EN60204-1_siemens_221009

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EN 60204-1 Sicurezza del macchinario Equipaggiamento elettrico delle macchineEquipaggiamento elettrico delle macchine

Matteo MarconiStefano Piccagli

UDINE, 22 OTTOBRE 2009

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Le direttive “LA LEGGE”

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it1.

Austria 2.

Belgio3.

Bulgaria (dal 01 Gennaio 2007)4.

Cipro 5.

Danimarca 6.

Estonia 7.

Finlandia 8.

Francia 9.

Germania 10.

Grecia 11.

Irlanda 12.

Italia 13.

Lettonia 14.

Lituania 15.

Lussemburgo 16.

Malta 17.

Paesi Bassi 18.

Polonia 19.

Portogallo 20.

Regno Unito 21.

Repubblica Ceca 22.

Romania (dal 01 Gennaio 2007)23.

Slovacchia 24.

Slovenia 25.

Spagna 26.

Svezia 27.

Ungheria 27 Stati Membri

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Quando entra in vigore la Nuova EN 60204-1 ?

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Campo di applicazione

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Requisiti supplementari

EN 60204-11 (apparecchiature alimentate sopra i 1000V a.c. o 1500V d.c.)

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Con

test

o no

rmat

ivo

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Il futuro mondo normativo…

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La connessione con la Direttiva La connessione con la Direttiva MacchineMacchine

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itFunctional Safety: EN 13849-1 e EN 62061

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§

4.2 Scelta dell’equipaggiamento

EN 60439-1:2001

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Cos’è

un involucro?

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Le condizioni ambientali

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Gradi di protezione: richiami EN 60529

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itGradi di protezione: richiami EN 60529

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Che requisiti deve avere un involucro?

•

Resistenza agli agenti esterni (IP EN 60529)

•

Requsiti di resistenza meccanica (IK EN 50102)

•

Resistenza alla corrosione

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Grado di protezione IK

Resistenza meccanica degli armadi elettrici contro urti o deformazioni (EN 50102)

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Grado di protezione IK

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Grado di protezione IP minimo richiesto

Armadio elettrico (§

6.2.2):

Apparecchiature comando e controllo (§

11.3):

Armadio elettrico in luoghi di libero accesso (§

6.2.1):

Scatole di derivazione (§

11.3):

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Grado di protezione IP minimo richiestoMotori (§

14.2):

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Vincoli IP*

* Tabella tratta dalla EN 415-5

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itCaratteristiche dell’alimentazione

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it§

5.1 Alimentazione in ingresso

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Eccezioni

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§

5.2 Morsetto di terra

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itDati da dichiarare

EN 60204-1:2006

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itDati da dichiarare

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itParametri scelta sezionatore

SEZIONATORE PURO –

Parametri importanti:

ICW

= corrente nominale di breve durata;

ICM

= potere di chiusura in cortocircuito del dispositivo.

Relazioni utili (verificate da chi progetta l’alimentazione della macchina):

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itSEZIONATORE PURO –

Conseguenze per chi progetta la

linea a monte

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it SEZIONATORE PURO –

Esempio dati dichiarati:

Parametri scelta sezionatore

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Fusibile di back up:

Icc 50kA

Icc 6kA


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Fusibile di back up:

30000 A2s

1260 A 30000


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INTERRUTTORE GENERALE MAGNETOTERMICO –

Parametri importanti:

ICU

= potere di interruzione ultimo

ICS

= potere di interruzione nominale di servizio

ID

= corrente passante su cortocircuito

I2t = energia passante su cortocircuito

Parametri scelta interruttore automatico

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itINTERRUTTORE GENERALE AUTOMATICO –

Calcolo ID

Nota la corrente di cortocircuito nel punto di installazione il dispositivo deve limitare la Icc a 17 kArms

per evitare le prove di c.c. secondo EN 60439-1.

