Guida Tecnica - schneiderelectric.it · Schneider Electric 3 Le esigenze della distribuzione...

Coordinamentodelle protezioni BT

Guida Tecnica

1Schneider Electric

Sommario

Glossario 2

Le esigenze della distribuzione elettrica 31.1. Sicurezza e disponibilità 3

1.2. Distribuzione elettrica BT 4

1.3. Funzioni e caratteristiche degli apparecchi di protezione 51.3.1. Le funzioni degli interruttori 51.3.2. Livello A: il quadro generale BT 51.3.3. Livello B: i quadri di distribuzione 61.3.4. Livello C: la distribuzione terminale 7

1.4. La norma CEI EN 60947-2 81.4.1 I principi 81.4.2. Richiamo delle caratteristiche elettriche 91.4.3. Coordinamento tra interruttori automatici 11

1.5. Tabella riepilogativa 12

Criteri di coordinamento 132.1. La limitazione 13

2.1.1. Principi 132.1.2. Potere di limitazione di un interruttore 142.1.3. Vantaggi 142.1.4. Curve di limitazione 16

2.2. La filiazione o protezione di sostegno (back-up) 172.2.1. Campo d’impiego 17

2.3. La selettività 192.3.1. Generalità 192.3.2. Tecniche di selettività 20

2.4. Le regole di selettività 232.4.1. Regole generali di selettività 23

2.5. La selettività delle protezioni differenziali 242.5.1. Selettività verticale 242.5.2. Selettività orizzontale 25

2.6. Coordinamento delle protezioni e norme impianto 26

La scelta di Schneider Electric 283.1. Gli interruttori aperti 29

3.1.1. Tecnologia dei poli 293.1.2. Le innovazioni tecniche degli interruttori Masterpact 29

3.2. Gli interruttori scatolati 343.2.1. Sganciatori 34

3.3. Gli interruttori modulari 35

3.4. Le regole della selettività da 1 a 6300 A 363.4.1. Regole generali di selettività 363.4.2. Regole di selettività per Masterpact NT e NW 363.4.3. Regole di selettività “naturale” tra Compact NSX 373.4.4 La selettività rinforzata mediante filiazione con gli interruttori Compact NSX 383.4.5. Applicazioni particolari 393.4.6. Sintesi 39

Le regole della selettività e della filiazione 404.1. Tabelle di selettività 40

4.2. Tabelle di filiazione 40

4.3. Studio della selettività MT / BT da 1 a 6300 A 414.3.1. A livello del quadro generale BT 424.3.2. Filiazione 424.3.3. A livello del quadro generale w 434.3.4. A livello del quadro di distribuzione x 434.3.5. A livello del quadro di distribuzione terminale y 43

2 Schneider Electric

TED: tenuta elettrodinamica.

DPCC: dispositivo di protezione contro i cortocircuiti.

CEI: Comitato Elettrotecnico Italiano.

TA: trasformatori di corrente.

UC: unità di controllo.

QGBT: quadro generale BT.

CEP: canalizzazioni elettriche prefabbricate.

MT: media tensione (da 1 kV a 36 kV).

Icc: corrente di cortocircuito.

Icc(D1): corrente di cortocircuito nel punto di installazione di D1.

Ucc: tensione di cortocircuito.

DBM: interruttore scatolato.

PdI: potere di interruzione.

Icu (1): potere di interruzione estremo.

IcuD1 (1): potere di interruzione estremo di D1.

(1) Le principali caratteristiche elettriche degli interruttori automatici sono descritte a pagina 8.

Glossario

3Schneider Electric

Le esigenze della distribuzione elettrica

1.1. Sicurezza e disponibilità

La scelta dei dispositivi di protezione deve tenere conto:degli aspetti normativi legati alla sicurezza delle persone,delle problematiche tecniche ed economiche dell’impianto.

L’apparecchio scelto deve:sopportare ed eliminare i guasti ottimizzando i costi rispetto alle prestazioni

necessarie,ridurre l’incidenza di un guasto ad una parte del circuito il più possibile limitata

per garantire la continuità del servizio.

Per raggiungere questi obiettivi occorre garantire il coordinamento delle prestazioni dei dispositivi di protezione necessaria per:

gestire la sicurezza e migliorare la durata nel tempo dell’impianto riducendo le sollecitazioni termiche ed elettrodinamiche,

gestire la disponibilità eliminando il guasto con l’intervento dell’interruttore installato immediatamente a monte del guasto stesso.

I metodi di coordinamento tra interruttori sono:la filiazione,la selettività.

Se il guasto d’isolamento viene gestito in modo specifico da dispositivi di protezione differenziali occorre comunque assicurare la selettività dei dispositivi differenziali o delle protezioni di terra.

bb

b

b

b

b

bb

Sicurezza e disponibilità dell’energia sono le principali esigenze dell’utenza. Il coordinamento delle protezioni permette di rispondere a queste esigenze ottimizzando i costi.

In b

reve

La progettazione degli impianti elettrici in bassa tensione porta alla scelta dei dispositivi di protezione contro tre tipi di guasti:

i sovraccarichi;i cortocircuiti;i guasti d’isolamento.

bbb


1.2. Distribuzione elettrica BT

I diversi livelli di un impianto elettrico BTI tre livelli di distribuzione hanno specifiche esigenze di disponibilità e di sicurezza.

Schema semplificato di un impianto tipo che riassume la maggior parte dei casi riscontrabili.

E45

026

Le esigenzedella distribuzione elettrica

1000 A

100 A400 A

100 A 160 A

75 kW

16 A

1600 A

19 kA

45 kA

60 kA

23 kA70 kA

Livello A

Livello B

Livello C

quadrogenerale BT

quadro di distribuzionepotenzaindustria/terziario

distribuzioneatelier 1

partenzenonprioritarie

partenze prioritariequadro di distribuzione

quadro di distribuzione

illuminazione, riscaldamento…

utenze edificio distribuzione

cassetta di distribuzione

5Schneider Electric

1.3. Funzioni e caratteristiche degli apparecchi di protezione

1.3.1. Le funzioni degli interruttori automaticiL’interruttore automatico svolge un ruolo determinante nell’impianto elettrico, dal momento che è in grado di chiudere ed interrompere un circuito qualunque sia la corrente che lo attraversa, fino al suo potere di interruzione.Le funzioni fondamentali garantite da un interruttore automatico sono le seguenti:

chiusura del circuito,conduzione della corrente,apertura del circuito e interruzione della corrente,assicurano il sezionamento.

Le esigenze d’installazione, di ottimizzazione dei costi, di gestione della disponibilità e di sicurezza guidano le scelte relative all’interruttore.

1.3.2. Livello A: il quadro generale BTIl quadro generale BT è la chiave di accesso di tutta la distribuzione elettrica: in questa parte dell’impianto la disponibilità dell’energia è di fondamentale importanza.

Le correnti di cortocircuito sono importanti a causa:della vicinanza delle sorgenti BT (es. trasformatori MT/BT),delle sbarre di grandi dimensioni atte a consentire il trasporto di correnti elevate.

Siamo nel campo degli interruttori aperti

Principali caratteristiche degli interruttori aperti:per applicazioni di tipo industriale, conformi alla norma CEI EN 60947-2,elevati valori di potere d’interruzione Icu da 40 a 150 kA,corrente nominale da 800 a 6300 A,categoria B:elevata corrente nominale di breve durata ammissibile (Icw) da 40 kA a 100 kA - 1 s,elevata tenuta elettrodinamica,meccanismo di comando ad accumulo di energia.

La continuità di servizio è garantita dalla selettività totale:verso la parte di circuito a monte con fusibili di protezione del trasformatore MT / BT (1),verso la parte di circuito a valle con l’insieme delle partenze (selettività cronometrica).

bbbb

bvv

bbbbvvb

vv

E45

036

Le protezioni e il loro coordinamento devono adattarsi alle caratteristiche specifiche dell’impianto. A livello:

del quadro generale BT l’esigenza in termini di disponibilità dell’energia elettrica è massima,

dei quadri di distribuzione la limitazione delle sollecitazioni in caso di guasto è importante,

della Distribuzione Terminale, la sicurezza degli utilizzatori è essenziale.

b

b

b

In b

reve

1/3

2/3

i

i

A

i

(1) L’interesse della selettività MT/BT risiede soprattutto nel fatto che l’intervento di rimessa in servizio può essere effettuato in modo meno difficoltoso in BT (accessibilità, vincoli), vantaggi importanti per la continuità di servizio.

Questi interruttori sono concepiti alla distribuzione elettrica di forte potenza:

vengono generalmente installati nei quadri generali BT come protezione degli arrivi e delle partenze di forte potenza;

devono restare chiusi in caso di cortocircuito per permettere all’interruttore a valle di eliminare il guasto.Sono generalmente temporizzati.La tenuta elettrodinamica e la forte tenuta termica caratterizzata da una corrente di breve durata Icw sono fondamentali.La loro tenuta elettrodinamica è massima grazie ad una particolare soluzione costruttiva (ved.pag. 29)

v

v


1.3.3. Livello B: i quadri di distribuzioneI quadri di distribuzione appartengono alla parte intermedia dell’impianto:

la distribuzione viene realizzata da canalizzazioni prefabbricate o cavi di sezioni adatte,

le alimentazioni sono ancora abbastanza vicine: le correnti di cortocircuito possono raggiungere 100 kA,b la continuità di servizio resta sempre un’esigenza molto importante.Le protezioni dovranno quindi ridurre le sollecitazioni ed essere perfettamente coordinate con la distribuzione BT a monte e a valle.

Siamo nel campo degli interruttori scatolati.Gli interruttori scatolati devono essere in grado di garantire tempi di apertura molto rapidi. L’esigenza è principalmente quella di evitare al massimo le sollecitazioni a livello dei cavi e dei collegamenti così come delle utenze.

Gli effetti della repulsione possono essere aumentati installando dei circuiti magnetici:

con effetti proporzionali al quadro della corrente,con effetti proporzionali all’andamento della corrente quindi particolarmente

efficaci a corrente elevata (Icc).

Principali caratteristiche degli interruttori scatolati:per applicazioni di tipo industriale, conformi alla norma CEI EN 60947-2,elevati valori di potere d’interruzione (da 16 a 150 kA),corrente nominale da 100 A a 1600 A,in categoria B per gli interruttori interruttori > 630 A,in categoria A per gli interruttori interruttori < 630 A,a chiusura e apertura rapida e a tre posizioni di comando (On / Off / sganciato).

La continuità di servizio è assicurata da una selettività: parziale per l’alimentazione delle partenze non prioritarie,totale per la distribuzione a valle che richiede un’elevata disponibilità dell’energia.

b

b

b

bb

bbbbbb

bb

E45

041 Le soluzioni costruttive

possibili sono:a semplice anello di

repulsione,a doppia repulsione,ad estrattore, elemento

magnetico che respinge o attira il contatto mobile.

v

vv

Fm

i

i

Fm

Esempio di schema di repulsione


7Schneider Electric

1.3.4. Livello C: la distribuzione terminaleLe protezioni sono poste direttamente a monte dei carichi; la selettività verso le protezioni dei livelli superiori deve essere assicurata.Questo livello è caratterizzato da una debole corrente di cortocircuito (alcuni kA).

