli interruttori di protezione l'attenzione sul fatto che la stessa azione di apertura, cioè di interruzione della corrente di corto circuito,  risulta teoricamente più difficoltosa al diminuire del cosfi della corrente da interrompere.

Si fa osservare che il documento da cui ho selezionato la parte di paragrafo di interesse non è molto datato.  Comunque oggi anche a valle di trasformatori di taglia media e piccola il problema di una impropria scelta dell'interruttore si può porre.   

Di chi la responsabilità se la norma tecnica non avverte della possibile inappropriata/insicura applicazione ? Perché il cosfi non compare nei dati di targa degli interruttori ?

Sempre sul cosfi di corto circuito cui riferire il PI degli interruttori

Ecco cosa si poteva leggere un bel po' di anni fa nei documenti IEEE. Niente di simile si può dedurre alla lettura della norma CEI 64-8. Ciò nel silenzio in proposito dei costruttori.
"These multiplying factors are based on calculated values for peak currents rather than  ( piuttosto che ) on laboratory tests. Individual manufacturers may have additional information.

For example, consider a 225 A MCCB with an interrupting rating of 35 000 A to be applied on a circuit with a short-circuit availability of 24 000 A and a power factor of 10%. Select the multiplying factor of 1.13 and multiply the 24 000 A short circuit by it to arrive at the new short circuit of 27 100 A. In this case, the MCCB is suitable for the 27 100 A short circuit because of its 35 000 A rating."

Il fatto importante è che nel mercato americano la procedura è codificata.

Ancora sul potere di interruzione e sul cosfi della corrente di cc da aprire. Come si comporta il mercato americano. 1

Si riportano alcune prime osservazioni al seguente indirizzo
https://www.blogger.com/blogger.g? blogID=6596639767590996665#editor/target=post;postID=7091316422853886611;onPublishedMenu=allposts;onClosedMenu=allposts;postNum=0;src=postname

Le norme CEI, il potere di interruzione e cosfi di prova. Aggiornamento

Non ci sono novità.
E' stata formulata presso il CEI in occasione della proposta di variante V6 la necessità di por fine alla situazione di insicurezza che vede l'uso nei quadri elettrici di potenza in BT a valle dei trasformatori MT/BT con tensioni di corto circuito uguali o superiori al 6% ( la maggior parte dei TR di potenza superiore a 630 kVA ) di interruttori non abilitati a interrompere le corrispondenti correnti di corto circuito che si possono manifestare a valle.
Nessun cenno ci è pervenuto in proposito ad oggi dal CEI.

Cei 64-8 - richiesta inserimento n. 3 warning sign

Il giorno 24 gennaio 2019 si terrà presso il CEI un ulteriore incontro del gruppo ristretto del CT64 delegato a decidere se pubblicare o meno tre segnali di pericolo nella parte Commenti della norma CEI 64-8.
Il primo segnale  riguarda il pericolo, che si può incontrare di frequente, di selezionare un interruttore automatico a valle di trasformatori MT/BT importanti senza verificare che esso sia idoneo anche con riferimento al cosfi della corrente di cortocircuito che esso potrebbe essere chiamato ad aprire.
Il secondo segnale  riguarda il pericolo, che anche si può incontrare di frequente, di selezionare uno o più condotto sbarre a valle di trasformatori MT/BT importanti senza verificare che esso/i siano idonei anche con riferimento al valore di picco della corrente di cortocircuito che essi potrebbero essere chiamato sostenere. 
Il terzo segnale chiede che nel dimensionamento termico della carpenteria dei quadri si debba tener conto nella determinazione del calore sviluppato al loro interno e da smaltire anche del fatto che a parità di corrente in ingresso per effetto del possibile sfasamento nel tempo delle correnti in uscita il calore da metter in conto è maggiore di quanto la norma sembra suggerire.
Dei tre problemi citati nel testo della norma non si trova traccia.
Si chiede al momento solo di segnalare il pericolo di un sottodimensionamento dei componenti!!
Speriamo che le nostre richieste/attese abbiano un seguito positivo.

