Nuova CEI 64-8 Novità sulla scelta degli interruttori di priotezione

 La nuova edizione della norma CEI 64-8 ha accolto solo parzialmente le nostre osservazioni. Ciò relativamente all'articolo 533.3.2 della norma che tratta della scelta degli interruttori automatici di protezione. Nella parte commenti relativa all'articolo 533.3.2 si legge oggi quanto di seguito riportiamo.

”Commento 533.3.2 

Gli apparecchi di protezione per la protezione dal cortocircuito devono essere conformi ai requisiti delle norme CEI che trattano interruttori automatici e fusibili, ma deve essere tenuto in  considerazione  anche  che  le  condizioni  di  installazione  negli  impianti  possono  essere  diverse da quelle previste in quelle norme, in particolare con riferimento a:

•    Il fattore di potenza della corrente di corto circuito, in un sistema a corrente alternata in un  impianto,  può  essere  inferiore  a  0,2,  valore  minimo  previsto  dalle  norme  di  prodotto  (Interruttori) per la prova di cortocircuito in apertura;

•     La riduzione della componente c.a. e c.c. della corrente di cortocircuito. La conseguenza è che il rapporto tra il potere d’interruzione nominale limite di cortocircuito Icu ed il potere di chiusura nominale in cortocircuito Icm corrispondente, nelle normali condizioni dei sistemi di distribuzione, può essere inadeguato. In questi casi, gli interruttori automatici devono essere scelti in base al loro potere di chiusura Icm potere di chiusura nominale in cortocircuito. (short-circuit making capacity), anche se il loro potere d’interruzione nominale, riferito alle condizioni normali, può risultare superiore a quello richiesto dalla effettiva applicazione. 

Si  suggerisce  inoltre  di  consultare  il  costruttore  dell’apparecchiatura  per  avere  maggiori  informazioni."

Non è stato modificato il testo proposto in bozza: alla fine il verbo interloquire è stato sostituito con il verbo consultare. 

La nuova edizione della norma CEI 64-8 ha accolto solo parzialmente le nostre osservazioni anche  relativamente all'articolo 434.3.3 della norma che tratta della scelta dei condotti sbarra, che nella parte commenti recita : "Valori di Icw minori della corrente di cortocircuito presunta sono accettabili, a pari I2t, se il valore di picco della corrente di cortocircuito presunta non supera quello tollerabile indicato dal costruttore del sistema di condotto sbarre o di binario elettrificato. In alcune situazioni (per es. in vicinanza di trasformatori di potenza e/o di generatori) il fattore di potenza della corrente di cortocircuito presunta da considerare è, al contrario di quanto avviene in  altre  più  frequenti  situazioni,  inferiore  a  quello  di  prova  convenzionale  dei  condotti  sbarra  definito in base all’Icw. In queste situazioni o equivalenti la corrente nominale di tenuta al picco del sistema di condotto sbarre o di binario elettrificato non deve essere inferiore al valore di picco della corrente di cortocircuito presunta, fatti salvi gli effetti di limitazione, dell’eventuale dispositivo di protezione posto a monte".

E' chiaro che per entrambi i casi  richiamati si tratta di finalmente almeno allarmare i progettisti, i quadristi e i collaudatori sul problema dei cosfi della corrente di cortocircuito presunta. Tali cosfi sono spesso troppo bassi relativamente alle condizioni dell'installazione di interruttori di protezione, di condotti sbarra e di barrature di quadri elettrici importanti. I cosfi da contrastare sono inferiori a quelli di prova in apertura, in chiusura degli interruttori e a quelli utilizzati per la prova di tenuta dei condotti sbarra/barrature.

 A nostro avviso non si elimina il rischio per i progettisti di cadere in scelte errate. Inoltre ogni responsabilità resta in prima battuta tutta in capo ai progettisti, quadristi e collaudatori.  Comunque un segnale di attenzione è stato almeno comunicato.

E' bene a scanso di pesanti responsabilità che i progettisti, i quadristi e i collaudatori per le applicazioni "critiche" si dotino di consenso scritto dei costruttori degli interruttori e dei condotti sbarre e barrature. 

La scelta degli interruttori a valle dei trasformatori MT/BT

 

Ogni possibile aggancio con il problema del cosfi viene accuratamente evitato. Ad esempio consideriamo il quaderno ABB dal titolo “Cabine MT/BT: teoria ed esempi di calcolo di cortocircuito” e l’esempio svolto a pag. 14.