Siamo nel campo degli interruttori modulari.

Principali caratteristiche degli interruttori modulari:potere di interruzione adatto alle esigenze (alcuni kA),corrente nominale da 1,5 a 125 A in funzione dei carichi da alimentare,in genere destinati alle applicazioni domestiche e terziarie, secondo la norma

CEI EN 60898.

Le protezioni installate devono garantire:la limitazione in corrente,un confort d’impiego,una sicurezza assoluta, dal momento che questi dispositivi di protezione vengono

utilizzati e manovrati da utenti non specializzati.

b

bbb

bbb

E45

218

Questi interruttori sono adatti a proteggere la distribuzione terminale: è necessario limitare le sollecitazioni termiche ed elettrodinamiche sui cavi, sui collegamenti e sui carichi. Le tecnologie degli interruttori modulari, utilizzati soprattutto a questo livello dell’impianto, consentono di ridurre i problemi. Negli interruttori modulari la limitazione dipende in parte dall’azionatore magnetico. Dopo aver sbloccato il meccanismo questo colpisce il contatto mobile fornendogli anticipatamente una velocità elevata. L’energia dell’arco si sviluppa quindi molto presto e molto velocemente. Per gli interruttori di piccolo calibro l’impedenza propria del polo contribuisce alla limitazione.Gli interruttori modulari sono adatti soprattutto alle applicazioni domestiche o alla protezione degli ausiliari, conformemente alla norma CEI EN 60898. Al contrario, se utilizzati per applicazioni industriali, devono rispondere alle prescrizioni della norma CEI EN 60947-2.

i

i

Fmi


1.4. La norma CEI EN 60947-2

L’evoluzione delle esigenze di sicurezza e delle tecnologie ha permesso un innalzamento significativo delle prescrizioni normative per gli interruttori industriali. La conformità alla norma CEI EN 60947-2, può essere considerata un’assicurazione totale per l’impiego degli interruttori.

1.4.1 I principiLa norma CEI EN 60947-2 fa parte di una serie di norme che definiscono le caratteristiche delle apparecchiature a bassa tensione:

le regole generali CEI EN 60947-1, che raggruppano le definizioni, le prescrizioni e le prove comuni a tutte le apparecchiature industriali BT,

le norme prodotto CEI EN 60947 da 2 a 7, che trattano prescrizioni e prove specifiche al prodotto in oggetto.La norma CEI EN 60947-2 si applica agli interruttori e agli sganciatori loro associati. Le caratteristiche di funzionamento degli interruttori dipendono dagli sganciatori che ne comandano l’apertura in condizioni definite.

Questa norma stabilisce le caratteristiche essenziali degli interruttori industriali: la classificazione: categoria d’impiego, attitudine al sezionamento, ...le caratteristiche elettriche di regolazione,le informazioni utili all’impiego,le caratteristiche costruttive,il coordinamento delle protezioni (allegato A).

La norma stabilisce inoltre delle prove di laboratorio a cui sottoporre gli interruttori. Queste prove sono molto complete e molto vicine alle reali condizioni d’impiego. La conformità delle prove alla norma CEI EN 60947-2 è verificata da laboratori accreditati.

Tabella delle principali caratteristiche (allegato K CEI EN 60947-2)Caratteristichedi tensione

Ue Ui Uimp

Tensione nominale d’impiegotensione nominale d’isolamentotensione nominale di tenuta agli impulsi

Caratteristichedi corrente

InIthItheIu

Corrente d’impiego nominalecorrente termica convenzionale in aria liberacorrente termica convenzionale in quadrocorrente nominale ininterrotta

Caratteristichedi cortocircuito

IcmIcuIcsIcw

Potere di chiusura nominale in cortocircuitopotere di interruzione nominale estremo in cortocircuito potere di interruzione nominale in serviziocorrente nominale ammissibile di breve durata

Caratteristichedello sganciatore

Ir1,05 x Ir1,30 x IrIsd Ii

Corrente di regolazione termicacorrente convenzionale di non-interventocorrente convenzionale di interventocorrente di regolazione intervento corto ritardocorrente di regolazione intervento istantaneo

Categoria di utilizzazione degli interruttoriLa norma CEI EN 60947-2 definisce due categorie di utilizzazione degli interruttori automatici:

categoria A: gli interruttori classificati in questa categoria non hanno ritardo intenzionale applicabile all’intervento dello sganciatore di cortocircuito. Si tratta in genere degli interruttori scatolati e modulari. Questi interruttori sono in grado di realizzare la selettività amperometrica.

categoria B: gli interruttori classificati in questa categoria sono previsti per realizzare la selettività cronometrica. Hanno un ritardo intenzionale applicabile all’intervento dello sganciatore (fino a 1 s) per qualsiasi cortocircuito di valore inferiore alla corrente Icw.

Si tratta in genere degli interruttori aperti o scatolati di grosso calibro. Per gli interruttori installati in quadro generale BT è importante che la corrente nominale ammissibile di breve durata sia uguale al potere d’interruzione Icu in modo da garantire la selettività fino al potere di interruzione nominale estremo Icu.

b

b

bbbbb

b

b

DB

1168

77

La norma CEI EN 60947-2 specifica le caratteristiche essenziali degli interruttori industriali:

la categoria d’impiego,le caratteristiche di regolazione,le caratteristiche costruttive,

Stabilisce una serie di prove molto complete e rappresentative delle reali condizioni d’impiego degli interruttori. L’Allegato A riconosce e definisce il coordinamento delle protezioni: Selettività e Filiazione. La conformità di un interruttore alla norma CEI EN 60947-2 è garanzia di qualità dell’apparecchio.

bbb

In b

reve


9Schneider Electric

Le caratteristiche di regolazione sono date per curve di intervento. Tali curve comprendono diverse zone delimitate dalle correnti qui di seguito indicate (definite nell’allegato K della norma CEI EN 60947-2).

E45

211

Corrente d’impiego nominale (In)In (in A eff.) = corrente ininterrotta massima sopportata a temperatura ambiente senza riscaldamento anomalo. Es.: 125 A a 40 °C.

Corrente di regolazione termica (Ir)Ir (in A eff.) dipende da In. Ir caratterizza la protezione contro i sovraccarichi.Per il funzionamento in sovraccarico, le correnti convenzionali di non-intervento Inf e di intervento If sono:

Inf = 1,05 Ir,If = 1,30 Ir.

If è dato per un tempo di intervento convenzionale. Per una corrente superiore a If, l’intervento per sgancio termico avverrà secondo una curva a tempo inverso. Ir è definita protezione lungo ritardo (LR).

Corrente di regolazione intervento corto ritardo (Isd)Isd (in kA eff.) dipende da In/Ir. Isd caratterizza la protezione contro i cortocircuiti. L’apertura dell’interruttore avviene secondo la curva di intervento corto ritardo:

con una temporizzazione tsd,o a I2t costante,o istantaneamente (come per la protezione istantanea).

Isd è definita Protezione Corto ritardo o Im.

Corrente di regolazione intervento istantaneo (Ii)Ii (eff. kA) è data in funzione di In. Ii caratterizza la protezione istantanea contro i cortocircuiti per tutte le categorie di interruttori. Per le sovracorrenti importanti (cortocircuiti) superiori alla soglia Ii, l’interruttore automatico deve essere in grado di interrompere istantaneamente la corrente di guasto. Questa protezione può essere disabilitata a seconda della tecnologia e del tipo di interruttore (soprattutto per gli interruttori in categoria B).

b

b

vv

b

vvv

b

1.4.2. Richiamo delle caratteristiche elettriche

I

t Io

IcuIr IiIsd

td

tsd


Potere di chiusura nominale in cortocircuito (Icm) (1)

Icm (kA cresta) è il valore della massima corrente di cortocircuito asimmetrica che l’interruttore automatico è in grado di stabilire. La chiusura su cortocircuito rapresenta la sollecitazione massima a cui viene sottoposto un interruttore.

Potere di interruzione nominale estremo (Icu) (1)

Icu (kA eff.) è il valore della massima corrente di cortocircuito che l’interruttore è in grado di interrompere ad una determinata tensione d’impiego Ue. Viene verificato con una sequenza di prove normalizzate. Dopo questa sequenza l’interruttore non deve essere pericoloso.

Potere di interruzione nominale in servizio (Ics) (1)

Ics (kA eff.) è un valore dichiarato dal costruttore, espresso in % di Icu. Rappresenta il valore della massima corrente di cortocircuito che l’ interruttore è in grado di interrompere per 3 volte alla corrispondente tensione nominale d’impiego. È una caratteristica molto importante: più il valore di Ics è elevato, più l’interruttore è performante.

Corrente nominale ammissibile di breve durata (Icw) (1)

Definito per gli interruttori automatici in categoria B. Icw (kA eff.) è il valore di corrente massimo che l’interruttore può portare senza danneggiamenti per tutta la durata del tempo di ritardo previsto (da 0,05 a 1 s). Questa caratteristica viene verificata con la sequenza di prove normalizzate.

(1) Queste caratteristiche sono per una determinata tensione d’impiego Ue.

b

b

b

b

Tabella per il calcolo del cortocircuito asimmetrico (CEI EN 60947.2 § 4.3.5.3.)

DB

1021

10

Icc: corrente di cortocircuito presunta simmetr.kA (valore efficace)

Coefficiente di asimmetriak

4,5 y I y 6 1,56 < I y 10 1,710 < I y 20 2,020 < I y 50 2,150 < I 2,2

t t

IdId

Icw

ts = 1 s

Valore RMS

Corrente nominale ammissibile di breve durata (ts = 1 s)

Relazione tra Icu e la correntedi cresta ammissibile

I cresta asimmetrica

I cresta simmetrica


11Schneider Electric

1.4.3. Coordinamento tra interruttori automaticiIl termine «coordinamento» si riferisce al comportamento di due apparecchi installati in serie su un circuito elettrico in presenza di un cortocircuito.

La filiazione, protezione di sostegno o di back-upConsiste nell’installare un interruttore a monte D1 per aiutare un interruttore a valle D2 ad interrompere correnti di cortocircuito superiori al suo potere di interruzione estremo IcuD2. Questo valore è indicato come IcuD2+D1.La norma CEI EN 60947-2 riconosce la filiazione tra due interruttori. Per i punti critici, laddove si incontrano le curve di intervento, la filiazione deve essere verificata con prove di laboratorio.

