Cablaggio quadri elettriciPer la realizzazione di un quadro elettrico funzionale, sicuro e che garantisca un’adeguata remunerazione economica a chi lo costruisce è necessario procedere, prima del cablaggio vero e proprio, ad un’attenta progettazione costruttiva per evidenziare necessità e criticità che si dovranno soddisfare e affrontare. Attenzione però a non confondere la progettazione costruttiva con la documentazione “as built”: infatti, mentre quest’ultima rappresenta i disegni e i documenti che descrivono come è stata realizzata un’opera, la progettazione costruttiva rappresenta invece come sarà realizzata l’opera. Nessuna norma o legge impone ad un costruttore di redigere un progetto costruttivo di un quadro elettrico, ma questo è tuttavia indispensabile alla luce di quanto evidenziato al paragrafo precedente. Nel seguito analizzeremo una serie di attività propedeutiche al corretto cablaggio di un quadro elettrico.

Dimensionamento del trasformatore ausiliario

Un aspetto molto importante è costituito dal dimensionamento del trasformatore servizi ausiliari del quadro. Le considerazioni saranno sviluppate per un trasformatore con tensione secondaria 24V, ma possono essere estrapolate per analogia a qualsiasi altra tensione. Per prima cosa è fondamentale dimensionare correttamente la potenza del trasformatore. Per fare questo è necessario conoscere cosa esso andrà ad alimentare. Nella maggior parte dei casi reali si tratta principalmente di bobine di teleruttori di potenza o ausiliari e di spie di segnalazione. Evidenziamo quindi il comportamento di questi componenti. Le bobine presentano un’elevata corrente di spunto ed una corrente di mantenimento (il comportamento è simile a quello di un trasformatore), le spie semplicemente assorbono una corrente proporzionale alla loro potenza. Ovviamente, data la variabilità dei carichi, quella che andremo a proporre non è una regola rigida ed è subordinata alle seguenti ipotesi:

  • non contemporaneità di due spunti diversi
  • fattore di potenza dei carichi 0,5
  • contemporaneità massima dei componenti pari al 70%

La potenza del trasformatore può essere così determinata: P = 0,8 * (Pm + Pv + Pa)

Dove

  • Pm = somma di tutte le potenze di mantenimento dei contattori
  • Pv = somma delle potenze di tutte le spie
  • Pa = potenza di spunto del contattore di maggio corrente nominale

La formula restituisce una potenza che generalmente è sufficiente anche ad evitare cadute di tensione troppo elevate a secondario che potrebbero causare un cattivo funzionamento dei componenti.

 

Un esempio per chiarire

Supponiamo di dover alimentare

n° 10 contattori 16 A – potenza di mantenimento 8VA

n° 4 contattori 63 A – potenza mantenimento 20 VA

n° 1 contattore 160 A – potenza mantenimento 20 VA – potenza allo spunto 250 VA

n° 25 relè ausiliari – potenza di mantenimento 4 VA

n° 45 spie – potenza 1 VA

Abbiamo pertanto: P = 0,8 * (280 VA + 45 VA + 250 VA) = 460 VA

Come scegliere il trasformatore giusto

A questo punto si potrebbe aprire una disquisizione teorica se utilizzate un trasformatore da 400VA alla luce di fattori di contemporaneità minori oppure passare direttamente ad uno da 630VA. L’esperienza sul campo insegna che considerata l’esigua diversità di costi e di ingombri si può tranquillamente passare al trasformatore da 630VA senza porsi troppe questioni di filosofia tecnica. Allo stesso modo qualcuno potrebbe obiettare che in realtà i 250 VA per lo spunto del teleruttore più grande sono solo transitori. Si potrebbe quindi considerare solo la potenza assorbita per il mantenimento del 70% dei relè e delle spie (vedi ipotesi iniziali) e poi verificare che la caduta di tensione caratteristica del trasformatore a secondario per i 460 VA a cosfi 0,5 sia inferiore al 5%. Ma, qualora non si tratti di quadri costruiti in serie per cui dette considerazioni abbiano oggettivamente un riscontro tecnico-economico, resta valido quanto indicato al paragrafo precedente. Dimensionato il trasformatore è necessario scegliere le protezioni più idonee sia a primario che a secondario. Qualora la potenza del trasformatore fosse elevata e quindi la protezione a secondario avesse una corrente nominale superiore a 10 A, è necessario, se si vogliono utilizzare per i circuiti ausiliari cavi di sezione 1,5 mmq, prevedere altre protezioni a servizio di detti circuiti che abbiano una corrente nominale <= 10 A. (Questo vale anche per cavi 2,5 mmq il cui dispositivo di protezione non deve superare i 16 A nominali).

