L'auto elettrica: prospettive e problemi

Il fatto nuovo e interessante che si sta verificando nel campo del trasporto privato è la crescente diffusione dell’auto elettrica. 

Dalla crescita di questo mercato, che potrebbe raggiungere entro il 2020 il 15% del trasporto privato, ci si aspetta un valido contributo al raggiungimento degli obiettivi di abbattimento delle emissioni di gas serra fissati dagli accordi internazionali.

Affinché, tuttavia, le auto elettriche divengano un bene di larga diffusione, è necessario lo sviluppo di una adeguata infrastruttura per la ricarica delle batterie. In questo la carica lenta a casa gioca un ruolo essenziale.

La ricarica di un’auto è semplice come quella di uno smartphone. L’unica vera differenza è che la presa è più grande. Fondamentalmente vi sono tre sistemi di ricarica:

Sleep & Charge: viene così definita la carica lenta a casa. La corrente per la ricarica delle batterie è in linea di principio disponibile in ogni edificio e in ogni abitazione monofamiliare. Per i possessori di auto elettriche che sono anche proprietari di una casa con posto auto privato dotato di presa elettrica, questo è il sistema più comodo. Gli addetti del settore dicono che questo metodo di ricarica copre il 90% dei casi per le auto elettriche attualmente circolanti. Ciò è in linea con le caratteristiche tipiche del proprietario attuale di un’auto elettrica, che è, in tre casi su quattro, maschio, sopra i 50 anni e che dispone di un reddito superiore alla media.

Il secondo metodo di ricarica è il così detto Work/Shop & Charge: viene utilizzato per una ricarica accelerata in parcheggi pubblici in città o sui luoghi di lavoro.

Infine, il Coffe & Charge, consistente nella ricarica rapida durante i 15-20 minuti in cui ci si intrattiene su un’area di servizio o comunque in punti di ristoro o simili. 

Per la diffusione dell’auto elettrica la disponibilità di tali punti è determinante. La previsione è che, per poter espletare il servizio con un buon livello di efficienza, in previsione degli scenari futuri, occorrano almeno sei punti di ricarica in ogni area di servizio, oltre a punti di ricarica sui luoghi di lavoro.

Per questi punti di alimentazione occorrono poi linee di alimentazione maggiorate, con opportuno interruttore magnetotermico-differenziale.

È evidente che i pianificatori e i costruttori dovranno prevedere posti parcheggio per l’elettromobilità, mentre gli operatori elettrici dovranno incrementare la distribuzione di potenza, mediante il potenziamento delle condutture elettriche. Nei numerosi edifici esistenti anche i condomini dovranno fare la loro parte, adeguando la struttura degli edifici alle nuove esigenze. Questo rappresenterà un costo, ma anche un’opportunità per aumentare il valore dell’immobile. 

Nei garage spesso non vi è abbastanza spazio per la ricarica e non è facile o possibile ricavarne a sufficienza.

In tali casi può risultare ragionevole l’installazione di una apposita stazione di ricarica di potenza sufficiente allo scopo e realizzata tenendo conto dei vincoli imposti dal fabbricato. 

In principio la costruzione di una stazione di carica non è né costosa né difficile. All’atto dell’acquisto i venditori di auto elettriche chiariscono con il compratore la situazione relativa alla disponibilità di strutture di ricarica. Già oggi per esempio alcune Case automobilistiche offrono l’infrastruttura di ricarica integrata nel prezzo. In questo sono inclusi un Home Check, una verifica da parte di esperti della struttura della casa, una stazione di ricarica, la sua installazione e il controllo. Peraltro, la stazione di ricarica è una struttura molto affidabile, per cui non è richiesta praticamente nessuna manutenzione. Si sta anche pensando per il futuro a soluzioni come l’affitto, piuttosto che l’acquisto della stazione di ricarica, dato che il costo di installazione si aggira sui 1000 – 3000 euro, cui bisogna aggiungere il costo per il fabbisogno elettrico del veicolo e gli eventuali altri costi dovuti all’aumentato consumo di energia.

Ad esempio, l’installazione di una stazione di ricarica in un garage richiede un adeguato incremento di potenza. Supponendo che in una notte vi siano una decina di auto in ricarica, come può accadere in un condominio di medie dimensioni, il sistema va in crisi, se non sono state previste abbastanza prese, con i propri contatori, e abbastanza potenza per le rispettive auto. L’incremento di potenza richiede l’installazione di struttura adeguate, quali cavi di adeguato spessore e interruttori compatibili con essi. La previsione e l’aspettativa sono che entro una decina di anni la costruzione di case e di edifici già predisposti con stazioni di ricarica sia diventato un fatto di routine.