La selettivitàConsiste nel garantire il coordinamento tra dispositivi di protezione installati in serie in modo che, in caso di guasto a valle, intervenga solo l’interruttore installato immediatamente a monte del guasto.La norma CEI EN 60947-2 definisce un valore di corrente Is detto limite di selettività tale che:

se la corrente di guasto è inferiore al valore Is interviene solo l’interruttore D2 a valle,se la corrente di guasto è superiore al valore Is, intervengono entrambi gli interruttori

D1 e D2.Così come per la filiazione, la selettività deve essere verificata con prove e test dei punti critici.La selettività e la filiazione possono essere garantite solo dal costruttore che riporterà i risultati ottenuti in apposite tabelle.

bb

E45

015a

IB IcuD2+D1

D2 D1

I

IcuD2

D1

D2

E45

015b

zona disovrapposizione

IB IcuD1

D2 D1

I

IcuD2

D1

D2

Filiazione. Selettività.

GlossarioIcc(D1): Corrente di cortocircuito nel punto in cui è installato D1,IcuD1: Potere di interruzione estremo di D1.

bb


1.5. Tabella riepilogativa

Quadro generale BT

Livello A

Quadro di distribuzione

Livello B

Quadro di distribuzione terminale

Livello C

Caratteristiche quadro

I nominale da 800 a 6300 A da 100 a 800 A da 1 a 100 AIcc da 50 kA a 150 kA da 20 kA a 100 kA da 3 kA a 10 kATenuta termicaIcw/Tenuta elettrodinamica

*** * *

Continuitàdi servizio

*** *** **

Tipo diinterruttori

interruttore di tipo apertoo interruttore scatolato grosso calibro

interruttorescatolato

interruttoremodulare

Norma CEI EN 60947-2 b b b (1)

Sganciatoremagnetotermicoelettronico b

v (2)

bb

Caratteristiche prodottiIn tipica da 800 a 6300 A da 100 a 630 A da 1 a 125 AIcu da 50 kA a 150 kA da 25 kA a 150 kA da 3 kA a 25 kA

Categoria d’impiego B A ACapacità di limitazione * *** ***

b consigliato o obbligatoriov possibile*** importante** normale* poco importante

(1) Per un impiego domestico e similare conforme alla norma CEI EN 60898.(2) Possibile fino a 250 A.


DB

1168

78

0318

87

DB

1172

10


2.1. La limitazione

2.1.1. PrincipiLa corrente di guasto presunta Icc è la corrente di cortocircuito che circolerebbe nel circuito in assenza di limitazione nel punto di installazione del dispositivo di protezione.

L’eliminazione in meno di un mezzo periodo della corrente di guasto, fa si che si debba tenere conto solo della prima Icresta asimmetrica. Questa dipende dal cos ϕ di guasto del circuito.

E45

206b

t

I

t

Em

t1 t2

U

L

A

ts

Id

Icc

La diminuzione della corrente Icresta in IL limitata caratterizza la limitazione di un interruttore.

La limitazione consiste nel creare una forza controelettromotrice capace di opporsi all’aumento della corrente di cortocircuito.

I tre criteri determinanti per l’efficacia della limitazione sono i seguenti:il tempo d’intervento, ovvero l’istante in cui compare la forza controelettromotrice (fcem),la velocità di crescita della forza controelettromotrice fcem,il valore della forza controelettromotrice fcem.

La forza controelettromotrice è la tensione d’arco UA dovuta alla resistenza dell’arco che si forma tra i contatti dal momento della loro separazione. La sua rapidità di evoluzione è legata alla velocità di separazione dei contatti.

Come è possibile vedere nella figura sopra riportata, a partire dall’istante Ts in cui i contatti si separano, la forza controelettromotrice UA cresce fino al momento t1 in cui è uguale alla tensione dell’alimentazione Em. La corrente limitata ha così raggiunto il suo valore massimo, diminuendo e coprendo il tempo t2. Il suo abbassamento è provocato dalla forza controelettromotrice il cui valore è superiore a Em.

bbb

La limitazione è una tecnica che permette all’interruttore limitatore di ridurre in modo notevole le correnti di cortocircuito in un impianto.I vantaggi della limitazione sono molteplici:

attenuazione degli effetti dannosi prodotti dalle correnti di cortocircuito su un impianto:

elettromagnetici,termici, meccanici,base della tecnica di filiazione.

b

vvvb

In b

reve

Criteridi coordinamento

Icresta asimmetrica


2.1.2. Potere di limitazione di un interruttoreIl potere di limitazione di un interruttore automatico rappresenta la sua capacità, più o meno grande, di lasciar passare, in occasione di un cortocircuito, una corrente limitata reale inferiore alla corrente di cortocircuito presunta.

La sollecitazione termica (energia specifica passante) della corrente limitata è rappresentata dall’area più scura definita dalla curva della corrente limitata I2cc (t). In assenza di limitazione questa sollecitazione termica occuperebbe invece l’area più estesa definita dalla curva del quadrato della corrente presunta.Per una corrente di cortocircuito presunta Icc, una limitazione di questa corrente al 10 % si traduce con meno dell’1 % della sollecitazione termica presunta.L’aumento della temperatura del cavo è direttamente proporzionale alla sollecitazione termica (1).

Limitazione in corrente e impulso termico.

2.1.3. VantaggiLa limitazione attenua fortemente gli effetti dannosi prodotti dalle correnti di cortocircuito su un impianto.

Effetti dannosi

dei cortocircuiti

Effetti della limitazione

termicib Sollecitazione termica limitata (diminuzione dell’ampiezza e della durata di passaggio della corrente) quindi:

minor riscaldamento dei conduttori,vaumento della durata di vita dei componenti

dell’impianto.v

meccanicib Corrente di cresta limitata quindi:forze elettromotrici ridotte,vmeno rischi di deformazione o rottura a livello dei

collegamenti elettrici.v

elettromagneticib Riduzione del campo magnetico quindi:meno rischi di disturbi dei dispositivi di misura vicini.v

Quindi, la limitazione contribuisce alla durata nel tempo dell’impianto elettrico.

(1) In caso di cortocircuito si verifica un riscaldamento adiabatico dei conduttori (senza trasmissione di calore con l’esterno per la rapidità dell’apporto di energia). L’aumento di temperatura per un conduttore di sezione S è:

è detto impulso termico (A2s).

E45

009

Icc cresta transitoriapresunta

Icc crestalimitata

Icc cresta presunta

Icc

ttcc

00%

0%

Â

E45

010

Correntepresunta100%

Correntelimitata< 1%

A2

I2cc

t

Criteridi coordinamento

KΔθ =0

T

0

T

S2 I2dt où I2dt


Applicazioni ai motori Funzioni

E45

044

sezionamento e protezione contro i sovraccarichi

comando

protezione controi sovraccarichi o protezione termica

protezioni specifiche o interna al motore

Tipo 1CEI EN 60947-4-1

Tipo 2CEI EN 60947-4-1

Il coordinamento di tipo 1 richiede che, in caso di cortocircuito, l’avviatore non provochi danni alle persone o agli impianti, pur non potendo essere in grado di funzionare ulteriormente senza riparazioni o sostituzioni di parti. L’isolamento deve essere mantenuto anche dopo l’incidente.

Prima di riavviare è necessario ripristinare la partenza motore.

Il coordinamento di tipo 2 richiede che, in caso di cortocircuito, l’avviatore non provochi danni alle persone o alle installazioni e sia in grado di funzionare ulteriormente. Il rischio della saldatura dei contatti del contattore è ammesso, purché la loro separazione risulti facile.Prima di riavviare è sufficiente effettuare un controllo rapido. Manutenzione ridotta e rapidità di rimessa in servizio.

Le funzioni da assicurare su una partenza motore sono le seguenti:

il sezionamento,il comando,la protezione contro i sovraccarichi,la protezione contro i cortocircuiti,protezioni complementari.

Una partenza motore può essere composta da 1, 2, 3 o 4 apparecchi diversi.Nel caso più frequente di associazione di più apparecchi è necessario coordinare le diverse funzioni degli apparecchi stessi.

Coordinamento dei componenti della partenza motore.Grazie alla limitazione, gli effetti dannosi delle correnti di cortocircuito sulla partenza motore sono fortemente attenuati. Una buona limitazione degli interruttori permette di ottenere facilmente un coordinamento di tipo 2 secondo la norma CEI EN 60947-4-1, senza sovradimensionamento dei componenti. Questo tipo di coordinamento garantisce all’operatore un utilizzo ottimale della sua partenza motore

bbbbb

Partenza motore.


2.1.4. Curve di limitazioneIl potere di limitazione di un interruttore è espresso da curve di limitazione che indicano:

la corrente di cresta limitata in funzione del valore efficace della corrente di cortocircuito presunta.Esempio: su una partenza da 160 A con Icc presunta di 90 kA efficace, l’Icc di cresta non limitata è di 200 kA (fattore di asimmetria di 2,2) e l’Icc limitata è di 26 kA cresta.

l’energia specifica passante limitata (in A2s), in funzione del valore efficace della corrente di cortocircuito presunta.Esempio: sempre sulla partenza sopra considerata, l’effetto termico passa da oltre 100 106 A2s a 6 106 A2s.

E45

011

kA

90 kA

200

26

A s2

90

Icc cresta limitata

Icc eff presunta

energialimitata

Icc effpresunta

cresta

kAeff

kAeff

Curva di limitazione in energia specifica passante.

b

b

Curva di limitazione in corrente.

Criteri di coordinamento


2.2. La filiazione o protezione di sostegno

(back-up)

La filiazione assicura un potere di interruzione “rinforzato” agli interruttori installati a valle di un interruttore limitatore. L’interruttore limitatore, limitando i forti valori di corrente di cortocircuito nell’impianto, aiutano gli interruttori installati a valle. La filiazione permette di utilizzare un interruttore con potere di interruzione inferiore alla corrente di cortocircuito calcolata nel suo punto d’installazione.

2.2.1. Campo d’impiego2.2.1.1. La filiazione

interessa tutti gli apparecchi situati a valle dell’interruttore limitatore,non è limitata a due apparecchi consecutivi, ma può essere realizzata anche tra

apparecchi installati in quadri diversi.

La norma d’impianto (CEI 64-8) impone che il dispositivo di protezione contro i cortocircuiti installato a monte abbia un potere di interruzione estremo Icu superiore o almeno uguale alla corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione.Per gli interruttori installati a valle, il potere di interruzione estremo Icu da prendere in considerazione è il potere di interruzione estremo rinforzato dal coordinamento.

2.2.1.2. PrincipiQuando i due interruttori intervengono (a partire dal punto IB), alla separazione dei contatti di D1 una tensione d’arco UAD1 si aggiunge alla tensione UAD2 e aiuta l’apertura dell’interruttore D2 con la limitazione complementare.