Interruttori automatici BT a valle dei trasformatori

Sappiamo che i costruttori di interruttori mettono a disposizione con dovizia interruttori automatici per BT atti a interrompere correnti di corto circuito elevate con cosfi pari a 0,2 e non meno.
A valle dei trasformatori da una certa taglia in su i cosfi delle correnti di corto circuito sono ben inferiori a 0,2.
Pertanto tutti i quadri elettrici che si trovano a valle di tali trasformatori sono forse a norme CEI, ma non rispondono, progettualmente parlando, alla regola d'arte. La loro installazione non è sicura.
Ho trovato casualmente che esiste sul mercato un interruttore il cui cosfi di riferimento per poteri di interruzione superiori o uguali a 100 kA è pari a 0,15.
Quindi i progettisti oltre che essere chiamati a rispondere di non corretta progettazione, potrebbero non poter produrre la scusante che non esistono interruttori automatici adeguati per le applicazioni sopra richiamate, che sono numerose.
Ricordo che i fusibili possono aver un cosfi di riferimento pari a 0,1.
Allego le caratteristiche dell'interruttore MASTERPACT che per PI pari a 100 kA presenta un cosfi "normalizzato" di 0,15.

Scelta interruttori automatici Qualche novità

Bene ! Sembra che qualcosa si muova a livello di disposizioni normative.
Sembra infatti che il comitato CT 64 del CEI prenda in considerazione alla fine del mese di febbraio c. a. la possibilità di inserire nel testo normativo della norma CEI 64-8, nella parte commenti, un segnale di attenzione, per cui nella scelta degli interruttori automatici da installare nei quadri elettrici di potenza non si può prescindere dalla verifica che il cosfi della corrente di corto circuito presunta sia superiore a quello per cui è stato provato l'interruttore che si intende installare e il cui potere di interruzione risulta superiore alla corrente di corto circuito presunta.
Si realizzeranno finalmente in futuro impianti a regola d'arte anche quando i quadri elettrici sono installati in stretta vicinanza dei trasformatori di media -grande potenza?

Approfondimenti per la scelta degli interruttori

Ho trattato l'approfondimento di cui nel titolo al seguente indirizzo:
https://www.blogger.com/blogger.g?blogID=6596639767590996665#editor/target=post;postID=3364828855953941507;onPublishedMenu=allposts;onClosedMenu=allposts;postNum=0;src=postname

Un errore in un importante manuale di progettazione impianti BT

A pag. 65 della Guida al Sistema Bassa Tensione  ( 2017-2018 ) edita da una importante multinazionale si legge che tutti i nuovi trasformatori isolati in olio  ( AoAk ) da 50 a 2500 kVA presentano una tensione di corto circuito pari al 4%.
Si chiede se si tratta di un evidente errore, da correggere ?
C'entra il fatto che per la gran parte dei trasformatori in tabella il cosfi di corto circuito risulterebbe inferiore a 0,2, anche se calcolato a macchina calda e nessun interruttore automatico risulterebbe idoneo ?
Non posso non dire che la Guida cui si fa riferimento è molto preziosa per i progettisti. Un grazie alla multinazionale !

A favore dell'utilizzo dei fusibili in BT

Nel testo "COMPLEMENTI DI IMPIANTI ELETTRICI" ( Casa Editrice CUSL NUOVA VITA settembre 2000 ) utilizzato dagli studenti di ingegneria dell'Università di Padova a pag. 147 si legge con riferimento all'utilizzo dei fusibili nelle reti di BT  : ...  . Si noti che l'abaco è riferito a cosfi = 0,1 ( cioè molto basso, tipico di corto circuiti in vicinanza del fusibile ); ....  .
Si ammette chiaramente che un tale valore molto basso del cosfi pari a 0,1 sia caratteristico di corto circuiti immediatamente a valle dei dispositivi di protezione equipaggianti quadri elettrici posti a valle di trasformatori importanti.
Ci si chiede : perché gli interruttori automatici più potenti ( PI maggiore di 50 kA ) sono abilitati ad interrompere correnti di cortocircuito con cosfi superiori o uguali a 0,2 e non meno ?
I progettisti in tutti i casi, in cui le correnti di corto circuito a valle di trasformatori importanti o di paralleli di trasformatori importanti, da chi sono autorizzati ad utilizzare interruttori automatici in alternativa ai fusibili ?

Pogetto CEI C. 1170; CEI 64-8, V3; un nuovo capitolo ( 8.1) sulla "efficienza energetica"; INCREDIBILE N.2

Al seguente link ulteriori note sul tema:

http://giancarlotedeschi.blogspot.it/