Si svolge il calcolo della corrente di cortocircuito a valle di un trasformatore con Pn pari a 400 kVA.  

A pensar male si può pensare che per non incorrere nel fatto di dover ammettere che è diffusa e concreta la possibilità di imbattersi nella situazione imbarazzante, per cui il cosfi per cui sono abilitati gli interruttori in quanto a potere di interruzione, non copre anche i casi più comuni come quello presentato, si attribuisce al trasformatore una caratteristica speciale senza dichiararlo.

Le perdite nel rame sono dichiarate pari al 3%. Tale valore incide proporzionalmente sul valore del cosfi della corrente di cortocircuito.

I trasformatori in olio presentano però in genere perdite pari a 1,35 % se a perdite normali e pari a 1,07 se a perdite ridotte.

Se si fossero adottati i normali valori di perdite il cosfi della corrente di cortocircuito, valutata in circa 15 kA, a macchina calda sarebbe risultato circa 0,35 nel caso di perdite normali e pari a 0,29 nel caso di perdite ridotte. Nel secondo caso essendo gli interruttori con poteri di interruzione compresi tra 10 e 20 kA abilitati per cosfi pari a 0,3 e non inferiori, non potrebbero essere adottati.

A impianto freddo il fenomeno è esaltato ed entrambe le situazioni diventano non accettabili dal punto di vista che abbiamo considerato.

Le cose peggiorano nel caso si considerino trasformatori rispondenti per classi di efficienza alla più recente norma CEI EN 50588-1.

Per i trasformatori in resina le cose peggiorano in quanto le perdite nel rame aumentano di poco, mentre la tensione di cortocircuito aumenta del 50 %.

Si dovrebbe ricorrere pertanto all’adozione di interruttori con prestazioni superiori a quelli che ordinariamente ammissibili.

Possibilità che a scapito della sicurezza non si vuol ancor oggi introdurre e la norma CEI non ci aiuta.  

In capo a chi la responsabilità di una scelta errata che pare accettata anche dalla norma ?

Criteri di scelta degli interruttori BT - Novità future nella norma CEI 64-8 ?

Abbiamo avuto il piacere di veder pubblicate nel sito NT24 alcune nostre note relative alla questione del cosfi della corrente presunta di corto circuito, che può condizionare fortemente la scelta degli interruttori di protezione a valle dei trasformatori MT/BT e che la norma CEI 64-8 trascura. A tali note rimandiamo.
Ecco, per gli interessati, il link
https://nt24.it/2020/06/la-scelta-degli-interruttori-bt-importanti-novita-nella-norma-cei-64-8/
Speriamo che i colleghi progettisti si premurino di chiedere ai costruttori l'autorizzazione ad usare gli interruttori anche al di sotto dei cosfi cui essi sono provati.
Ciò in quanto la norma sugli interruttori BT, ad una lettura attenta, non sembrerebbe concedere l'uso degli interruttori al di fuori delle condizioni, cui per norma essi sono provati.
Buona lettura !

SCELTA INTERRUTTORI BT. ANCORA SUL PROBLEMA DEL COSFI DELLA CORRENTE DI CORTOCIRCUITO

Su NT24 sono pubblicate alcune mie note sui criteri di scelta degli interruttori di BT in relazione al cosfi della corrente di corto circuito da aprire in situazioni critiche, che peraltro sono molto frequenti.
L'indirizzo e.mail è il seguente.
https://nt24.it/2020/06/la-scelta-degli-interruttori-bt-importanti-novita-nella-norma-cei-64-8/

Il declassamento del potere di interruzione nel mercato nordamericano. E in Italia ??