E45

015c

t (s)

IB Icu(D2 + D1)

D2 D1

I

Icu(D2)

E45

217

D1

D2 I

t1

Icc

UAD2IB

t1' t2

UAD1

UAD2

UAD1

t (ms)

bb

La filiazione permette di: risparmiare sui componenti elettrici

e sui tempi di progettazione,semplificare la scelta delle protezioni,

installando interruttori con prestazioni standard.

b

b

In b

reve


L’associazione D1 + D2 permette di aumentare le prestazioni di D2 come mostrato dalla figura 2:

curva di limitazione D2,curva di limitazione rinforzata di D2 da parte di D1,Icu D2 rinforzata da D1.

Infatti, in conformità con le specifiche della norma CEI EN 60947-2, i costruttori indicano direttamente e garantiscono l’Icu rinforzata con l’associazione D1 + D2.

E45

208

IcuD2

Icc (D)

I

1I

D1

D2

D1 aiuta D2 a interrompere la correntelimitazione di D2 rinforzato da D1limitazione di D2limitazione di D1

IcuD2/rinforzato

2.2.1.3. VantaggiLa filiazione permette di sfruttare tutti i vantaggi della limitazione attenuando quindi fortemente gli effetti dannosi prodotti dalle correnti di cortocircuito su un impianto, ovvero:

gli effetti termicigli effetti elettrodinamici,gli effetti elettromagnetici.

L’installazione di un solo interruttore limitatore permette di ottenere risparmi sostanziali sui componenti elettrici e sui tempi di progettazione:

semplificazione della scelta degli apparecchi con le tabelle di filiazione,risparmio sugli interruttori a valle. La limitazione permette di utilizzare interruttori

con prestazioni standard.

bbb

bb

bbb



2.3. La selettività

2.3.1. Generalità

2.3.1.1. PrincipioLa selettività consiste nell’assicurare il coordinamento tra le caratteristiche di funzionamento di interruttori installati in serie in modo che, in caso di guasto a valle, intervenga solo l’ interruttore installato immediatamente a monte del guasto. Si avrà un valore di corrente Is (detto limite di selettività) tale che:

I di guasto > Is: i due interruttori aprono,I di guasto < Is: solo D2 apre e interrompe il guasto.

E45

215a

D1

D2

0 IsD2Ir

D1 e D2aprono

I di guasto

apre solo D2

I di guasto

Qualità della selettivitàIl valore Is deve essere confrontato con il valore della lcc(D2) presunta nel punto di installazione D2.

selettività totale: Is > Icc(D2); la selettività si dice totale se, per tutte le correnti di guasto, apre soltanto l’interruttore D2 installato subito a monte del guasto.

selettività parziale: Is < Icc(D2); la selettività si dice parziale, se la condizione sopra riportata viene verificata solo fino ad un certo valore di corrente Is (detto limite di selettività). Per correnti superiori a Is gli interruttori D1 e D2 aprono simultaneamente.

Dati costruttoreI costruttori forniscono la qualità della selettività in modo intrinseco:

selettività totale, se Is è uguale a IcuD1 (l’associazione non potrà mai avere a che fare con una corrente di guasto superiore a questo valore),

selettività parziale, limitata a Is. Il valore Is può essere superiore al valore della Icc(D2). Vista dall’utilizzatore la selettività è quindi totale.

GlossarioIcc(D1): Corrente di cortocircuito nel punto di installazione di D1,IcuD1: Potere di interruzione estremo di D1.

bb

b

b

b

b

bb

La selettività delle protezioni rappresenta un punto chiave per la continuità di servizio.La selettività può essere:

parziale, totale,

a seconda delle caratteristiche di associazione delle protezioni. Le tecniche che permettono di realizzare la selettività si possono identificare come segue:

selettività amperometrica, selettività cronometrica,selettività logica.

La selettività può essere ottimizzata con l’installazione a valle di interruttori limitatori.

bb

bbb

In b

reve


2.3.2. Tecniche di selettività

Selettività amperometricaLa selettività amperometrica è legata direttamente alla differenziazione delle soglie di intervento di due interruttori in serie.

i trasformatori possono, per tensioni superiori alla loro tensione nominale, assorbire correnti con componenti armoniche. In questo caso la causa è la saturazione dovuta all’effetto d’isteresi.

E45

213b

D1

D2

Isd 2 Isd 1Ir2 Ir1

t D2 D1

I

Il limite di selettività Is è:Is = Isd2 se le soglie Isd1 e Isd2 sono troppo vicine o sovrapposte,Is = Isd1 se le soglie Isd1 e Isd2 sono sufficientemente distanziati.

In generale la selettività amperometrica si ottiene quando:Ir1 / Ir2 < 2,Isd1 / Isd2 > 2.

Il limite di selettività è:Is = Isd1.

Selettività cronometricaLa selettività cronometrica è un ampliamento della selettività amperometrica.Si ottiene differenziando i tempi di intervento dei dispositivi di protezione. Questa tecnica consiste nell’applicare una temporizzazione ∆t all’intervento corto ritardo (CR) di D1.

DB

1021

05

��

��

��

��

��

� ��

��

Le soglie di D1 e di D2 rispettano le regole di applicazione della selettività amperometrica. Il limite di selettività Is dell’associazione è uguale alla soglia istantanea Ii1 di D1.

b

--

--

-


Livello di selettivitàLa selettività è totale se Is > Icc(D2), o Isd1 > Icc(D2). Questo implica in genere:

un basso livello Icc(D2),una differenza importante tra i calibri degli interruttori D1 e D2.

La selettività amperometrica si applica prevalentemente a livello di distribuzione terminale.

vv


Nota: L’utilizzo di interruttori in categoria B implica sollecitazioni termiche ed elettrodinamiche importanti per i componenti dell’impianto elettrico. Questi interruttori hanno infatti una soglia istantanea Ii elevata regolabile o disattivabile per garantire se necessario la protezione delle sbarre.

Miglioramento della selettività amperometrica e cronometricainterruttori limitatori.

L’utilizzo di un interruttore limitatore permette di non tener conto del limite di selettività.

E45

216

Ic

ILdId

Id

non limitatore

limitatoredi cortocircuito

Icc (D2)

Come mostrato dalla figura sopra riportata, D1 rileverà una corrente di guasto Id:

uguale a Id in caso di interruttore non limitatore,uguale a ILd Id in caso di interruttore limitatore.

Il limite di selettività amperometrica e cronometrica Is dell’associazione D1 + D2 viene quindi portato ad un valore tanto maggiore quanto più l’interruttore limitatore a valle è rapido ad intervenire.

b

bb

Livello di selettivitàSono possibili due casi di utilizzo:

sulle partenze terminali e/o intermedieÈ possibile utilizzare interruttori in categoria A con un intervento temporizzato dell’interruttore a monte. Questo permette di prolungare la selettività amperometrica fino alla soglia istantanea Ii1 dell’interruttore a monte: Is = Ii1.Se Icc(D2) non è troppo elevata (caso di una partenza terminale) si ottiene la selettività totale.

sugli arrivi e sulle partenze del quadro generale BTA questo livello la continuità di servizio è prioritaria: le caratteristiche del circuito permettono l’utilizzo di interruttori in categoria B adatti ad un intervento temporizzato. Questo tipo di interruttori ha una tenuta termica elevata.(Corrente nominale ammissibile di breve durata = 50 % Icu per ∆t = 1s): Is = Icw.Anche per valori di Icc(D2) elevati, la selettività cronometrica assicura generalmente una selettività totale: Icw1 > Icc(D2).

b

b

Livello di selettivitàL’utilizzo di un interruttore limitatore è molto efficace per ottenere una selettività totale quando le regolazioni delle soglie (selettività amperometrica) e/o la soglia di intervento istantaneo (selettività cronometrica) dell’interruttore a monte D1 sono troppo basse rispetto alla corrente di guasto Id in D2 - Icc(D2).


Selettività logica o "Zone Selective Interlocking (ZSI)"

DB

1168

79

filo pilota

ordinedi attesa

ordinedi attesa

D1

D2

D3

Selettività logica.

Questo tecnica di selettività può essere applicata solo con sganciatori elettronici installati sugli interruttori Compact e Masterpact: la Selettività logica gestisce solo le funzioni Corto ritardo o Protezione Terra degli aparecchi pilotati. In particolare è esclusa la funzione Protezione Istantanea.

Regolazioni degli interruttori pilotatitemporizzazione: è necessario rispettare ed applicare gli eventuali gradini di

temporizzazione della selettività cronometrica (∆tD1 u ∆tD2 u ∆tD3),soglie: è necessario rispettare la differenziazione naturale dei calibri delle

protezioni (IcrD1 u IcrD2 u IcrD3).

PrincipiLo scambio di informazioni richiede un tempo massimo di 100 ms quindi tutti gli

sganciatori interessati dalla selettività logica devono essere temporizzati sul secondo gradino di temporizzazione (t maggiore di 100 ms);

tutti gli interruttori che vedono transitare una corrente superiore alla soglia di funzionamento inviano un segnale di attesa all’interruttore installato a monte;

l’interruttore installato immediatamente a monte del cortocircuito, non ricevendo nessun ordine di attesa, apre istantaneamente, mentre il successivo interruttore a monte rimane chiuso consentendo così di realizzare un intervento selettivo.Così facendo il tempo di eliminazione del guasto è limitato al minimo indispensabile a tutti i livelli di selettività possono essere maggiori del numero di gradini di temporizzazione e l’affidabilità globale dell’impianto è migliorata.

FunzionamentoUn filo pilota collega in cascata i dispositivi di protezione di un’installazione (cf. figura selettività logica). Quando si verifica un guasto ogni interruttore installato a monte del guasto invia un segnale (uscita livello alto) provocando il passaggio in temporizzazione dell’interruttore a monte (ingresso a livello alto).L’interruttore installato immediatamente a monte del cortocircuito, non ricevendo nessun ordine di attesa, apre istantaneamente,.

b

b

b

b

b


Livello di selettivitàConsigliata e molto utilizzata negli USA, questa tecnica permette di:

realizzare facilmente e in standard la selettività su 3 o più livelli,eliminare gli effetti sul circuito legati all’intervento temporizzato della protezione

in caso di guasto che interessi direttamente le sbarre a monte. Tutte le protezioni intervengono quasi istantaneamente,

realizzare facilmente la selettività verso il circuito a valle con interruttori non comandati.

vv

v


2.4. Le regole di selettività

2.4.1. Regole generali di selettività

Protezione contro i sovraccarichi Per un valore qualunque di sovracorrente la selettività è garantita in sovraccarico se il tempo di non intervento dell’interruttore a monte D1 è superiore al tempo massimo di interruzione dell’interruttore D2.La condizione è realizzata se il rapporto delle regolazioni Lungo Ritardo (LR) e Corto ritardo (CR) è superiore a 2.

