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. 

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

 Le prestazioni in cortocircuito degli interruttori sono da ben distinguere tra loro ed entrambe sono da considerare nel progetto degli impianti elettrici di potenza

 

Gli aspetti da valutare sono del tutto diversi:

-il primo ( potere  di chiusura in cortocircuito) riguarda maggiormente la tenuta meccanica dei componenti dell’interruttore sollecitati dalle forze elettrodinamiche, dovute al picco iniziale di corrente presunto.

-il secondo (potere di interruzione in cortocircuito) riguarda, ma non solo, la capacità della camera di estinzione dell’interruttore di dissipare l’energia presente nell’induttanza del circuito di guasto associata al valore della corrente di cortocircuito al momento  dell'apertura.

Gli aspetti da considerare sono più evidenti nella selezione degli interruttori di media e alta tensione.

L'importanza della distinzione tra i due poteri sembra perdere di importanza per gli interruttori di tipo limitatore, da molti anni anche in uso nei quadri elettrici di BT.  In proposito il contenuto della norma tecnica non sembra esserne risultato influenzato .

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

 Potere di chiusura in cortocircuito, art. 5.3.6.1, CEI EN IEC 60 947-2; 03 - 2025)

Ricordiamo che il potere di chiusura in cortocircuito nominale indica il valore di cresta massimo (Icm, di picco, valore istantaneo) della corrente di cortocircuito che l’interruttore può stabilire/portare, senza subire danni, secondo il ciclo di aperture e chiusure previsto  dalla norma tecnica. Il costruttore deve verificare che in corrispondenza del massimo picco di corrente tutte le parti dell'interruttore resistano alle sollecitazioni meccaniche, cui esse risultano sottoposte.  Il valore di cresta da associare al valore efficace della corrente di cortocircuito è tanto maggiore quanto minore è il fattore di potenza del circuito in esame. La norma tecnica CEI EN IEC 60947-2 prescrive, per quanto ricordato, che la prova debba essere eseguita rigorosamente ad un fattore di potenza non superiore ad un predeterminato valore di riferimento convenzionalmente definito.    

Potere di interruzione in cortocircuito; art. 5.3.6.2, CEI EN IEC 60 947-2; 03 - 2025)

 La prova relativa al potere nominale estremo di apertura/interruzione in cortocircuito (Icu), secondo il ciclo di chiusure ed aperture indicato nella norma, verifica, quando richiesto, la corretta funzionalità dell’interruttore nell'interrompere la massima prevista corrente di cortocircuito che il costruttore gli assegna, definita questa con il suo valore efficace. 

I fattori che determinano tale valore efficace, che, vista la natura più o meno induttiva degli ordinari circuiti interessati, risulta in genere maggiore del valore efficace della corrente presunta di cortocircuito, sono

-il fattore di potenza del circuito di guasto, che coincide con quello della corrente di cortocircuito, che determina l'energia da dissipare nella camera di estinzione dell'arco dell'interruttore;

-l’istante in cui inizia il distacco dei contatti dell’interruttore per eseguire l’interruzione (break time), che determina il valore efficace effettivo della corrente da interrompere, tanto maggiore rispetto al valore efficace della corrente di cortocircuito permanente, quanto più in fretta l'interruttore si attiva per operare l'interruzione.

La norma tecnica CEI EN IEC 60947-2 chiede pertanto che anche la prova di apertura in cortocircuito sia eseguita rigorosamente ad un fattore di potenza ben definito e non ad esso superiore. Si tratta naturalmente dello stesso fattore di potenza che vale per la prova relativa al potere di chiusura in cortocircuito. 

L’esito positivo di entrambe le prove si può estendere a tutti i valori di corrente di cortocircuito pari e inferiori a quello di prova e con fattore di potenza non inferiore a quello di prova.  La norma tecnica non prevede di poter estendere i risultati positivi delle prove relative all’aspetto della apertura in cortocircuito ad aspetti relativi alla chiusura in cortocircuito e viceversa.

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

 Si sa che le norme CEI EN IEC 60947-1 e 2, che trattano le regole per definire le prestazioni e le prove degli interruttori di protezione di BT, caratterizzano  gli stessi interruttori, per quanto attiene al loro comportamento in caso di cortocircuito, da un potere di chiusura e da un potere di interruzione nominali. Questi due poteri hanno in comune il fattore di potenza (FDP) della corrente di cortocircuito (CCC). Al comune FDP i due poteri sono da riferire. Con l'assegnato valore del FDP gli interruttori sono attentamente verificati in laboratorio con l’attribuzione finale dei  due poteri ben distinti. Si tratta di due ben diverse prestazioni, con cui ogni progettista di impianti elettrici deve confrontarsi[1]. Oggi nelle situazioni fuori standard che vedono il FDP (fattore di potenza) inferiore a quello di prova le modalità previste dalla norma tecnica, con cui procedere alla selezione degli interruttori, e la definizione delle relative responsabilità di scelta ci sembrano rispettivamente errate ed imprecisa.

