Relazione - Comune di Rogliano

Sommario
1.
2.
3.
Premessa................................................................................................................................................... 3
CARATTERISTICHE ELETTRICHE .......................................................................................................... 3
2.1
Quadri elettrici ................................................................................................................................. 3
3.1
STRUTTURA GENERALE DEGLI IMPIANTI .................................................................................... 4
SCELTE PROGETTUALI............................................................................................................................ 4
3.2
3.3
3.4
3.5
QUADRI ............................................................................................................................................. 4
CARICHI ELETTRICI COMPLESSIVI ................................................................................................ 4
DATI RETE DI ALIMENTAZIONE: ................................................................................................... 4
Criteri di dimensionamento ............................................................................................................ 5
3.5.1
3.5.2
Fattori di potenza ..................................................................................................................... 5
Caduta di tensione ................................................................................................................... 5
3.5.3
Dimensionamento cavi elettrici .............................................................................................. 5
3.5.5
Quadri elettrici generali (Q0) .................................................................................................. 7
3.5.4
3.5.6
3.5.7
3.5.8
Coordinamento tra cavi ed interruttori ................................................................................. 6
PROTEZIONE CONTRO I CONTATTI DIRETTI E INDIRETTI ................................................ 8
INTERRUZIONE AUTOMATICA DELL’ALIMENTAZIONE E MESSA A TERRA ................... 10
Valori di illuminamento ......................................................................................................... 14
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RELAZIONE
1. Premessa
La presente relazione descrive i lavori relativi a due impianti di illuminazione pubblica del
Comune di Rogliano. L’impianto si configura come Impianto di gruppo B, in derivazione, ai
sensi della Norma CEI 64-7, ovvero come un impianto in cui i centri luminosi sono derivati
dalla linea di alimentazione e risultano in parallelo tra loro.
L’intervento consiste nell’installazione da n. 17 punti luce su palo di altezza fuori terra
dipendente dal sito di installazione, per come dettagliatamente indicato negli elaborati grafici
di progetto e nel computo metrico estimativo, con montata un’armatura a testa palo con
lampada SAP da 70W.
Per il progetto si fa riferimento alle norme di buona tecnica, tra cui in particolare alle seguenti
norme CEI (e come tali provvisti di marchio, o comunque almeno di marcatura CE):
• 64-7 “ Impianti elettrici di illuminazione pubblica e similari“;
• 64-8 “Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in
corrente alternata e a 1500 V in corrente continua”;
• 11-17 “Impianti di produzione, trasmissione e distribuzione di energia elettrica – Linee
in cavo”.
Per la parte illuminotecnica si tiene conto delle norme di buona tecnica, tra cui le
raccomandazioni dell’AIDI e la Norma UNI 10439 “Requisiti illuminotecnici delle strade con
traffico motorizzato”.
La fornitura dell’energia elettrica è prevista in bassa tensione, trifase 400/230 V, tramite
quadri di distribuzione.
Zone interessate dall’intervento:
- ZONA A ---- tratto strada Lara- Ralli
- ZONA B ---- VIA Calia
2. CARATTERISTICHE ELETTRICHE
2.1 Quadri elettrici
È’ prevista l’installazione di n. 1 quadro elettrico di distribuzione, in materiale isolante in
vetroresina a doppio scomparto, uno per il vano utente e uno per il vano distributore, grado di
protezione IP 55, classe II, posati su apposita base in calcestruzzo alta 0,3 m, con portine
munita di serratura..
Nei quadri sono previsti interruttori magnetotermici con valori di corrente e tensione
nominale e di caratteristiche tali da risultare adeguati per la sezione dei cavi protetti e per i
carichi presenti.
Il potere di interruzione sarà 16 kA per gli interruttori generali, di tipo scatolato, e 6 kA per gli
interruttori modulari a protezione delle linee, valori superiori a quello previsto e dato
dall’Ente distributore (6 kA trifase e 4,5 kA monofase).
Ai fini della selettività, essa sarà sufficientemente assicurata dalla presenza di interruttori
scatolati a monte e modulari a valle, per guasti sugli apparecchi di illuminazione.
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I quadri saranno conformi alla Norma CEI 17- 13/1. Essi conterranno i contattori azionati da
orologi, interruttori e relè crepuscolari.
3. SCELTE PROGETTUALI
3.1 STRUTTURA GENERALE DEGLI IMPIANTI
L’impianto di pubblica illuminazione è stato previsto in classe II.
3.2 QUADRI
Il quadro di alimentazione conterrà gli apparecchi definiti nello scema unifilare, sarà ubicato
nella posizione indicata nelle planimetrie allegate e in ogni caso nei punti decisi dalla
direzione dei lavori.