L’autonomia delle auto elettriche è molto varia. Le Tesla raggiungono un’autonomia di 400 km. Altri modelli hanno autonomie diverse, in genere inferiori. Per esempio, il modello Zoe della Renault ha un'autonomia di 280 km. Già oggi, in alcuni paesi Tesla nel suo segmento vende più delle maggiori Case automobilistiche, quali BMW, Mercedes, Audi. 

Ciò' non deve sorprendere. Infatti, si è visto che il tragitto giornaliero medio coperto dalle auto nell’80% dei casi è di circa 40 km, tranne che nei periodi di vacanza, quando la media cresce un poco. Già oggi, quindi, nella maggioranza dei casi, con un’auto elettrica si può girare per diversi giorni senza dover ricaricare. Oltretutto, poiché le auto elettriche sono realizzate con tecniche moderne, la loro carica può essere controllata con il computer di bordo o con lo smartphone e durante la guida si viene informati sull’autonomia prevista così come sulla ubicazione dei punti dove, in caso di emergenza, l’auto elettrica può essere ricaricata. 

È prevedibile che l’auto elettrica abbia uno sviluppo considerevole, in considerazione anche degli stretti limiti posti sulle emissioni di CO₂e di ossido di azoto. Per questo alcune città prevedono di vietare o stanno già vietando, i centri storici alle auto. specialmente ai diesel. La VW si prefigge di essere leader in questo mercato a partire dal 2020 e sta investendo qualcosa come 30 miliardi di euro in sviluppo e produzione. Se l’industria automobilistica porta sul mercato un’offerta differenziata, anche il mercato crescerà, come sta già accadendo in Cina, che si prefigge di raggiungere il 10% di auto elettriche circolanti.

Con il mix di combustibili attualmente utilizzati in Europa, l’auto elettrica porterà a una riduzione del 20% dei gas serra. Nel costo complessivo economico/ecologico, tuttavia, bisogna tener conto anche dello smaltimento delle batterie. Alcuni costruttori ancora rimandano un loro massiccio ingresso sul mercato, per il temuto inconveniente che le batterie all’improvviso risultino scariche e che il viaggio si blocchi, arrecando disagio e rischi per l’utilizzatore.

Vi sono ricerche volte a verificare se l’auto elettrica può essa stessa fungere da dispositivo per l’immagazzinamento dell’energia, in vista della sempre maggiore diffusione delle energie alternative, ma i risultati in questo campo sono ancora da venire.

Resta anche da valutare l'impatto non indifferente del crescente numero di batterie che in futuro sarà necessario alienare, per quanto anche in questo caso il miglioramento delle tecnologie costruttive porterà verosimilmente ad un allungamento della vita media delle batterie, con conseguente minore esigenza di distruzione di dispositivi esauriti.

Collaudo di un impianto elettrico in MT

Un Esercizio di Elettrotecnica: il metodo delle Correnti di Maglia

Progetto di un impianto elettrico in Media Tensione

Case Study:

Progetto di un impianto elettrico in Media Tensione.

In questo esempio esamineremo il progetto per il dimensionamento degli impianti elettrici e speciali dei locali adibiti a punto vendita nel centro di una grande città, che per motivi di privacy chiameremo Alfa. Il negozio in oggetto, e il relativo impianto elettrico, vengono realizzati nel quadro dell'ammodernamento dei locali conseguente al subentro dell'esercizio in oggetto ad altra attività pre-esistente.

L'elenco riportato qui di seguito riporta il dettaglio degli impianti che costituiscono l'oggetto di questo Case Study. Gli apparati menzionati, cosi' come le Norme di riferimento sono quelli in uso alla  data di redazione del progetto (prima decade degli anni 2000).

Ø  Cabina di trasformazione

Il fabbisogno complessivo di potenza è di circa 200 kW.

A carico rifasato questo comporta l’utilizzo di un trasformatore da 250 kVA.

Ø  Impianto di terra

L’impianto di terra è realizzato utilizzando come elementi dispersori, oltre all’impianto di terra preesistente, i ferri del cemento armato dei pilastri, in modo da ottenere un valore della resistenza di terra estremamente basso.