Osserviamo in proposito quanto segue.

Ogni importante riferimento al fattore di potenza della corrente di cortocircuito convenzionale di prova è sparito  da molti anni sia dalle targhe degli interruttori che dalle note dei relativi cataloghi.

La norma tecnica  CEI EN IEC 60947-2 di contro fa sempre riferimento nella attribuzione dei poteri di chiusura e di interruzione a precisi non derogabili valori minimi convenzionali del FDP.

I valori minimi convenzionali di riferimento FDP non sono stati modificati nel tempo . In realtà le condizioni impiantistiche sono molto cambiate.  Di conseguenza i FDP convenzionali risultano da molto tempo obsoleti,  inadeguati e pericolosi.

Secondo l'attuale orientamento in ambito normativo, che non ci sembra sia sufficientemente dal puto di vista tecnico argomentato/giustificato [2], non sembra costituire più “un obbligo” la necessità di una approvazione da parte dei costruttori per l’utilizzo degli interruttori di protezione in condizioni fuori standard. Noi intendiamo dimostrare il contrario.

L’ambiente normativo non sembra nel merito interessato ad approfondimenti. Perdura pertanto a nostro avviso una situazione che vede i progettisti, ma non solo, investiti di pesanti responsabilità, che non competono loro, ma che dovrebbero competere oggi ai costruttori, se non anche allo stesso ente normatore.

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[1] L’art. 533.3.2 della norma CEI 64-8 chiede che il potere di interruzione sia superiore alla corrente di cortocircuito presunta, trascurando completamente di chiedere il confronto con il suo fattore di potenza, dando erroneamente come un dato di fatto che il FDP  sia sempre superiore a quello convenzionale di prova. Poichè ciò non è, il testo non sembra aver adottato l'atteggiamento prudente che di solito si addice al contenuto di una norma tecnica.

[2] L'ambiente normativo sostiene erroneamente che il problema che si solleva è del tutto marginale. Ogni .ulteriore approfondimento non è necessario e quindi giustificato.

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

Desideriamo fare il punto della situazione sul problema,che ho sollevato molti anni fa, relativo alla selezione degli interruttori di protezione di BT, quando questi devono essere utilizzati su correnti di corto circuito, CCC, che presentano un fattore di potenza, FdP, inferiore a quello di prova previsto dalle norme applicabili.

Non siamo soddisfatti dei risultati raggiunti presso l'ente normatore. Risultati che abbiamo in parte descritto in precedenti interventi e che non sono stati ulteriormente migliorati.

Non riteniamo di aver raggiunto l'obiettivo che ci eravamo prefissi e che ci sembrava più corretto. 

L'obiettivo era il seguente: 

Quando la corrente di cortocircuito presunta da controllare presenta un FdP inferiore a quello di prova, previsto dalla norma di prodotto relativa agli interruttori di protezione di BT, solo il costruttore può autorizzarne l'utilizzo.  

I progettisti, i quadristi, gli installatori, i collaudatori e i verificatori non possono/devono assumersi responsabilità al riguardo, pena la possibilità di incappare in spiacevoli e pesanti conseguenze.

Il problema si continua a porre in quanto i fattori di potenza, con cui sono testati gli interruttori di protezione di BT, risultano da molti anni a questa parte ancora oggi obsoleti. Questa condizione è poco conosciuta e divulgata, per cui la sicurezza degli impianti elettrici di potenza può risultare compromessa da un uso non corretto degli interruttori. 

La norma tecnica non sembra, almeno per quanto ci pare, aver dato in proposito, se pur sollecitata, una risposta soddisfacente. Essa non ha dato una risposta chiara e definitiva.  Anzi quanto introdotto in proposito nella norma CEI 64-8 ci sembra in contraddizione con il contenuto della norma di prodotto, CEI EN 60947-2. 

Argomenteremo nei prossimi interventi le nostre affermazioni e restiamo in attesa di eventuali sempre utili considerazioni di approfondimento da parte dei colleghi, che ci vorranno accompagnare nel percorso di rivisitazione del problema, che ci prefiggiamo.

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 ?

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.

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 ?