In generale il vano superiore dell’armadio è destinato alla posa del gruppo di misura dell’Enel
per l’impianto IP, la parte inferiore è destinata ad ospitare il quadro di protezione
dell’impianto di illuminazione costituito come da schema allegato.
Il quadro sarà in classe II con protezioni come indicato dallo schema allegato al progetto.
Il quadro per le caratteristiche dell’impianto è regolato dalle norme CEI 23-51.
Il quadro dovrà portare all’interno la targa di identificazione come previsto dalla norma CEI
23-51.
Esempio
Norma di riferimento
Costruttore
Tipo
Un
Inq
Grado di protezione
CEI 23-51
……………………….
400 V / 50 Hz
3.3 CARICHI ELETTRICI COMPLESSIVI
L’impianto è costituito complessivamente:
- ZONA A ---- VIA Lara Ralli 7 COMPLESSI ILLUMINANTI SINGOLI 7*70W= 490W
- ZONA B ---- VIA Calia 10 COMPLESSI ILLUMINANTI singoli 10*70W = 700W
Totale carichi elettrici di illuminazione 1190 W
3.4 DATI RETE DI ALIMENTAZIONE:
− Tensione di alimentazione : 400/230 V
− Corrente di corto circuito : 6 KA
− Sistema di alimentazione : TT 230/400 V
− Caduta di tensione massima consentita : 4 %
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3.5 Criteri di dimensionamento
Per il dimensionamento del quadro generale di distribuzione e per il dimensionamento
delle linee elettriche del sistema di distribuzione, si sono valutate le potenze assorbite da tutti
i carichi presenti nell'impianto.
Per le potenze impegnate dalle prese, si è ipotizzato un coefficiente di
contemporaneità pari ad uno.
3.5.1 Fattori di potenza
Per la determinazione delle correnti di linea vengono stabiliti i seguenti fattori di
potenza:
Circuiti luce
Cos Φ=0,90
3.5.2 Caduta di tensione
La distribuzione è stata calcolata per un valore di caduta di tensione non superiore al
4%.
3.5.3 Dimensionamento cavi elettrici
∆V f = Ib ⋅ l [R ⋅ cos φ + X ⋅ senφ ] + Ib
2
(
R ⋅ l ⋅ sin φ − X ⋅ l ⋅ cos φ )2
⋅
2 ⋅ Vf
Per il calcolo delle cadute di tensione si è presa a riferimento la seguente formula
Nel caso di linee trifasi
mentre nel caso di linee monofasi
∆Vmono = 2∆Vf
∆Vtrif =
3∆Vf
Dove:
∆Vf= caduta di tensione del conduttore [V];
Vf = tensione di fase [V];
Ib = corrente di impiego della linea [A];
l =lunghezza della conduttura [m];
R = resistenza specifica del conduttore [Ω/m];
X = reattanza specifica del conduttore [Ω/m];
φ = angolo di sfasamento tra la Ib e la tensione di fase.
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3.5.4 Coordinamento tra cavi ed interruttori
La protezione della linea contro il sovraccarico sarà assicurata soddisfacendo le seguenti
relazioni [64-8 art. 433.2]:
Ib < In < Iz
If < 1,45 Iz
Dove
In: corrente nominale di intervento dell’interruttore di protezione;
Ib: corrente max di assorbimento;
If: corrente di sicuro intervento del dispositivo di protezione;
Iz: portata del cavo elettrico.
I dispositivi idonei alla protezione contro i corto circuiti devono rispondere alle seguenti
condizioni [64-8 art. 434.2]:
a) avere un potere di interruzione (Pi ) non inferiore alla corrente di corto circuito
presunta nel punto di installazione (I cc max ) (tranne quando si effettua la protezione
serie [par. 5.2]):
Iccimax ≤ Pi
b) intervenire in modo tale che tutte le correnti provocate da un corto circuito che si
presenti in un punto qualsiasi del circuito siano interrotte in un tempo non superiore a
quello che porta i conduttori alla temperatura massima ammissibile. Al fine di
verificare tale condizione è necessario soddisfare, per ogni valore possibile di corto
circuito, alla seguente condizione:
I2t≤ K2S2
Il termine (I²t) è l'energia specifica lasciata passare dal dispositivo di interruzione
(integrale di Joule) e corrisponde all'integrale rispetto al tempo del quadrato del valore
istantaneo della corrente, valutato in un opportuno intervallo di tempo che si estende
dall'istante in cui si stabilisce la sovracorrente sino alla sua interruzione:
Per le considerazioni in oggetto, fissate determinate condizioni di funzionamento, ciò che
interessa conoscere è la curva che fornisce i valori massimi di (I²t) in funzione della corrente
di corto circuito presunta. L'energia specifica è una grandezza introdotta dalle Norme per
valutare l'entità dell'energia termica specifica lasciata passare dal dispositivo di protezione
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durante il corto circuito. Dimensionalmente non è una grandezza fisicamente indicativa [A²s]
ma lo diventa quando è moltiplicata per la resistenza dell'elemento interessato, determinando
così l'energia sviluppata dalla corrente di corto circuito all'interno di esso.