Ø  Quadro elettrico generale di Bassa Tensione (uffici, magazzini, vendita)

Ø  Sottoquadri a servizio delle utenze di piano

Ø  Impianto di illuminazione di sicurezza di tutti i locali

Ø  Linea alimentazione impianto ascensore e montacarichi

Ø  Linee alimentazione impianto di condizionamento

È altresì prevista la realizzazione degli impianti telefonici, di trasmissione dati, di diffusione sonora e antiintrusione (per il quale occorre fare riferimento alla CEI 79-15), che sono in questa sede presi in considerazione soltanto per quanto riguarda gli aspetti della sicurezza elettrica.

In allegato sono riportate le principali caratteristiche dei componenti dell’impianto antintrusione.

Nella relazione di progetto si precisa, a tutela del progettista, che tutto quanto non menzionato nel precedente elenco, per esplicita richiesta del Committente, non costituisce oggetto del presente progetto.

Dati dell’edificio

Si tratta di una struttura in cemento armato, in cui il piano terra e il seminterrato sono adibiti a punto vendita Alfa, con annessi uffici, magazzini, locali tecnici.

La struttura comprende anche un piano ammezzato.

Le dimensioni e l’ubicazione dei locali, nonché la disposizione dell’arredo e altri particolari realizzativi sono rilevabili dalle planimetrie allegate alla relazione o comunque disponibili su richiesta del cliente.

L’area va considerata ‘ambiente a maggior rischio in caso di incendio’, a causa della possibile presenza di un elevato numero di persone per significativi periodi di tempo.

Descrizione dell’impianto

Impianto in MT

L’impianto utilizzatore in bassa tensione è del tipo TN-S, con punto di consegna della Società Elettrofornitrice in media tensione a 8,4 kV.

Tutte le apparecchiature e i componenti utilizzati, tuttavia, sono predisposti anche per l’eventuale passaggio alla tensione di alimentazione di 20 kV (Nota: infatti la distribuzione in MT nei decenni scorsi era prevalentemente a 8.4 kV e successivamente si è passati gradualmente a 20 kV)

Immediatamente a valle del punto di consegna, in apposito locale avente le stesse caratteristiche costruttive della cabina, più avanti elencate, è previsto uno scomparto ‘protezione generale’ composto da:

Ø  sezionatore di isolamento lato cavi da 400A, 12.5 kA, 24kV, blocco a chiave

Ø  interblocco meccanico tra apparecchio di manovra e porta di accesso

Ø  interruttore isolato in SF6 ABB HAD 630A, 12.5 kA, 24 kV, senza presso stato, in esecuzione estraibile, su carrello, completo di n°2 riduttori di corrente da 80A, relè di protezione PR521P per funzioni 50/51, relè di apertura, contatti ausiliari (2NA+2NC), blocco a chiave

Ø  terna di derivatori capacitivi con scatola di segnalazione

Ø  riduttore amperometrico toroidale e relè di protezione PR521/PG per funzioni 50/51/51N

Le dimensioni dello scomparto ‘protezione generale’ sono (LxPxH): 900x1150x1950 mm

Lo scopo primario di questo interruttore è la protezione del tratto di cavo in media tensione dal punto di consegna alla cabina di trasformazione.

La presenza del relè toroidale ABB PR521/PG è giustificata dalla necessità di rivelare la presenza di eventuali correnti di dispersione.

Tra l’altro, esso consente anche il distacco di emergenza dell’alimentazione in caso di pericolo.

Sul lato MT del trasformatore, nella cabina di trasformazione già esistente a valle dell’interruttore generale, vi è un interruttore automatico Magrini Galileo in volume in olio ridotto tipo 24MG500, 24 kV, 630A, 12,5 kA.

Ulteriori dettagli sulle caratteristiche delle protezioni sono desumibili dalla planimetria di cui sopra.

I conduttori di media tensione devono rispettare le distanze minime previste dalla CEI 11-1 ed. 1999, (Tab. 4.1).

Secondo quanto indicato in pianta, dal punto di consegna della Società Elettrofornitrice, posizionato nella cabina al piano interrato, partono tre cavi unipolari RG7H1R 12/20 kV da 35 mmq, schermati e con schermo connesso a terra alle due estremità.

Come da CEI 11-35, i dispositivi di sezionamento possono essere bloccati in posizione di aperto o di chiuso e ad essi è associato un sezionatore di terra interbloccato. Vale, inoltre, quant’altro prescritto al par. 4.2.5.3 della norma CEI 11-35.

Data l’impossibilità di collocare il trasformatore in prossimità del punto di consegna della Società Elettrofornitrice  i cavi in media tensione devono effettuare all’interno del locale il percorso rilevabile dalla pianta.