Protezione contro i cortocircuitiselettività cronometrica

L’intervento dell’interruttore a monte D1 è temporizzato con una temporizzazione ∆t.Occorre rispettare le condizioni necessarie per la selettività amperometrica.La temporizzazione ∆t dell’interruttore a monte D1 deve essere sufficiente a

consentire l’eliminazione del guasto da parte dell’interruttore a valle.La selettività cronometrica permette di aumentare il limite di selettività Is fino alla soglia di intervento istantaneo dell’interruttore a monte D1.La selettività è sempre totale se l’interruttore D1:

è in categoria B,ha un valore di Icw uguale al suo potere d’interruzione in cortocircuito Icu.

La selettività è totale negli altri casi se la soglia di intervento istantaneo dell’interruttore a monte D1è superiore all’Icc presunta in D2.

selettività logicaLa selettività è sempre totale.

Caso generaleLe curve tempo / corrente forniscono “chiaramente” un valore di Icc (limitata o

presunta) inferiore all’intervento Corto ritardo dell’interruttore a monte; la selettività è quindi totale.

E45

223

Isd1

t

Is

Isd1Ir2

I t

IIs

IIr2 selettivitàamperometrica

selettivitàcronometrica

b

vv

--

b

bv

In caso contrario solo delle prove possono indicare i limiti di selettività del coordinamento in particolare quando gli interruttori sono limitatori. Il limite di selettività Is può essere determinato confrontando l’andamento delle curve:

in energia di intervento per l’interruttore a valle,

in energia di non intervento per l’interruttore a monte. L’eventuale punto d’intersezione delle curve indica il limite di selettività Is.

I costruttori indicano nelle tabelle di selettività le prestazioni provate del coordinamento.

v

v


2.5. La selettività delle protezioni differenziali

In base al sistema di collegamento a terra (detto anche sistema di neutro) la selettività utilizza solo il coordinamento delle protezioni contro le sovracorrenti. Quando il guasto d’isolamento viene gestito in modo specifico da protezioni differenziali (ad esempio, in sistema TT), è necessario garantire anche la selettività dei dispositivi differenziali tra loro.

La selettività delle protezioni differenziali deve permettere che, in caso di guasto d’isolamento, venga isolata solo la partenza interessata dal difetto. L’obiettivo è ottimizzare la disponibilità dell’energia.

Esistono due tipi di selettività differenziale.

2.5.1. Selettività verticaleTenuto conto delle esigenze e delle norme di funzionamento la selettività deve rispondere contemporaneamente alle condizioni amperometrica e cronometrica.

DB

1021

11

DDR

DDR

Da

Db

Selettività verticale.

Condizione amperometrica Il dispositivo differenziale deve intervenire tra I∆n e I∆n/2, ove I∆n rappresenta il valore della corrente di funzionamento dichiarato. Occorre quindi avere un rapporto minimo pari a 2 tra le soglie di intervento dei dispositivi a monte e a valle. I valori normalizzati per uso domestico indicano un rapporto pari a 3.

Condizione cronometrica Il tempo minimo di non intervento del dispositivo a monte deve essere superiore al tempo massimo di intervento del dispositivo a valle per tutti i valori di corrente.

Nota: Il tempo di intervento dei dispositivi differenziali deve essere sempre inferiore o uguale al tempo indicato nelle norme d’impianto per assicurare la protezione delle persone contro i contatti indiretti.



Nel campo degli interruttori differenziali per uso domestico, le norme CEI EN 61008-1 (interruttori differenziali) e CEI EN 61009-1 (interruttori automatici differenziali) definiscono dei tempi di funzionamento.I valori della tabella corrispondono alle curve G e S.La curva G (Generale) corrisponde ai dispositivi di protezione a corrente differenziale di tipo generale non temporizzati e la curva S (Selettiva) ai dispositivi differenziali temporizzati selettivi.

E45

046

��

��

��

��

��

��

� � ��

��

��

�

��

Curve dei tempi di funzionanemto G e S.

Valori normalizzati dei tempi di funzionanemto

Tipo InA

I∆nA

Valori normalizzati dei tempi di funzionanemtoe di non funzionamento (in secondi) a: I∆n 2I∆n 5I∆n 500 A

selettivo > 25 > 0,030 0,5 0,2 0,15 0,15 tempo di funzionamentomax

0,13 0,06 0,05 0,04 tempo di non funzionamentomin

2.5.2. Selettività orizzontaleDefinita anche selezione dei circuiti, permette il risparmio di un interruttore differenziale a monte dell’impianto quando gli interruttori sono installati nello stesso quadro. In caso di perdita di isolamento solo la partenza interessata al guasto viene messa fuori servizio in quanto gli altri dispositivi differenziali non rilevano alcuna corrente verso terra.

DB

1021

12

DDR DDR

Selettività orizzontale.


La selettività e la filiazione possono essere garantite solo dal costruttore che registrerà i risultati dei test effettuati in apposite tabelle.

In b

reve

2.6. Coordinamento delle protezioni e norme d’installazione

La norma impianti CEI 64-8 che riguarda gli impianti elettrici degli edifici, raccomanda un buon coordinamento tra i dispositivi di protezione. Riconosce i principi della filiazione e della selettività degli interruttori basandosi sulla norma prodotto CEI EN 60947-2.

Norme prodotto CEI EN 60947-2Nell’allegato A, la norma CEI EN 60947-2 riconosce e definisce il coordinamento tra gli interruttori automatici. In particolare definisce le prove da effettuare.

La selettivitàViene normalmente studiata sul piano teorico. Nei punti critici in cui le curve di intervento si sovrappongono deve essere verificata con appositi test. È garantita dal costruttore che registrerà il valore di Is (limite di selettività) nelle apposite tabelle.

La filiazione o protezione di sostegnoLa norma indica le misure da effettuare per verificare il coordinamento.

Verifica mediante confronto delle caratteristicheNei casi pratici questo tipo di verifica è sufficiente. È necessario dimostrare chiaramente che l’IcuD2 dell’associazione è compatible con l’energia massima ammessa da D2 (I2t ).

Verifica con proveLa filiazione è normalmente verificata con prove per i punti critici. Le prove vengono realizzate con un interruttore a monte D1 regolato al massimo di I max e un interruttore a valle D2 regolato alla soglia minima. I risultati dei test (poteri di interruzione rinforzati dalla filiazione) sono riportati in una tabella e garantiti dal costruttore.

Norme d’impiantoLe norma CEI 64-8 definisce l’applicazione di questi principi a seconda dello schema di collegamento a terra considerato.

SelettivitàLa selettività è definita e stabilita qualunque sia il sistema di neutro utilizzato e con qualsiasi tipo di guasto (sovraccarico, cortocircuito, guasto d’isolamento). Tuttavia, in caso di guasto d’isolamento in sistema IT, il vantaggio della continuità di servizio è garantito dallo schema di collegamento stesso che tollera il 1o difetto.Tale vantaggio deve essere mantenuto con la ricerca e l’eliminazione rapida del guasto.

Filiazione Al contrario le regole di filiazione sono date per un sistema tipo TN o TT.

Regole di base in sisema IT:Le regole di filiazione non possono essere applicate nel sistema IT, a causa del doppio guasto d’isolamento. Le regole da seguire sono le seguenti:

l’interruttore deve avere un potere di interruzione superiore o uguale alla corrente di cortocircuito trifase nel punto considerato,

in caso di doppio guasto presunto è stabilito che la corrente di cortocircuito del doppio guasto sarà al massimo:

15 % dell’Icc trifase per un Icc trifase ≤10 000 A,25 % dell’Icc trifase per un Icc trifase > 10 000 A.

b

b

v

v

b

b

vv



E51

174

Sistema TT.

L1L2L3NPE

Sistema TN.

L1L2L3NPE

Sistema IT.

Nota: La norma CEI 60364 definisce 3 tipi di schemi di collegamento a terra (detti anche sistemi di neutro) e più precisamente:

TT: Neutro del trasformatore BT collegato direttamente a terra. Le masse degli apparecchi sono collegate a terra.

TN: Neutro del trasformatore BT e masse degli apparecchi collegati ad una terra comune.IT: Neutro del trasformatore BT isolato da terra.

Le masse degli apparecchi sono collegate a terra.Questi tre sistemi di distribuzione (e le tecniche di interruzione automatica ad essi associate) hanno lo scopo di assicurare la protezione delle persone contro i contatti indiretti.

bb

E51

122

E51

175

L1L2L3N

PE


Schneider Electric offre a catalogo gamme di interruttori automatici rispondenti a tutte le diverse esigenze della distribuzione elettrica BT, da 0,5 a 6300 A, ovvero:

le gamme di interruttori di potenza Masterpact NT e NW da 800 a 6300 A,le gamme di interruttori scatolati Compact:Compact NSX da 100 a 630 A Compact NS da 630 a 3200 Ale gamme di interruttori modulari Multi 9 da 0,5 a 125 A, le gamme di interruttori protezione motore Integral/GV2/GV7.

Questi prodotti sono conformi alle norme prodotto CEI EN 60947-2.

Le possibili associazioni sono state provate secondo la norma CEI EN 60947-2 e sono garantite da Schneider Electric. Sono a disposizione del Cliente esaustive tabelle di coordinamento, filiazione e selettività.

bbvvbb

La scelta di Schneider Electric


3.1. Gli interruttori aperti

Le tecnologie delle gamme Masterpact di Schneider Electric permettono di rispondere alle esigenze di selettività in testa all’impianto oltre che alle specifiche esigenze di limitazione legate ad alcuni tipi di applicazioni.

3.1.1. Tecnologia dei poli

3.1.1.1. La tecnologia del polo “selettivo”Una forte selettività richiede che venga rinforzata la tenuta elettrodinamica dell’apparecchio. Utilizzando l’effetto di compensazione elettromagnetica a corrente propria.

Compensazione elettromagnetica.

Questa tecnologia è utilizzata in tutti gli interruttori Masterpact NT e NW tranne per la caratteristica L1 dell’interruttore Masterpact NT che utilizza una tecnologia a polo “limitatore”.

La tecnologia del polo “limitatore”Una forte capacità di limitazione è resa possibile da:

un polo fisso con anello di corrente con magnete a forma di U,un asse del polo mobile posizionato alla sua estremità.

3.1.2. Le novità tecniche dei nuovi interruttori Masterpact per ottimizzare le prestazioni

3.1.2.1. Masterpact NT e NW N1 e H1Questi interruttori sono adatti alle più comuni applicazioni nel settore industriale o del grande terziario (Icc < 65 kA). Sono in grado di realizzare una selettività totale con gli interruttori Compact NS installati a valle.

Il loro potere di interruzione è uguale alla tenuta termicaIcs = Icw

Questo permette all’apparecchio di sopportare la corrente di cortocircuito massima per tutta la durata della temporizzazione corto ritardo.

E56

817

42 kAI

65 kA

NT H1 NW H1

selettività cronometrica totale

Icu = Ics = tenuta elettrodinamica Icw

3.1.2.2. Masterpact NW H2Quando il livello di cortocircuito nel punto d’installazione dell’interruttore è superiorealla sua tenuta termica, il potere di interruzione dell’interruttore dovrà essere superiore alla sua tenuta termica Ics > Icw.