17 kArms

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itINTERRUTTORE GENERALE MAGNETOTERMICO –

Calcolo I2t

Data una certa corrente di cortocircuito nel punto di installazione il dispositivo lascia passare una certa

energia:

Icc1 = 10 kArms

I2t = 350000 A2s

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itINTERRUTTORE GENERALE MAGNETOTERMICO –

Calcolo I2t

L’I2t lasciata passare dall’interruttore in c.c. deve potere essere sopportata sia dai cavi che dalle barre di

distribuzione.

Cavi (EN 60204-1/32):

Barre:

k

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I contatti Diretti ed IndirettiI contatti Diretti ed Indiretti

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Contatti DirettiContatti Diretti

••Solo medianteSolo medianteprotezione IPprotezione IP

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Contatti IndirettiContatti Indiretti

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La protezione dai contatti indiretti prevede l’intervento del dispositivo di protezione dalle sovracorrenti entro un tempo specificato dalla IEC 60364-4-41:

Contatti indiretti: IContatti indiretti: Icccc

e Le Lmaxmax

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I < 32 A

a.c. 0,4 sd.c. 0,2 s


e Le Lmaxmax

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I > 32 A ??

TN 5 sTT 1 s

OSSERVAZIONE: per sicurezza è

consigliabile mantenere i tempi di interruzione delle portate inferiori ai 32 A.


e Le Lmaxmax

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Calcolo corrente di intervento del dispositivo di protezione:

• Tempo di intervento: 5 s• Corrente di intervento: 10 x Ir

• Tempo di intervento: 0,4 s• Corrente di intervento: 15 x Ir

MAGNETOTERMICO


e Le Lmaxmax

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Calcolo corrente di intervento del dispositivo di protezione:

• Tempo di intervento: 5 s• Corrente di intervento: 150 A

• Tempo di intervento: 0,4 s• Corrente di intervento: 300 A

FUSIBILE 40A gG


e Le Lmaxmax

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Come garantire l’intervento del dispositivo di protezione entro i tempi previsti?

La norma CEI 64.8-5: 2009 fornisce delle formule di calcolo della Icc in funzione della sezione e della lunghezza del cavo a valle di un dispositivo di protezione.

Poiché

la Icc è

nota (soglia intervanto magnetica del dispositivo), è

possibile calcolare la Lmax del cavo che assicura l’intervento nel tempo previsto dalla IEC 60364-4-41:

Icc (0,4s) nota

Sezione e tipologia cavo nota

CALCOLO Lmax

Distribuzione neutro


e Le Lmaxmax

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Lmax

Neutro distribuito:

Neutro non distribuito:

U = tensione concatenata di fase;U0

= tensione fase terra;kpar

= fattore cavi in parallelo (1);krea

= fattore reattanza (1 se S<95mm2);ρ

= resistenza rame (0.0178);m = rapporto sezione fase/sezione neutro;

S = sezione cavo.


e Le Lmaxmax

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Lmax

Neutro non distribuito:

U = 400kpar

= 1;krea

= 1;ρ= 0.0178;

I0.4s

= Ir x 13 = 17 x 13 = 221 AS = 6 mm2

Lmax < 162 m


e Le Lmaxmax

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Come garantire l’intervento del dispositivo di protezione entro i tempi previsti?Impedenza dell’anello di guasto:

Impedenza anello guasto

Tensione di fase

Corrente intervento dispositivo di protezione

Al valore calcolato è

necessario sottrarre l’impedenza (resistenza) del cavo a valle della protezione, fino alla linea di alimentazione.


e Le Lmaxmax

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it

Al valore calcolato è

necessario sottrarre l’impedenza (resistenza) del cavo a monte della protezione, fino alla linea di alimentazione.

Q E

ZPEcliente

< ZPE

- ZPEquadro

ZPEcliente

ZPEquadro


e Le Lmaxmax

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Ausiliari a 110-48V? Come garantire l’intervento del dispositivo di protezione entro i tempi previsti?