Per i corto circuiti di durata compresa tra 0.1 s e 5 s il valore di (I²t) si può ottenere
assumendo per la I il valore efficace in ampere della corrente di corto circuito e per t la durata,
in secondi, del corto circuito stesso; per durate molto brevi (< 0.1 s) dove l'asimmetria della
corrente è notevole, e per i dispositivi di protezione limitatori di corrente, il valore di (I²t)
lasciato passare deve essere indicato dal costruttore del dispositivo di protezione.
Il termine K²S² rappresenta il massimo valore di energia specifica che il cavo è in grado di
sopportare, supponendo un funzionamento adiabatico. Tale valore, moltiplicato per la
resistenza del conduttore, determina il calore che, dissipato per effetto joule nel conduttore,
porta il cavo alla massima temperatura ammissibile in caso di corto circuito (pari a90°C per
cavi in EPR).
E' importante osservare che il termine K²S² risulta essere indipendente dal tipo di posa del
cavo in quanto, non avendo considerato la scambio termico con l'ambiente (funzionamento
adiabatico), è ininfluente la conoscenza del valore di conduttività termica tra conduttura e
ambiente circostante.
Il termine K²S² risulta composto da due termini:
-
S sezione del conduttore [mm²]
K coefficiente che tiene conto del materiale conduttore e delle caratteristiche termiche
dell'isolante; è funzione di vari parametri quali:
· calore specifico medio del materiale conduttore
· resistività del materiale conduttore
· temperatura iniziale e finale del conduttore
La norma 64-8 riporta i valori da assumere per il coefficiente K per i vari tipi di cavo.
3.5.5 Quadri elettrici generali (Q0)
I vari quadri elettrici generali di b.t. sono ubicati all’interno di un armadio in vetro-
resina a doppio scomparto situato nelle posizioni indicate in planimetria. Il posizionamento
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delle apparecchiature di protezione e lo schema elettrico del quadro sono riportati negli
elaborati grafici di progetto.
Nella progettazione dei quadri, particolare cura è stata posta al fine di garantire la
massima selettività possibile, in caso di cortocircuito, tra gli interruttori posti a valle e quelli
posti a monte.
In generale, la distribuzione dal quadro generale ai vari carichi avviene in tubazione
interrata con cavo multipolare; l’identificazione dei conduttori dovrà realizzarsi con
isolamento a colori codificati, marcafilo plastificato, spirali in nylon colorato e piastrine,
oppure manicotti termorestringenti.
Trattandosi di sistemi TT, sono stati inseriti nei quadri apposite protezioni differenziali
che possano intervenire quando le correnti di dispersione superano i valori di taratura degli
interruttori stessi.
3.5.6 PROTEZIONE CONTRO I CONTATTI DIRETTI E INDIRETTI
Negli impianti di illuminazione esterna la protezione contro i contatti diretti viene attuata
principalmente proteggendo le parti attive mediante isolamento, barriere o involucri con
adeguato grado di protezione, mentre la protezione dai contatti indiretti può avvenire
secondo una delle seguenti modalità (figura 1):
-
Messa a terra e interruzione automatica dell’alimentazione;
Componenti di classe II;
Separazione elettrica.
L’impianto in esame consiste di una parte già esistente, in classe I, e della parte di
nuova realizzazione in classe II.
Figura – modi di protezione contro i contatti indiretti
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3.5.6.1 Protezione contro i contatti diretti
L’apertura degli involucri che danno accesso a parti attive deve avvenire solo mediante
l’impiego di specifico attrezzo e rispetto le parti attive deve essere garantito un grado di
protezione IPXXB (inaccessibilità al dito di prova). In pratica per la sola protezione contro i
contatti diretti si potrebbero adottare come grado di protezione minimo quelli indicati in
figura 2.
Figura 2 – esempi di gradi di protezione minimi da adottare negli impianti di illuminazione esterna per la protezione
L’uso di interruttori differenziali con corrente differenziale nominale inferiore a 30 mA
si ritiene fornisca una protezione ulteriore contro i contatti diretti.