Per evitare danni all’apparecchio occorre una protezione interna che assicuri un intervento istantaneo del dispositivo di protezione ad una soglia regolata immediatamente al di sotto della tenuta elettrodinamica.

bb

E56

816

1/3

2/3

i

iA

i

Frdfm

Fm

La pressione di contatto è proporzionale a I2 .


E56

818

TED

t

Icc

Campo di precisionedella soglia diinterventoistantaneo(±10 %)

E56

819

85 kAI

100 kA

Ics = Icu

NW H2selettività cronometrica max

Icw = tenuta termica = soglia DIN di autoprotezione

Selettività cronometrica limitata.

L’utilizzo di trasformatori di corrente in aria che consentono una misura più precisa (assenza di saturazione), permette di avvicinarsi alla soglia della tenuta termica (Icw).Questo migliora sensibilmente il livello di selettività permettendo quindi di eliminare la protezione istantanea.

Questo garantisce una selettività totale con gli interruttori Compact NS installati a valle, particolarmente utile nelle installazioni in grandi stabilimenti industriali (Icc < 100 kA).


Campo di precisione della soglia di intervento istantaneo (±10 %)


3.1.2.3. Masterpact NW H3Con la versione NW H3 (In da 2000 A a 4000 A) si ha la possibilità di avere un interruttore con elevato potere d’interruzione (Icu = Ics = 150 kA), mantenendo un alto valore di corrente di breve durata ammissibile (Icw = 65 kA), per esigenze di selettività cronometrica. Anche in questo caso, così come per la versione H2, per le correnti di cortocircuito superiori a Icw si ha l’intervento di una soglia di autoprotezione istantanea in corrispondenza della tenuta elettrodinamica dell’interruttore, pari a 150 kA in valore di picco.

Per ottenere un potere d’interruzione così elevato si è resa necessaria la realizzazione di un meccanismo di sgancio che bypassasse quello dell’unità di controllo per le correnti superiori alla tenuta termica Icw; per queste correnti infatti l’unità di controllo non garantisce tempi così rapidi da evitare il danneggiamento dell’interruttore.Il nuovo meccanismo di sgancio brevettato da Schneider, sfrutta l’azione della forza elettromagnetica creata dalla corrente di guasto per allontanare il contatto mobile del polo interessato dalla corrente di guasto dal contatto fisso. Il movimento del polo grazie ad una catena cinematica viene trasmesso ad una leva, la quale libera con la sua azione l’albero su cui sono montati i poli dell’interruttore.

E56

820 Leva che libera l’albero dei poli

Sensore meccanico

Catena cinematica

L’intervento meccanico avviene in parallelo alla misura elettronica che confermerà l’apertura dell’interruttore, indicando il guasto sul fronte dell’apparecchio.Questo sistema permette:

di conservare una forte tenuta termica: Icw = 65 kA 1s,di avere, per le correnti di cortocircuito superiori a Icw, una soglia di autoprotezione

istantanea in corrispondenza della tenuta elettrodinamica dell’interruttore, pari a 150 kA in valore di picco.Questa caratteristica si addice perfettamente alle installazioni con più alimentazioni con una forte corrente di cortocircuito (> 100 kA) sulle sbarre principali ed una necessità primaria di continuità di servizio. La selettività con gli interruttori Compact NS a valle è totale già nella versione base.

3.1.2.4. Masterpact NW e NT L1Con la versione L1, gli interruttori NT ed NW sono limitatori e hanno elevato potere d’interruzione (Icu = 150 kA a Vn = 400 V).Grazie alla loro capacità di limitazione consentono ad esempio di abbattere una corrente di cortocircuito presunta pari a 150 kA in valore efficace ad un valore di cresta di 75 kA e 170 kA rispettivamente per Masterpact NT ed NW.L’interruttore NW L1 (In da 800 a 2000 A) conserva una buona tenuta termica (Icw = 30 kA).

Utilizza le tecnologie precedentemente descritte:polo selettivo per garantire una tenuta termica di 30 kA/400 V,sistema di interruzione ultra rapido in caso di corrente di cortocircuito molto

importante.

bb

bb


Per ottenere una limitazione importante della corrente di cortocircuito anche per questa versione è stato utilizzato il meccanismo brevettato di sgancio rapido della versione H3.La capacità di limitazione dipende dalla tensione d’arco creata tra il contatto fisso e il contatto mobile al momento dell’apertura che deve avvenire in modo rapido.

E56

821

t

t

UM

ts

I

U

EM

Ua

e

Corrente dicc presunta

Corrente limitata

Tempo iniziale di interruzione

Tempo d’intervento

La particolare conformazione dei contatti dell’interruttore permette di aumentare la forza di repulsione sul contatto mobile, favorendo la spinta dell’arco nella camera d’interruzione.

Utilizzo di un anello di corrente in U per aumentare la forza di repulsione.

Utilizzo di un magnete a forma di U magnetica intorno al contatto fisso per favorire la spinta dell’arco nella camera d’interruzione, velocemente e il più in alto possibile.

E56

822

Magnete a forma di U

b

b



DB

1168

80

Ua

Camera d’interruzione

Magnete a forma di U

Anello di corrente in U

In presenza di una forte corrente di cortocircuito i poli si aprono leggermente, il magnete a forma di U spinge l’arco nella camera d’interruzione. Il sistema di sgancio provoca quindi l’apertura molto rapida dell’interruttore.

Questa tecnica risponde alle esigenze di limitazione delle correnti di guasto garantendo al contempo un livello di selettività di 37 kA, senza eguali per questo tipo di interruttore.

L’interruttore Masterpact NT L1 utilizza un polo limitatore che garantisce un’apertura rapida in presenza di forti correnti di cortocircuito.

La capacità di limitazione è molto importante per questo tipo di interruttore.NT L1 Icc presunta = 390 kÂ e Icc limitata = 75 kÂ.

Per garantire tempi rapidi d’intervento ed ottenere una forte limitazione della corrente di cortocircuito su apparecchi poco limitatori si utilizza un’unità di controllo che, in presenza di un cortocircuito, consente di avere un intervento basato non sul valore istantaneo della corrente, ma sulla pendenza del primo fronte di salita della forma d’onda della corrente stessa; infatti la pendenza del fronte d’onda della corrente di cortocircuito raggiunge i massimi valori negli istanti iniziali del guasto, quando la corrente è in fase di rapida crescita, e quindi l’ordine di sgancio viene dato dall’unità di controllo in tempi più rapidi. Alla comparsa di una corrente di cortocircuito l’interruttore automatico a valle apre non appena la corrente di guasto supera la sua soglia di sgancio eliminando il guasto. Il Masterpact NT L1 a monte non interviene ma i suoi contatti si respingono limitando le sollecitazione sul circuito.


Camera di interruzione

Corrente dicortocircuito

Pistone

3.2. Gli interruttori scatolatiGli interruttori scatolati Schneider Electric sono stati progettati in modo da assicurare agli utilizzatori la massima disponibilità dell’energia. Gli interruttori scatolati:

rispondono in modo ottimale ai problemi di selettività, hanno un eccezionale potere di limitazione anche in presenza di correnti di

cortocircuito elevate e riducono in modo drastico gli effetti nocivi sulla distribuzione intermedia.

La gamma Compact NSX da 100 a 630 A è utilizzata principalmente:per la protezione della distribuzione intermedia, per proteggere linee che alimentano grossi carichi.

Questa gamma utilizza una tecnica innovativa: l’interruzione rotoattiva.

Questa tecnica innovativa di limitazione delle forti correnti utilizza una nuova energia di intervento, la pressione, consequenza dell’energia dell’arco.Funziona nel modo seguente:

Ogni polo dell’interruttore possiede una camera di interruzione indipendente. Al sopraggiungere della corrente di guasto si ha una più rapida repulsione dei contatti e l’arco elettrico viene frazionato in due parti rendendo più facile la sua estinzione.

Uno speciale dispositivo a pistone e molla utilizza la pressione prodotta dall’energia dell’arco per provocare, al di sopra di una soglia di circa 25 In, uno sgancio riflesso, 3 ms circa dopo la repulsione dei contatti.

Al di sotto di questa soglia la pressione è insufficiente a provocare l’intervento e l’impedenza degli archi limita la corrente di cortocircuito.Il dimensionamento degli elementi delle camere di interruzione è legato alla taglia dell’interruttore. La limitazione sarà tanto maggiore quanto più ridotta è la taglia dell’interruttore.Questa tecnica innovativa assicura agli interruttori Compact NSX un potere di limitazione eccezionale e maggiori possibilità di selettività.La tecnica di interruzione rotoattiva limita sul nascere le correnti di cortocircuito riducendo così le sollecitazioni sugli impianti.

3.2.1. SganciatoriGli interruttori Compact NSX integrano uno sganciatore magnetotermico o elettronico. La regolazione delle soglie Lungo Ritardo (LR) permette di assicurare la selettività amperometrica.La protezione Corto ritardo (CR) è regolata in standard con una mini-temporizzazione da 5 a 7 ms (a seconda della taglia dell’interruttore), che permette una selettività cronometrica per cortocircuiti di valore medio al di sopra della soglia di intervento Corto ritardo (punto 1.4. norma CEI EN 60947-2)

bb

bb

b

b

b


DB

1168

81

Contatto fisso

Contattomobile

Camerad’interruzione



Contattofisso

Arco elettrico

Arco elettrico

E45

014

Interruzione rotoattiva (repulsione dei contatti) Interruzione rotoattiva (pressione dei gas)


3.3. Gli interruttori modulari

Gli interruttori di tipo modulare Multi 9 offrono prestazioni e caratteristiche adatte a rispondere alle esigenze della distribuzione terminale:

E45

221 corrente nominale da 0,5 a 125 A,

potere di interruzione fino a 50 kA secondoCEI EN 60947-2,

curve di intervento B, C, D, K, Z e MA,sistema d’installazione semplice e sicuro su guida DIN,Blocco Vigi agganciabile direttamente ai dispositivi

di protezione.Gli interruttori modulari Multi 9 funzionano secondo i principi dell’azionatore magnetico, permettendo uno sviluppo molto rapido dell’energia dell’arco.

bb

bbb

��

�

�

�


3.4. Le regole della selettivitàda 1 a 6300 A

3.4.1. Regole generali di selettività (in distribuzione)

3.4.1.1. Protezione contro i sovraccarichi interruttori a monte e a valle equipaggiati di sganciatore magnetotermico.

La selettività amperometrica degli interruttori Schneider Electric è realizzata se il rapporto delle soglie di intervento:

termico è superiore a 1,6,magnetico è superiore a 2.interruttore a monte equipaggiato di uno sganciatore elettronico e a valle di uno

sganciatore magnetotermico.La selettività amperometrica degli interruttori Schneider Electric è realizzata se il rapporto delle soglie di intervento:

Lungo Ritardo (LR) e termico è superiore a 1,6 (1) o 2,5, Corto ritardo (CR) e magnetico è superiore a 1,5.interruttori a monte e a valle equipaggiati di uno sganciatore elettronico.