Lmax

EN 60204-1


e Le Lmaxmax

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Dim

ensi

onam

ento

dei

D

imen

sion

amen

to d

ei

cavi

cavi

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Metodi dMetodi d’’installazioneinstallazione

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itDimensionamento dei caviDimensionamento dei cavi

Fattori di declassamento

La portata effettiva in Ampere Iz

di un cavo in servizio continuo deve tenere conto anche delle particolari condizioni di installazione:

Temperatura, declassamento di Iz

Raggruppamento, declassamento di Iz

Cavi multipolari, declassamento di Iz

Vedere Tabella D.1

Vedere Tabella D.2

Vedere Tabella D.3

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Dimensionamento dei caviDimensionamento dei caviFattori di declassamentoLe portate per i conduttori isolati in PVC, riportate nella Tabella 6, si riferiscono a una temperatura dell’aria ambiente di +40 °C.

Per temperature dell’aria ambiente diverse,i fattori di correzione sono indicati nella Tabella D.1.

I fattori di correzione per i cavi con isolamento in gommasono forniti dal costruttore.

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Dimensionamento dei caviDimensionamento dei caviFattori di declassamento

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Il coordinamento fra conduttore e dispositivo di protezione Il coordinamento fra conduttore e dispositivo di protezione èè

verificato se verificato se e solo se sono verificate le seguenti condizioni:e solo se sono verificate le seguenti condizioni:

a)a)

Ib Ib ≤≤

ΙΙn n ≤≤

ΙΙz z

b)b)

If If ≤≤

1,45 1,45 ΙΙz z

Infatti, se avessimo In < Ib avremmo un intervento intempesInfatti, se avessimo In < Ib avremmo un intervento intempestivo; con tivo; con In > Ib non si avrebbe alcuna protezione da sovraccarichi.In > Ib non si avrebbe alcuna protezione da sovraccarichi.In = corrente nominale del dispositivo di protezione;Ib = corrente d’impiego; Iz = portata del conduttore(corrente massima che il conduttore può sopportare per periodi prolungati senza surriscaldarsi); If = la corrente convenzionale di intervento del dispositivo di protezione(es. Per interruttori automatici per uso industriale (CEI EN 60947-2) = 1,3 In e 1,45 per quelli per uso domestico e similare CEI 23-3)

Protezione dai sovraccarichi

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Dimensionamento dei caviDimensionamento dei caviLa corrente nominale dellLa corrente nominale dell’’interruttore viene quindi scelta in funzioneinterruttore viene quindi scelta in funzionedella sezione e del tipo di conduttore da proteggere, della sezione e del tipo di conduttore da proteggere,

scelto a sua volta sulla base della corrente nominale dellscelto a sua volta sulla base della corrente nominale dell’’utilizzatore. utilizzatore.

Relazione tra i parametri dei conduttori e dei dispositivi di protezioneche forniscono protezione contro i sovraccarichi

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Protezioni contro le sovracorrenti

LL’’utilizzo di fusibili con caratteristiche gG o gM e di interruttoutilizzo di fusibili con caratteristiche gG o gM e di interruttoririautomatici con caratteristiche B e C conformi, assicura che i automatici con caratteristiche B e C conformi, assicura che i limiti di temperatura della Tabella D.5 non siano superati, limiti di temperatura della Tabella D.5 non siano superati, purchpurchéé

la corrente nominale In sia sceltala corrente nominale In sia sceltaconformemente alla Tabella 6 in cui In conformemente alla Tabella 6 in cui In ≤≤

Iz.Iz.