Di conseguenza, si impongono più severe misure precauzionali.

Tra le norme e leggi elencate nel paragrafo relativo, bisogna porre in particolare rilievo quanto richiamato dalla CEI 11-17 al cap. IV, relativamente alla coesistenza tra cavi di energia e altre canalizzazioni, e dalla Guida CEI 11-35, ai parr. 3.2.4 (e 3.7.03 della CEI 11-17 in esso richiamato, relativamente all’utilizzo di cavi non propaganti l’incendio), 3.5.1 (cavi in materiale autoestinguente e a bassa emissione di fumi), 5.2.1 (e 3.2.01 della CEI 11-1 in esso richiamato, relativamente alla tipologia di materiali da utilizzare per gli edifici).

In particolare, è vietato l’uso di legno e materiali combustibili nelle strutture portanti, nelle pavimentazioni e nelle scale, nonché soffitti e tetti.

Anche le pareti divisorie, dei rivestimenti e degli involucri devono essere incombustibili o almeno ritardanti la fiamma.

Per quanto riguarda i requisiti dell’edificio (CEI 11-35 par. 5.2.3.1), questi devono essere tali da prevenire l’ingresso di acqua e da minimizzare la formazione di condensa.

I materiali usati per le pareti, i soffitti e i pavimenti devono essere scelti in modo che non siano, per quanto possibile, danneggiabili da penetrazione o stillicidio di acqua e comunque vanno presi provvedimenti atti a prevenire le conseguenze di una falla o di condensa che possano compromettere la sicurezza operativa della cabina.

Nel caso in esame, ciò si traduce nella necessità di scegliere un percorso dei cavi lontano da tubazioni dell’acqua e comunque in posizione tale che i cavi non possano essere coinvolti in caso di perdite.

Vale anche quanto richiamato ai successivi parr. 5.2.3.2 ¸5.2.3.5, per il cui contenuto, per brevità, si rimanda alla Guida.

Altro fattore critico da tenere presente è l’ubicazione delle uscite (par. 5.2.3.6), che sono localizzate in modo tale che i percorsi delle vie di fuga nei singoli locali non siano superiori a 20 mt, e delle porte (par. 5.2.3.7).

Per tutto quanto qui non esplicitamente menzionato, si precisa che l’impianto in media tensione deve essere realizzato in osservanza alle norme ENEL DK5600 e CEI 11-35, nonché al D.M. 246/87.

In pianta è mostrato l’esatto percorso dei cavi, disposto il più lontano possibile da altri cavi (sia di energia che di segnale) che da tubi ecc., sulla base delle informazioni ricevute dal Committente.

La segregazione dei cavi è ottenuta proteggendoli meccanicamente mediante canale metallico munito di coperchio e evidenziandone la presenza con cartelli indicatori ad ogni cambio di direzione e comunque a non più di 2 mt l’uno dall’altro.

Il percorso deve essere tale da consentire l’uscita dai locali anche in caso di caduta di un qualsiasi conduttore.

Trasformatore

In apposito locale, avente le caratteristiche di cui sopra, è presente un trasformatore in olio siliconico Dow Corning 561, 8.4/0.4kV (e predisposto per il cambio tensione a 20kV), da 250 kVA, della società FIME, corrente al primario di 17,18 A (7,21A a 20 kV) e al secondario di 360,83 A, Dyn11 e raffreddamento LNAN, Vcc(8.4kV) = 4.07%, Vcc(20 kV) = 3.6%.

Immediatamente a valle del secondario viene posto un magnetotermico da 400A a protezione del medesimo dal sovraccarico e dal cortocircuito.

La selettività con le protezioni lato media è ottenuta non solo mediante la scelta degli interruttori, ma anche mediante una opportuna regolazione delle correnti di intervento. Si faccia riferimento all’appendice F della CEI 11-35, in particolare, per il coordinamento delle protezioni alle due estremità del trasformatore, alla fig. F 1.2 e, per la messa in tensione degli stessi, alle fig. F 2.1 e F 2.2

A tal proposito, occorre sottolineare che il locale che ospita il trasformatore potrebbe risultare insufficiente per la sovratemperatura dovuta alla dissipazione termica dei dispositivi.

Il Committente dovrà verificare che il ricambio d’aria assicurato dalle aperture esistenti sia sufficiente a garantire il mantenimento della temperatura ambiente entro i limiti previsti dal costruttore delle apparecchiature.