Nel mercato nordamericano si riconosce il problema del cosfi della corrente di corto circuito; cioè si riconosce che può capitare che il cosfi della corrente di cortocircuito presunta risulti inferiore a quello di prova dell'interruttore che si intende usare e il cui potere di interruzione è maggiore del valore della corrente di cortocircuito presunta.
Esiste anche un criterio per verificare se l'interruttore che presenta un potere di interruzione superiore al valore della corrente di cortocircuito presunta, ma che presenta un cosfi di prova superiore a quello della corrente di cortocircuito presunta possa essere adottato nella specifica applicazione. Si declassa il potere di interruzione dell'interruttore che si intende usare e si verifica se tale minor potere di interruzione supera quello necessario confrontandolo con il valore della corrente di cortocircuito presunta.
Ci si chiede perché la norma CEI, benché il problema si presenti quotidianamente nella progettazione dei quadri elettrici posti immediatamente a valle dei trasformatori MT/BT e benché sia stata in più occasioni sollecitata, non abbia mai voluto da decenni dare una risposta, sollevando corrispondentemente, e cioè in molte applicazioni, i progettisti dall'accusa di un utilizzo improprio e pericoloso degli interruttori. 
In realtà una guida CEI, si badi bene non la norma, ha dato una risposta che pochi conoscono, in una domanda - risposta introdotta nell'ultima edizione della guida sulla costruzione dei quadri elettrici.
Tale domanda e risposta è stata introdotta, praticamente su mia richiesta. Inizialmente io preparai la domanda e risposta come a me sembrava corretto. La mia domanda- risposta fu bocciata e fu inserita la domanda - risposta che oggi si legge nella guida.
Praticamente si offre all'utente della guida una soluzione che rispecchia la soluzione che al noto e non infrequente problema si dà da circa tren'anni nel mercato nordamericano. 
Poiché le norme sulla costruzione degli interruttori vigenti in America non sono le stesse che valgono in Italia, non si sa quanto giustificata sia la soluzione prospettata, che in effetti sembra anche riguardare più  il potere di chiusura che non il potere di apertura. 
Comunque la questione importante che ci riguarda  come progettisti è quella che fino ad oggi ci vede responsabili di una cattiva progettazione a causa di una carenza normativa. Il problema è da sempre conosciuto, ma i normatori non hanno mai voluto che la sua conoscenza venisse diffusa. La soluzione proposta dalla guida non è evidentemente sufficiente.  E' la norma che deve dare soluzione al problema così evidente ed importante ! Se un interruttore già provato secondo gli standard delle nostre norme, una volta declassato secondo opportuni criteri,  può ritenersi adeguato, anche se applicato sia nel caso il cosfi della corrente presunta di cortocircuito sia inferiore a quello di prova  e sia nel caso la corrente di picco da chiudere sia alla fine inferiore o uguale a quella di prova, ancorché evidentemente raggiunta in tempi più brevi di quelli ottenuti con la prova, è indicazione di stretta competenza dei costruttori degli interruttori. Ciò anche perché tassativamente la norma sulla costruzione degli interruttori, se non ricordo male, in due punti impone agli utilizzatori di chiedere la loro autorizzazione ogni qualvolta gli interruttori fossero da utilizzare al di fuori dei limiti normativamente previsti.
Abbiamo fiducia, come richiesto e come pare possibile, che con la prossima pubblicazione della nuova variante della norma CEI 64-8 si ponga finalmente fine alla annosa penosa situazione in cui i progettisti italiani versano.
Mi propongo in futuro di postare sul tema altre per me interessanti osservazioni.

Cosa si legge a proposito del cosfi di corto circuito su un documento di un noto costruttore di interruttori

Allego quanto si può leggere su un documento prodotto da una nota società costruttrice di interruttori automatici di protezione.

L'autore del ponderoso documento richiama a proposito di potere di interruzione nominale degli interruttori di protezione l'attenzione sul fatto che la stessa azione di apertura, cioè di interruzione della corrente di corto circuito,  risulta teoricamente più difficoltosa al diminuire del cosfi della corrente da interrompere.

Si fa osservare che il documento da cui ho selezionato la parte di paragrafo di interesse non è molto datato.  Comunque oggi anche a valle di trasformatori di taglia media e piccola il problema di una impropria scelta dell'interruttore si può porre.   

Di chi la responsabilità se la norma tecnica non avverte della possibile inappropriata/insicura applicazione ? Perché il cosfi non compare nei dati di targa degli interruttori ?

Sempre sul cosfi di corto circuito cui riferire il PI degli interruttori

Ecco cosa si poteva leggere un bel po' di anni fa nei documenti IEEE. Niente di simile si può dedurre alla lettura della norma CEI 64-8. Ciò nel silenzio in proposito dei costruttori.
"These multiplying factors are based on calculated values for peak currents rather than  ( piuttosto che ) on laboratory tests. Individual manufacturers may have additional information.

For example, consider a 225 A MCCB with an interrupting rating of 35 000 A to be applied on a circuit with a short-circuit availability of 24 000 A and a power factor of 10%. Select the multiplying factor of 1.13 and multiply the 24 000 A short circuit by it to arrive at the new short circuit of 27 100 A. In this case, the MCCB is suitable for the 27 100 A short circuit because of its 35 000 A rating."

Il fatto importante è che nel mercato americano la procedura è codificata.