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Dimensionamento dei caviDimensionamento dei caviIn pratica le prescrizioni per le protezioni contro le sovracorrIn pratica le prescrizioni per le protezioni contro le sovracorrenti sono enti sono soddisfatte quando il dispositivo di protezione, per unasoddisfatte quando il dispositivo di protezione, per unacorrente I, provoca lcorrente I, provoca l’’interruzione del circuito interruzione del circuito in un tempo che in nessun caso supera il tempo in un tempo che in nessun caso supera il tempo tt, dove , dove tt < 5 s.< 5 s.

Il valore del tempo Il valore del tempo tt in secondi deve essere in secondi deve essere calcolato utilizzando la seguente formula:calcolato utilizzando la seguente formula: tt = (k x S/I)= (k x S/I)22

DoveDove:

••S S èè

la sezione, in millimetri quadrati;la sezione, in millimetri quadrati;••I I èè

la corrente effettiva di cortocircuito, in ampere, espressa, pela corrente effettiva di cortocircuito, in ampere, espressa, per la AC, r la AC, in valore efficace;in valore efficace;••k k èè

il fattore indicato, applicabile ai conduttori di rame isolati il fattore indicato, applicabile ai conduttori di rame isolati con i con i materiali che seguono:materiali che seguono:

•PVC 115•Gomma 141 •SiR 132

•XLPE 143• EPR 143

Protezioni contro le sovracorrenti

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Verifica punto A:

Ib ≤

In ≤

Iz(Ib1+Ib2) ≤

In ≤

Iz 26A ≤ 100A ≤ 40A

Verifica punto B:

Ib1 ≤

In1 ≤

Iz 10A ≤ 16A ≤ 20A

Verifica punto C:

Ib2 ≤

In2 ≤

Iz 6A ≤

10A ≤

16A

In=corrente nominale del dispositivo di protezione;Ib=corrente d’impiego;Iz=portata del conduttore(corrente massima che il conduttore può

sopportare per periodi prolungati senza surriscaldarsi)

Esempi di calcoliEsempi di calcoli

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itPunto 7.2.8 Collocazione dei Punto 7.2.8 Collocazione dei

dispositivi di protezione contro le dispositivi di protezione contro le sovracorrentisovracorrenti

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LE PROVE•

Capitolo 18 EN60204-1:2006-09

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Le prove

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Le prove

Metodi di prova per i sistemi TN

Prova 1 – Verifica della continuitàdel circuito equipotenzialedi protezione

Prova 2 – Verifica dell’impedenzadell’anello di guasto e idoneitàdel corrispondentedispositivo di protezionecontro le sovracorrenti

Verifica delle condizioni per la protezione mediante interruzione automaticadell’alimentazione

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Le proveMetodi di prova per i sistemi TN

Prova 1 – Verifica della continuità del circuito equipotenziale di protezioneLa resistenza di ogni circuito equipotenziale di protezione tra il morsetto PE e i punti corrispondenti, facenti parte di ogni circuito equipotenziale di protezionedeve essere misurata con una corrente compresa tra almeno 0,2 A e circa 10 A, provenienteda una sorgente di alimentazione separata elettricamente con una tensione massima a vuoto di 24 V AC o DC.

Il valore misurato deve essere inferiore a 0,1Ω.

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itLe prove

•

Verifica dell’intervento del dispositivo di protezione contro le sovracorrenti:

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Le prove

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Le prove

Le parti attive che, dopo l’interruzione dell’alimentazione, mantengono una tensione residua superiore a 60 V devono essere scaricate a non oltre 60 V entro 5 s dall’interruzione dell’alimentazione.

Questa prescrizione non si applica aicomponenti aventi una caricaimmagazzinata minore o uguale a 60 μC.

Es. condensatore con capacitàsuperiore ad 1 μF

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Le prove

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Questa Presentazione è stata realizzata in collaborazione con

A.C. & E. S.r.l. Via Del Perlar, 37/A

37135 Verona

Tel. +39 045 8200894 FAX +39 045 8277174

Cellulare +39 348 8720790Stefano Piccagli [email protected]

Matteo Marconi [email protected]

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

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