Il ricambio d’aria richiesto è stato valutato in circa 1mc/sec.

Eventuali future finestre e dispositivi di aerazione dovranno assicurare comunque un grado di protezione minimo IP3X e impedire la penetrazione di acqua.

Per quanto riguarda la sicurezza dell’impianto, occorre prevedere un dispositivo di distacco dell’alimentazione, con l’esclusione dei circuiti di sicurezza, che non provochi l’entrata in servizio automatica della sorgente autonoma di riserva.

Impianto in BT

Essendo l’area “ambiente a maggior rischio in caso di incendio”, vanno applicate le disposizioni della parte settima della norma CEI 64-8. Si segnala in particolare il par. 751.04.1 punti c, e, i, l, m.

Gli ambienti sottoposti ad ulteriori prescrizioni normative sono le luci delle insegne, alimentate a tensione superiore a 1000 V, per le quali si applica la norma CEI 34-86.

I materiali impiegati in relazione al rischio di incendio sono dei seguenti tipi:

‑ quadri elettrici principali e secondari:

·       involucri e strutture di sostegno completamente metallici, ad eccezione dei piccoli quadretti a parete realizzati in materiale plastico autoestinguente;

·     cablaggi interni realizzati con cavi di tipo non propagante l'incendio e afumex

·     cablaggi ausiliari soggetti a surriscaldamento in caso di guasto (voltmetrici e/o amperometrici) protetti contro il gocciolamento dell'isolante mediante calze in materiale siliconico;

·     tutti i materiali plastici utilizzati per canali, morsettiere, custodie di apparecchi e     strumenti, supporti, fascette, etichette, ecc.: di tipo autoestinguente;

- passerelle portacavi per la distribuzione principale: metalliche o in vetroresina;

- cavi facenti parte di impianti di sicurezza che devono funzionare durante un incendio: di tipo 

   resistente al fuoco (norma CEI 20‑36);

 - tutti i materiali plastici utilizzati  per  tubazioni,  canali,  morsettiere,  cassette,  scatole,

    coperchi, custodie, supporti, fascette, etichette, ecc.: in materiale plastico autoestinguente,  

    con l'eventuale sola eccezione dei   componenti totalmente incassati in pareti in muratura o in 

     materiale incombustibile.

In corrispondenza di tutti i punti in cui le condutture degli impianti elettrici e speciali attraversano le delimitazioni dei compartimenti tagliafuoco va realizzata l’installazione di setti taglia­fuoco di tipo certificato atti a ripristinare la resistenza prescritta per il compartimento.

In particolare, si evidenzia la CEI 306-5, cap. 5, paragrafo relativo alla sicurezza delle persone.

Tutte le prescrizioni sopra elencate valgono anche, in quanto applicabili, per gli impianti speciali.

I cavi sono posati su passerella nel controsoffitto, separando, come previsto dalla norma 64-8 i cavi elettrici da quelli TV, telefonici, ecc.

Sono in EPR del tipo FG7OR e, per i circuiti della distribuzione principale, FG7OR, del tipo antincendio e a bassa emissione di fumi.

Le portate nominali sono quelle ricavate dalle tabelle CEI-UNEL 35024/1e 35024/2, e tengono conto del valore di massima temperatura ambiente di progetto e delle effettive condizioni di posa (tipo di condotti portacavi e vicinanza tra cavi diversi).

Per i conduttori di terra sono stati utilizzati cavi N07V-K, con sezioni secondo quanto prescritto dalla CEI 64-8. La sezione dei conduttori è determinata dalla corrente di impiego e dal criterio della massima caduta di tensione ammissibile.

La scelta della sezione inoltre è stata subordinata alla energia specifica passante dalla protezione durante la fase di guasto.

Tutti i collegamenti sono protetti dai cortocircuiti e dalle sovracorrenti tramite dispositivi dimensionati in accordo alle norme 64-8.

Il coordinamento tra conduttura e dispositivo di protezione al sovraccarico è garantito dalla verifica delle condizioni imposte dalla norma CEI 64-8/4 art. 433.2:

                                                     I_b < I_n < I_z    per gli interruttori magnetotermici

                                             I_b < I_n < 0,906 I_z   per i fusibili

dove:

I_b è la corrente di impiego del circuito

I_z la portata in regime permanente della conduttura

I_n la corrente nominale del dispositivo di protezione

Il dimensionamento delle protezioni dal corto circuito prevede che tutti i circuiti siano protetti da dispositivi in grado di interrompere le correnti di cto-cto prima che queste possano divenire pericolose per gli effetti termici e meccanici nei conduttori.