3.5.6.2 Protezione contro i contatti indiretti
-
Impiego di componenti di classe II (isolamento doppio o rinforzato)
CASO PARTE IMPIANTI DI NUOVA REALIZZAZIONE
Gli apparecchi di classe II non richiedono la messa a terra anzi, per motivi di sicurezza,
è addirittura vietata. Non è quindi necessario mettere a terra i sostegni metallici e
nemmeno preoccuparsi del corretto coordinamento dell’impianto di terra con i
dispositivi di interruzione. Naturalmente tutti i componenti elettrici devono essere
assemblati con cura onde evitare che a causa di una cattiva installazione si
comprometta l’originario isolamento doppio o rinforzato.
Particolare attenzione va posta alle operazioni di posa del cavo soprattutto
all’ingresso nel palo dove potrebbero verificarsi danneggiamenti all’isolante
difficilmente individuabili durante le operazioni di posa.
Per poter essere considerati di classe II i cavi devono essere del tipo con guaina
con tensione nominale U0/U di un gradino superiore rispetto a quella di alimentazione
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dell’impianto. Nel caso in esame, la tensione nominale è 400/230V sono stati scelti cavi
da 0.6/1kV. I cavi devono essere attestati in cassette di derivazione e morsetterie in
classe II (vedi figura 3) e gli apparecchi di illuminazione sempre di classe II (figura 4)
devono permettere un pratico e sicuro collegamento del cavo in modo che sia sempre
garantita la classe II.
Figura 3 – protezione con componenti di classe II. Particolare della morsetteria. L’insieme morsetteria cassetta di
derivazione deve fornire un isolamento di classe II.
Figura 4 – protezione con componenti di classe II.
3.5.7 INTERRUZIONE AUTOMATICA DELL’ALIMENTAZIONE E MESSA A TERRA
Il sistema T T prevede una protezione da realizzarsi secondo le prescrizioni
generali fornite dalla Norma 64-8 che prevedono una protezione di tipo differenziale
coordinata con opportuno impianto di messa a terra. Tutte le masse dell’impianto di
illuminazione dovranno essere connesse allo stesso impianto di terra mediante un
conduttore di protezione.
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Non è ammesso collegare singolarmente i pali protetti da uno stesso
interruttore differenziale e il dispositivo di interruzione automatica dovrà soddisfare la
seguente disequazione:
Dove:
𝐼≤
𝑈0
𝑍𝑔
I:
la corrente di intervento in 5s del dispositivo di protezione (in ampere);
Zg:
l’impedenza totale in ohm del circuito di guasto franco a massa.
Uo:
la tensione nominale verso terra (in Volt);
Se i cavi di alimentazione sono a posa interrata i pali possono essere agevolmente
collegati tra loro mediante una corda di rame di sezione maggiore o uguale a 35 mm2 oppure
mediante un piatto di acciaio zincato di sezione pari a 50 mm2 (figura 5).
Per migliorare le caratteristiche complessive del dispersore è possibile sfruttare quale
dispersore di fatto la parte interrata del palo collegandolo alla corda nuda di rame (figura 6).
Naturalmente è anche possibile collegare a terra ogni palo con singoli picchetti purchè
interconnessi tra loro a costituire un unico impianto (figura 7), come si è constatato, da
sopralluogo effettuato, essere l’impianto nella parte già esistente.
Figura 5
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Figura 6
Figura 7
Nelle figure 8 e 9 sono riportati particolari basamento di fondazione, del pozzetto di
derivazione, delle tubazioni di ingresso dei cavi, rispettivamente, per i centri luminosi di
classe I e classe II. Nel caso di centro luminoso di classe II è vietata la messa a terra e
l’ingresso dei cavi nel palo deve essere adeguatamente protetto mediante guaina dal rischio di
danneggiamenti.
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Figura 8
Figura 9
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3.5.8 Valori di illuminamento
Per il calcolo dei valori di illuminamento per le diverse tipologie di ambienti si è presa
a riferimento la tabella riportata nella normativa UNI 10.380.
Criterio di calcolo dei corpi illuminanti
N =
E⋅S
(C ⋅ M ) ⋅ F
Per il calcolo dei corpi illuminanti sarà usata la seguente formula:
N: numero di lampade da installare;
E: illuminamento medio richiesto in lux; valore medio misurato in più punti di un
ambiente su piano orizzontale metri 1 dal pavimento;
S: superficie dell’ambiente in mq;
CM: coefficiente del flusso luminoso:= prodotto del coefficiente di utilizzazione,
derivato dalle caratteristiche del locale e del corpo illuminante e del coefficiente di
manutenzione e perdita di flusso dopo 1000 ore di funzionamento (M);
F: flusso luminoso iniziale in lumen;
Le lampade scelte sono del tipo ad alto rendimento il coefficiente di contemporaneità
preso a riferimento per il calcolo della potenza è pari a uno.
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