La selettività amperometrica degli interruttori Schneider Electric è realizzata se il rapporto delle soglie di intervento:

Lungo Ritardo (LR) è superiore a 1,2 (1) o 1,6, Corto ritardo (CR) è superiore a 1,5.

(1) Sganciatore a monte con soglia LR temporizzabile.

3.4.1.2. Protezione contro i cortocircuitiselettività cronometrica

La selettività cronometrica degli interruttori delle gamme Schneider Electric si ottiene differenziando i tempi di intervento dei dispositivi di protezione; in particolare deve esserci la differenza di un gradino di temporizzazione tra la protezione a monte e la protezione a valle.

selettività logicaLa selettività è sempre totale.

3.4.2. Regole di selettività per Masterpact NT e NW

3.4.2.1. Masterpact NT e NW tipo H1 e N1La selettività cronometrica è sempre totale con un interruttore Masterpact N1 o H1 installato a monte (Icw = Icu), qualunque sia l’interruttore installato a valle.

3.4.2.2. Masterpact NW tipo H2 e H3La selettività cronometrica è assicurata fino alla soglia della tenuta termica ovvero:

85 kA per un interruttore Masterpact NW H2,65 kA per un interruttore Masterpact NW H3.

A livello del quadro generale BT:senza dubbio la selettività non è totale (fig. 1) tra un arrivo D1 e una partenza D2.

b

vvb

vvv

vv

b

b

bb

v


Gli interruttori Masterpact N e H assicurano una selettività totale con tutti gli interruttori installati a valle se sono soddisfatte le quattro seguenti condizioni:

il rapporto tra le regolazioni lungo ritardo dei due apparecchi è dell’ordine di 1,6 al massimo,

il rapporto tra le regolazioni corto ritardo è dell’ordine di 1,5,

le regolazioni dei ritardi intenzionali sono compatibili,

la regolazione del valore istantaneo, se presente, deve essere impostata su OFF.

b

b

b

b

In b

reve

D1

D2Selettività totale

Sbarre

DB

1021

13

Sbarre

Selettività limitata a 85 kA

D2

D1

NW20 H2

100 kA

E45

225


3.4.3. Regole di selettività “naturale” tra Compact NSX

3.4.3.1. Selettività tra interruttori di distribuzioneI nuovi interruttori Compact NSX consentono di realizzare semplici regole di selettività.

3.4.3.2. Protezione contro i sovraccarichi: selettività amperometricaCome per il caso generico, la selettività amperometrica tra interruttori Compact NSX è realizzata se il rapporto delle soglie di intervento:

Lungo Ritardo (LR) è superiore da 1,2 a 2,5,Corto ritardo (CR) è superiore da 1,5 a 2,

a seconda dei tipi di sganciatori che equipaggiano gli interruttori.

3.4.3.3. Protezione contro le correnti di cortocircuito ridotte:selettività cronometricaL’intervento dell’interruttore a monte D1 è leggermente temporizzato fino allo sgancio riflesso. Dal momento che l’interruttore a valle è di calibro inferiore (A) il suo intervento sarà molto più rapido e aprirà in un tempo inferiore alla temporizzazione dell’interruttore a monte.Questa selettività, cronometrica, è applicabile fino alla soglia di sgancio riflesso dell’interruttore a monte (circa 25 In).La protezione tra interruttori Compact NSX è selettiva se il rapporto tra le taglie (calibri) degli interruttori è superiore a 2.

3.4.3.4. Protezione contro le correnti di cortocircuito elevate: selettività energeticaLe tecniche innovative dell’interruzione rotoattiva e dello sgancio riflesso degli interruttori Compact NSX garantiscono un potere di limitazione eccezionale ed una differenziazione naturale delle curve di intervento di D2 / non intervento di D1.

3.4.3.5. PrincipioQuando i dispositivi di protezione D1 e D2 rilevano una corrente di cortocircuito molto elevata, i contatti degli apparecchi si aprono contemporaneamente limitando la corrente.

L’energia dell’arco, importante a livello di D2, provoca il suo intervento.L’energia dell’arco, limitata a livello di D1, non è sufficiente a provocarne l’intervento.

L’interruttore a valle, di taglia inferiore, sarà più limitatore e sgancerà con una limitazione in corrente tale che l’energia di guasto sarà ampiamente inferiore alla soglia di intervento dell’interruttore a monte.

Diagramma tempi/correnti. Diagramma energia.Curve di intervento di un interruttore Compact NSX100 e 250 e tipi di selettività.

Questa tecnica permette di rendere standard la selettività tra gli apparecchi.La protezione tra Compact NSX è selettiva se il rapporto tra le taglie degli interruttori è superiore a 2.

Questa selettività, prolungamento delle selettività amperometrica e cronometrica, è detta “selettività energetica”.

bb

bb

��

��

I t�

Icu1

��

Icu2

�

��

��

I

E56

827

x 100 A

t (s)

10000

NSX100100 A

NSX250250 A

1000

100

10

1

.1

.01

.001.5 1 10 100 300

E56

826


3.4.4 La selettività rinforzata mediante filiazione con gli interruttori Compact NSXNelle applicazioni che utilizzano gli interruttori tradizionali, quando si realizza la filiazione tra due apparecchi, si ha l’intervento dell’interruttore a monte D1 che aiuta l’interruttore a valle D2 ad interrompere la corrente. Il limite di selettività avrà un valore Is al massimo uguale al potere d’interruzione IcuD2 dell’interruttore a valle. La tipologia costruttiva dei nuovi interruttori Compact NSX e l’innovativa tecnica di interruzione rotoattiva con correnti di cortocircuito elevate, permette di aumentare il limite di selettività.

L’interruttore Compact NSX a valle (D2) rileva una corrente di cortocircuito molto importante. Lo sgancio riflesso provoca un intervento molto rapido della protezione (< 1 ms) con un’eccezionale limitazione della corrente di guasto.

L’interruttore Compact NSX a monte (D1) rileva una corrente di guasto molto ridotta. Questa corrente genera una repulsione dei contatti (curva RC). La repulsione dei contatti provoca una tensione dell’arco che limita ancora maggiormente la corrente di cortocircuito. Tuttavia la pressione generata dall’arco non è sufficiente a provocare lo sgancio riflesso.In questo modo l’interruttore Compact NSX D1 aiuta l’interruttore Compact NSX D2 ad interrompere la corrente senza sganciare.Il limite di selettività Is può superare il potere di interruzione IcuD2 dell’interruttore a valle e raggiungere il potere di interruzione rinforzato mediante filiazione.

La selettività diventa quindi totale con un’ottimizzazione dei costi.

E56

825 I t

Icu1Icu2

Selettivitàamperometrica

Selettivitàcronometrica

Selettività energetica

Selettività rinforzata mediante filiazione (curve).

b

b


UA D2

UA D1

D1

D2ID/IN2

PD2

ID/IN1

t

t

t

t

ts t's

PD1

ts

ts t's

Riflesso

Riflesso

E56

824

Selettività rinforzata mediante filiazione.

Vantaggi della selettività totale offerta in standard dagli interruttori Compact NSXIl vantaggio immediato è quello di rendere naturale la selettività totale con gli interruttori Compact NSX quando:

la differenziazione delle temporizzazioni LR e CR è superiore o uguale a 1,6,la differenziazione delle taglie degli interruttori è superiore o uguale a 2,5.

La figura sopra illustrata mostra i tre tipi di selettività

vv


3.4.5. Applicazioni particolari

3.4.5.1. Confronto con i fusibiliQuesta regole può essere confrontata con quella utilizzata per le associazioni di fusibili in cui il rapporto delle correnti nominali (calibro) deve essere superiore a 1,6.Tuttavia rispetto alle associazioni con fusibili:

si utilizzano interruttori di distribuzione,le tabelle di selettività rinforzata create con i risultati delle prove permettono

spesso di scendere a percentuali paragonabili,la possibilità di ottenere la selettività e la filiazione con degli interruttori installati

a valle (selettività rinforzata),interruttore protezione motore,gli interruttori di protezione motore sono dimensionati in modo da adattarsi perfettamente

al calibro del motore, mentre il fusibile deve essere sovradimensionato rispetto alla corrente nominale del motore.

L’associazione può sfruttare tutte le possibilità di funzioni complementari integrate agli interruttori. La percentuale di selettività è quindi equivalente.I tal senso gli interruttori Compact NSX associano:

la qualità dei fusibili rispetto a correnti di cortocircuito elevate,le qualità naturalmente superiori delle regole di selettività per la gestione delle

correnti di sovraccarico e di cortocircuito ridotte,i vantaggi legati alla ricchezza di funzioni e alle opzioni di comunicazione degli

interruttori.

3.4.5.2. Selettività tra un interruttore di distribuzione e un interruttore di protezione motoreLe qualità degli interruttori Compact NSX permettono il loro impiego nelle applicazioni di protezione motore.

E45

032

M

D2

MM

D1

Selettività degli interruttori di protezione motore.

3.4.6. SintesiLa tabella sottostante riassume tutte le condizioni necessarie per ottenere una selettività totale.

bb

b

bb

bb

b

Interr. a monte D1

Applicazione Interr. a valle D2 Rapporto delle taglie

Rapporto minimo tra le regolazioni a monte e a valleProtezione termica Protezione magnetica

TM Distribuzione TM o Multi 9 u 2,5 u 1,6 u 2Micrologic u 2,5 u 1,6 u 1,5

Partenza motore MA + relè termico separato u 3 u 2Magnetotermico motore u 3 u 2

Micrologic Distribuzione TM o Multi 9 u 2,5 u 1,6 u 1,5Micrologic u 2,5 u 1,3 u 1,5

Partenza motore MA + relè termico separato u 3 u 1,5Magnetotermico motore u 3 u 1,5Micrologic u 1,3 u 1,5


4.1. Tabelle di selettività

Le tabelle di selettività riportate nella sezione “Allegati tecnici” indicano le possibilità di selettività degli interruttori Schneider Electric tra loro. I risultati forniti sono frutto del confronto tra le caratteristiche degli interruttori o le prove effettuate, a seconda che sia o meno realizzata la filiazione.

4.1.1.1. Condizioni d’impiegoLe tabelle indicano le condizioni di impiego, dal momento che gli interruttori possono essere utilizzati per applicazioni di distribuzione o protezione motore.

4.1.1.2. Lettura delle tabellaLe caselle scure o contenenti la lettera “T” indicano una selettività totale tra gli interruttori a monte e a valle, alle condizioni d’impiego indicate nella sezione “Allegati tecnici” (Guida BT). Le altre caselle indicano una selettività parziale (limite di selettività indicato), o nessuna selettività (caselle senza indicazione valore).