Sviluppo del progetto

Definite le caratteristiche dei componenti si può procedere allo sviluppo del disegno costruttivo del quadro. Per prima cosa è indispensabile redigere lo schema elettrico multifilare (o unifilare nel caso di quadri di distribuzione) e funzionale. Anche se lo schema è già stato sviluppato da un punto di vista “prestazionale” da uno studio di progettazione è sempre opportuno riprenderlo e definire i particolari costruttivi che per ovvi motivi sono esclusi in fase di progettazione quali:

  • siglatura dei componenti
  • numerazione dei fili e dei morsetti
  • definizione dei conduttori da utilizzare
  • definizione dei colori dei dispositivi di comando e segnalazione
  • sviluppo grafico di dettaglio

Siglatura cavi e morsetti

La metodologia per la siglatura di conduttori e morsetti non è univocamente definita dalle normative. La CEI EN 60204-1 dice “i conduttori devono essere identificabili ad ogni estremità conformemente alla documentazione tecnica”. Nel seguito sarà riporta quella che personalmente ritengo più idonea, ma è importante essere ben consci che questa non è l’unica e ne esistono di altre altrettanto valide.

  • conduttori di fase : L1, L2, L3 + numero progressivo (es. L1-1, L1-2). La siglatura R, S, T può ritenersi superata
  • conduttore di neutro : N + numero progressivo (es. N1, N2)
  • conduttori di fase verso utenza e a valle del dispositivo di protezione: U, V, W + numero progressivo (es. U1, U2, ecc.)
  • conduttori di fase verso utenza e a valle del dispositivo di protezione: numero del conduttore di neutro in ingresso + carattere alfabetico per distinguerlo (es. N1-A, N2-A, ecc.)
  • conduttori circuiti ausiliari : numerazione progressiva (es. 1, 2, 3)
  • un conduttore mantiene la propria siglatura finché non si attesta su un componente (interruttore, relè, sezionatore). In uscita dal componente valgono le regole sopraccitate
  • il morsetto ha il nome del conduttore che vi si attesta
  • in uscita dal morsetto il conduttore mantiene lo stesso nome del conduttore in ingresso

 

Un’integrazione particolarmente utile a quanto sopra indicato consiste nel numerare i conduttori dei circuiti ausiliari con un prefisso che indichi la pagina dello schema su cui sono indicati (es. filo 1 su pagina 30 sarà il filo 3001). (Il numero del filo deve essere comunque unico; anche se passa su altre pagine oltre quella di partenza il proprio numero non deve cambiare!).

Colore dei cavi

La CEI EN 60204-1 è invece molto più precisa per quanto riguarda l’individuazione del colore da utilizzare a seconda del servizio a cui sono destinati i cavi. Sono ammessi i colori nero, marrone, rosso, arancio, blu, viola, grigio, bianco, rosa, turchese (v. La tabella in queste pagine). I colori giallo e verde sono ammessi purché non creino confusione col colore giallo-verde del conduttore di protezione. È pertanto consigliabile non usarli mai. I rimanenti colori non contemplati in tabella (marrone, viola, bianco, rosa, turchese) sono ammessi qualora non sia prevista la numerazione dei cavi e l’unico metodo per identificarli sia il colore.

Il caso del colore blu

Piccola nota conclusiva a proposito del colore blu. La CEI EN 60204-1 lo ammette per identificare un conduttore di fase purché non generi confusione con un conduttore di neutro. Ma la norma CEI 64-8 ammette tale soluzione solo per cavi multipolari. Conclusione: è consigliabile evitare di usare il blu come colore di fase all’interno del quadro. Non ci soffermeremo sulla tipologia dei conduttori da utilizzare all’interno del quadro elettrico. In pratica possiamo affermare che si tratti quasi sempre di cordine unipolari (N07V-K). E’ opportuno tuttavia evidenziare che, qualora il quadro sia destinato ad ambienti soggetti a normativa e/o legislazione specifica (uffici con più di 25 persone, luoghi medici, ecc.), è opportuno utilizzare cavi di cablaggio a bassissima emissione di fumi e gas tossici secondo norma CEI 20.38 (N07G9-K) in quanto in detti ambienti è richiesta tale tipologia di conduttori per la distribuzione elettrica.

(ing Luca Lussorio, Progettazione impianti elettrici, CN).

LASCIA UN COMMENTO

Please enter your comment!
Please enter your name here