A riprova della importanza e frequenza, con cui si presenta il caso esposto nell’
articolo che abbiamo pubblicato in Electroyou e in questo titolo di Forum propongo i risultati di alcuni calcoli che ho eseguito e con i quali spesso i colleghi si possono confrontare.
In una rivista importante abbiamo potuto osservare la pianta di una cabina MT/BT . Nel locale trovavano posto il quadro MT, il box trasformatore TR e il quadro di bassa tensione QBT.
Nel caso nel box TR fosse collocato un trasformatore da 800 kVA, come le dimensioni del box consentivano, si può valutare che nel caso specifico il collegamento con cavi in cunicolo tra TR e QBT sia lungo circa 7 m. Tale collegamento potrebbe essere realizzato con quattro conduttori da 240 mm2 in parallelo per fase.
Il calcolo della corrente di cortocircuito eseguito senza porsi tante domande porterebbe per un TR in olio tipo PS della ditta ........., particolarmente efficiente, con vcc = 6% e perdite nel rame pari a 6.000 watt ai seguenti risultati:
A) Corrente di cortocircuito presunta Iccp = 18,8 kA , fattore di potenza presunto della Iccp cosfccp =
0,134, corrente di picco presunta Ipp= 44,55 kA
Un interruttore automatico TmaxT1 C con potere di interruzione PI pari a 25 kA e potere di chiusura nominale PC paria 52 kA sembrerebbe idoneo, se non si dovesse tener conto del fatto che il fattore di potenza, cui le prestazioni nominali in cortocircuito dell’interruttore indicate in catalogo sono da riferire ad un fattore di potenza pari a 0,25, mentre quello della corrente di cortocircuito presunta è inferiore : nel nostro caso 0,134 vs 0,25.
B) Se anche il TR in olio fosse del tipo a perdite normali ( perdite nel rame pari a 9000 watt) si otterrebbero i valori di seguito indicati e rimarrebbero in essere le condizioni di incompatibilità riguardo al fattore di potenza.
Corrente di cortocircuito presunta Iccp = 18,66 kA , fattore di potenza presunto della Iccp cosfccp =
0,194, corrente di picco presunta Ipp= 44,38 kA , sempre con un fattore di potenza inferiore a quello convenzionale di prova dell’interruttore ( 0,194 vs. 0,25).
C) Se poi ci si mette nelle condizioni più sfavorevoli come da sempre la norma tecnica si pone quando si tratta di questioni di sicurezza, i risultati sono di seguito riportati.
Corrente di cortocircuito presunta Iccp = 21,9 kA , fattore di potenza presunto della Iccp cosfccp =
0,154, corrente di picco presunta Ipp= 50,73 kA , sempre con un fattore di potenza inferiore a quello convenzionale di prova dell’interruttore (0,154 vs. 0,25).
Ecco l'elenco condizioni più sfavorevoli : riavviamento a freddo dell’impianto, 0°C di temperatura ambiente, per il TR valori di vcc effettiva inferiore del 10 % nei confronti del valore nominale, come la norma applicabile concede, e disinserimento del numero di spire massimo possibile (5%) per modificare il rapporto spire.
Secondo il mio parere il pur ottimo interruttore TmaxT1 C non può essere utilizzato nelle situazioni indicate senza l’approvazione scritta del costruttore, in quanto le sue prestazioni (potere di interruzione e di chiusura in cortocircuito) non sono secondo la norma di riferimento (EN60947-2) garantite. Si ricorda infatti come la norma di riferimento chieda che la prova di interruzione e di chiusura in cortocircuito dell’interruttore debba essere effettuata rigorosamente al fattore di potenza convenzionalmente stabilito e non certo ad un fattore di potenza ad esso superiore.
Se poi per il calcolo delle correnti di cortocircuito presunte si maggiora la tensione impressa del 5%, tutti i valori della correnti sopra indicati devono essere parimenti maggiorati. In particolare la corrente di picco presunta nel caso C risulta pari a 53.26 kA. Tale valore 53,26 kA supera la prestazione nominale dell’interruttore sopra considerato definita per un fattore di potenza di 0,25 e pari a 52 kA.
Con l’eliminazione della Domanda -Risposta n. 15 nella futura guida CEI 121-5 l’utente della norma non ha più alcuna indicazione su come risolvere il problema della corretta e sicura scelta degli interruttori di protezione. La Domanda-Risposta n. 15 che si intende eliminare costituisce pur sempre una utile indicazione per il progettista, anche se risulta inserita nel testo di una guida, notoriamente di rango inferiore a quello di una norma tecnica.
La guida, anche se su mia forte sollecitazione e anche se con un enunciato che non ci pare allineato con i dispositivi della norma di riferimento, EN 60947-2, costituiva pur sempre almeno un appiglio interessante per il progettista. Nella guida oggi manca anche la solo segnalazione del problema. Noi riteniamo che le norme e le guide debbano al contrario farsi in quattro e tempestivamente per dare risposte agli operatori del settore.
Anche pensando di adottare un interruttore con prestazioni superiori, ad es. TmaxT1 N, con PI pari a 36 kA e PC pari a 75,6 kA, il progettista potrebbe venir contestato nella sua scelta in quanto i fattori di potenza delle correnti di cortocircuito, che abbiamo evidenziato in grassetto risultano ancora inferiori a 0,2, valore di riferimento convenzionale per l’interruttore TmaxT1 N, ma anche per tutti gli interruttori di classe superiore in quanto a PI.
Possibile che nell’arco di decenni il problema non possa essere risolto? Come ci si deve comportare ? Forse è il caso di chiedere precise indicazioni di comportamento ai costruttori di interruttori e nell’immediato agli estensori della guida CEI 121-5, che risulta in inchiesta pubblica.