4.1.1.3. Tabelle di selettività rinforzata mediante filiazione con interruttori Compact NSX Con gli interruttori Compact NSX la filiazione realizzata tra due apparecchi permette di aumentare il limite di selettività. Quest’ultimo può raggiungere il potere di interruzione rinforzato mediante filiazione e la selettività diventa in tal caso totale. In questo caso sono disponibili delle tabelle di selettività “rinforzata” con questo tipo di interruttori (vedi Guida BT).

4.2. Tabelle di filiazione

Le tabelle riportate nella sezione “Allegati tecnici” indicano, per le applicazioni di distribuzione 220/240 V e 400/415 V tra fasi e protezione motore, le possibilità di filiazione conformi alla norma CEI EN 60947-2 tra i seguenti tipi di interruttori:

Multi 9 con Multi 9,Compact NS, Compact NSX, Masterpact con Multi 9 e tra loro.

Nel caso specifico di interruttori utilizzati in monofase su rete TN, si utilizza la tabella 220/240 V.Nota: Le tabelle di filiazione si riferiscono a sistemi TN o TT. Non sono applicabili in caso di sistemi IT.

4.2.1.1. Caso di più trasformatori in paralleloIn questo caso occorre utilizzare tabelle specifiche che indicano i tipi di interruttori da installare sulle partenze di alimentazione e principali in caso di 2 o 3 trasformatori in parallelo.Le tabelle sono redatte in base ai seguenti principi:

potenza di cortocircuito della rete a monte di 500 MVA,i trasformatori collegati sono identici (20 kV/410 V) e con tensione di cortocircuito

normale,la corrente di cortocircuito sulle sbarre non tiene conto delle impedenze dei

collegamenti (caso più sfavorevole),presenza di tutte le condizioni di collegamento in parallelo dei trasformatori,

ovvero i trasformatori hanno: stesso valore di Ucc,stesso rapporto di trasformazione,un rapporto delle potenze y 2.

L’Icc è dato a titolo indicativo; potrà differire in funzione dei valori di Ucc in % dati dai produttori dei trasformatori, quindi i poteri di interruzione rinforzati mediante filiazione sono dati per valori superiori.

bb

bb

b

b

vvv

Regole per la selettività e la filiazione


4.3. Studio della selettività MT / BT da 1 a 6300 A

Schema semplificato di un’installazione tipo che riassume la maggior parte dei casi riscontrabili in pratica.

La figura mostra il coordinamento delle diverse protezioni in una rete di distribuzione MT/BT.

1000 A

100 A400 A

100 A 100 A

37 kW

16 A

1600 A

29 kA

50 kA

65 kA

23 kA70 kA

C60H-D

NSX160F

1

2

3

4

5

NSX100F-MA

Livello A

Livello B

Livello C

NW16N1 Micrologic 5.0cran 1

NSX400N

NS1000Hcran 0

NSX100N

Solefuse 43 AQuadrogenerale BT

Quadro di distribuzionepotenza industria / terziario



Illuminazione, riscaldamento…

Utilità edificio Distribuzione

Cassetta di distribuzione

Partenze non prioritarie

Distribuzione stabilimento 1

Partenze prioritarie

DB

1021

09


E45

029 10 000

5 000

2 000

1 000

500

200

100

50

28

10

5

2

1

.5

.2

.005

.002

0,3 kA 1,6 kA 8 kA

(s)

IBT

Icc = 23 kA

F1 = Solefuse 43 A

NW16N1Micrologic 5.0Atsd = 0,1 s ON

Ii OFF

.01

.02

.1min

max cran 0,4

cran 0,1

cran 0

D123 kA

F1

20 kV1000 kVA400 V

Selettività NW16N1/Fusibile.

4.3.1. A livello del quadro generale BT

4.3.1.1. Selettività con il circuito MT I due dispositivi di protezione sono installati “in serie”. I vantaggi di continuità di servizio legati alla selettività tra le protezioni non risultano quindi interessanti. Tuttavia l’interesse della selettività MT/BT risiede soprattutto nel fatto che l’intervento di rimessa in servizio è meno impegnativo lato BT (migliore accessibilità, regolazione).Il confronto delle curve di intervento riferite al secondario del trasformatore MT/BT mostra che la selettività tra l’interruttore Masterpact NW16 e un fusibile da 43 A è:

totale: se l’interruttore Masterpact interviene senza ritardo intenzionale,quasi totale: se l’interruttore Masterpact NW interviene con un ritardo intenzionale

al gradino 0,1 (Micrologic 5.0 A: ritardo intenzionale regolabile dal gradino 0,1 ON a 0,4 ON) nella peggiore delle ipotesi il limite di selettività è di 20 kA (1).

(1) La messa in parallelo dei 3 trasformatori produce un’Icc comune sulle sbarre di 70 kA, mentre ciascuno degli interruttori di alimentazione ha un Icc di 20 kA.Nota: la selettività è totale con un interruttore MT a monte.

4.3.1.2. Selettività con il circuito BT a valle In base alla regola di selettività indicata a pagina 36, l’interruttore Masterpact NW16N1 al gradino 0,1 è totalmente selettivo con tutti gli interruttori installati a valle:

se questi ultimi hanno un ritardo intenzionale regolato ad un gradino inferiore. In tal caso non devono avere ritardo intenzionale (gradino 0),

se il rapporto dei calibri è y a 1,2, vedere pagina 39.In tal caso l’interruttore Masterpact NW16N1 è totalmente selettivo con l’interruttore NS1000A installato a valle.

4.3.2. Filiazione Non vi è filiazione tra gli interruttori NW16N1 e NS1000A.

bb

b

b

Regole per la selettività e la filiazione


Schneider Electric mette a disposizione dei Clienti il software i-project MT/BT di aiuto alla scelta degli interruttori, che ottimizza la scelta, il coordinamento e le regolazioni degli interruttori in funzione del tipo d’installazione.

4.3.3. A livello del quadro di distribuzione di potenza w

L’utilizzo della tecnica di "selettività rinforzata mediante limitazione" permettel’utilizzo di interruttori Compact NSX tipo N a valle con l’aumento del loro potere di

interruzione mediante filiazione tra l’interruttore NS1000H e gli interruttori NSX400 / NSX100.

la selettività totale, fino all’Icc presunta, con l’installazione a valle di interruttori standard (tipo N) grazie alla selettività rinforzata fino al potere di interruzione dell’interruttore a monte. A livello dell’installazione (fig. pagina 41), l’interruttore NSX100N alimenta le partenze non prioritarie. Questo consentirebbe di tollerare una selettività parziale con una soluzione ottimizzata della protezione. Al contrario l’interruttore NSX400N alimenta dei carichi che richiedono un’elevata disponibilità di energia elettrica. È richiesta la selettività totale per l’utilizzatore, ottenibile di base con gli interruttori Compact NSX.

4.3.4. A livello del quadro di distribuzione x A valle dell’interruttore NSX400N, il coordinamento con l’interruttore NSX160N è possibile anche grazie alla selettività rinforzata mediante limitazione:

con aumento del potere di interruzione dell’interruttore NSX160N (fino a 50 kA),con aumento della selettività (fino al potere di interruzione rinforzato

dell’interruttore NSX160N di 50 kA).La selettività è totale.

Nota: A questo coordinamento si applica la regola di selettività tra interruttori Compact NSX riportata a pagina 38..

4.3.4.1. Interruttore di protezione motoreCoordinamento verso la distribuzione a monteLa potenza del motore (37 kW) richiede al di sotto dei 400 V una protezione con un interruttore NSX100F-MA. Le prestazioni del coordinamento sono identiche a quelle stabilite per la protezione di distribuzione, ovvero:

aumento del potere di interruzione dell’interruttore NSX100F-MA,aumento della selettività (fino al potere di interruzione rinforzato dell’interruttore

NSX100F-MA di 50 kA).

Nota: La protezione mediante fusibile si realizzerebbe in questo caso installando un fusibile aM con caratteristiche analoghe ad un fusibile da 160 A. Il rapporto di selettività interruttore/interruttore o fusibile/fusibile è in tal caso identico.

Coordinamento a livello della partenza motoreLe notevoli qualità di limitazione dell’interruttore NSX160N assicurano un coordinamento tipo 2 con componenti di protezione standard: relè di protezione relè termici e contattori. Questo coordinamento è garantito da Schneider Electric.

Nota: La protezione mediante fusibile implica un sovradimensionamento dei componenti della partenza motore per ottenere un coordinamento tipo 2.

4.3.5. A livello del quadro di distribuzione terminale yMalgrato il livello d’Icc in questo punto dell’installazione, le prestazioni di coordinamento tra gli interruttori Compact NSX e gli interruttori M9 permettono di realizzare una selettività totale anche con l’utilizzo di un interruttore modulare C60H–D o -MA.

La selettività totale di questa installazione è realizzata tra:la MT e BT,sui 5 livelli della distribuzione BT.

b

b

bb

bb

bb


Note

L’organizzazione commerciale Schneider Electric

Aree Sedi Uffici

Nord Ovest Via Orbetello, 140 C.so della Libertà, 71/A- Piemonte 10148 TORINO 14053 CANELLI (AT)(escluse Novara e Verbania) Tel. 0112281211 Tel. 0141821311- Valle d’Aosta Fax 0112281311 Fax 0141834596- Liguria- Sardegna

Lombardia Ovest Via Zambeletti, 25- Milano, Varese, Como 20021 BARANZATE (MI)- Lecco, Sondrio, Novara Tel. 023820631- Verbania, Pavia, Lodi Fax 0238206325

Lombardia Est Via Circonvallazione Est, 1- Bergamo, Brescia, Mantova 24040 STEZZANO (BG)- Cremona, Piacenza Tel. 0354152494

Fax 0354152932

Nord Est Centro Direzionale Padova 1- Veneto Via Savelli, 120- Friuli Venezia Giulia 35100 PADOVA- Trentino Alto Adige Tel. 0498062811

Fax 0498062850

Emilia Romagna - Marche Viale Palmiro Togliatti, 25 Via Gagarin, 208(esclusa Piacenza) 40135 BOLOGNA 61100 PESARO

Tel. 0516163511 Tel. 0721425411Fax 0516163530 Fax 0721425425

Toscana - Umbria Via Pratese, 167 Via delle Industrie, 2950145 FIRENZE 06083 BASTIA UMBRA (PG)Tel. 0553026711 Tel. 0758002105Fax 0553026725 Fax 0758001603

Centro Via Silvio D’Amico, 40 S.S. 98 Km 79,400- Lazio 00145 ROMA 70026 MODUGNO (BA)- Abruzzo Tel. 06549251 Tel. 0805326154- Molise Fax 065411863 - 065401479 Fax 0805324701- Basilicata (solo Matera)- Puglia

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Guida Tecnica - schneiderelectric.it · Schneider Electric 3 Le esigenze della distribuzione...

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