L’intervento dei dispositivi a massima corrente previsti avviene in un tempo inferiore a quello che porterebbe la temperatura dei conduttori altre il limite ammissibile.

La verifica progettuale a che l’energia lasciata passare dalla protezione sia inferire a quella sopportabile dal cavo va effettuata sulla base della relazione definita dalla norma CEI 64-8/4 art. 434.3.2.:

                                             I_cc² t<K² * S²

Ponendo:

K= 115 per conduttori in rame isolati in pvc

K= 143 per conduttori in rame isolati in gomma etilpropilenica

I cavi di alimentazione sono del tipo in corda di rame ricoperta del tipo non propagante la fiamma (CEI 20-35) e non propagante l’incendio (CEI 20-22) e con tensione di isolamento 0.6/1 KV . Per quanto riguarda le sezioni dei cavi, esse sono state verificate per un valore di corrente sufficientemente maggiore di quella massima di esercizio, conseguendo un buon margine di sicurezza e la possibilità di eventuali espansioni future dell’impianto.

La caduta di tensione è ovunque inferiore al 4% della tensione nominale. Il conduttore di neutro è di colore blu chiaro.

Tutti i circuiti sono identificati mediante etichette nelle cassette di derivazione.

Le derivazioni sono realizzate con morsetti indipendenti provvisti di serrafilo a mantello in materiale isolante nelle apposite cassette di derivazione.

I quadri elettrici sono a struttura modulare con attacco a barra DIN, muniti di porta con chiusura, con grado di isolamento almeno IP40.

La composizione dei singoli Quadri è desumibile dagli schemi unifilari allegati, che riportano anche l’indicazione delle caratteristiche dei componenti elettrici utilizzati, così come le sezioni dei cavi, le cadute di tensione ecc.

La ubicazione dei quadri è indicata nelle planimetrie allegate.

Tutte le apparecchiature, nonché le masse estranee sono collegate al potenziale di terra.

Questi collegamenti sono realizzati con capicorda o morsetti.

I componenti  elettrici utilizzati sono a marchio IMQ.

Date le correnti di corto circuito minime calcolate e il tipo di protezioni adottate, i cavi risultano tutti di lunghezza protetta.

L’isolamento dei cavi prescelti è adatto alla tensione nominale verso terra del trasformatore.

Il dimensionamento dei canali rispetta la regola secondo cui la sezione S necessaria può essere calcolata con la relazione:

                                                S = S_i a * N_i

in cui a è il coefficiente di ingombro relativo a ciascun tipo di cavo posato nella canaletta, N è il numero di cavi dello stesso tipo.

Le sezioni così calcolate devono presentano uno spazio libero pari almeno al 50% della sezione del canale.

Per i tubi in PVC il rapporto tra il diametro interno del tubo e quello del fascio di cavi deve essere superiore a 1,3.

L’impianto dei servizi sotto UPS è realizzato a servizio delle utenze di maggior importanza per la prosecuzione delle attività commerciali che della sicurezza (prese casse, apparecchiature telefoniche ecc.), che sono comunque individuabili dagli schemi dei quadri elettrici .

Come si evince dagli schemi unifilari, è previsto un apparato di rifasamento al trasformatore e un dispositivo automatico per tener conto della variabilità dei carichi.

La disposizione e la potenza complessiva sono tali da contenere cosfi intorno al valore 0,9.

L’impianto di illuminazione di sicurezza risponde ai requisiti della norma UNI EN 1838. E’ alimentato a tensione di rete tramite batterie di accumulatori locali installati direttamente all’interno delle lampade di sicurezza, dimensionate per garantire un'autonomia a carico nominale non inferiore a un'ora in caso di mancanza della rete di alimentazione primaria. La loro ubicazione è rilevabile in pianta.

L’illuminazione di sicurezza ha lo scopo di garantire la sicura evacuazione delle persone in caso di necessità, con i livelli minimi di illuminamento previsti dalla norma CEI 64-8, art. 752.56.5.

I circuiti di alimentazione soddisfano quanto riportato al par. 563 della CEI 64-8.

Per quanto riguarda la riconoscibilità dei segnali, deve essere A > L²/2000. (A è la superficie del cartello in m² e L la distanza in metri, come da DL 493/96), mentre la visibilità è data da  d = S x p (d è la distanza di osservazione, p l’altezza del pittogramma e  S=200 per i segnali autoilluminanti, 100 per quelli illuminati dall’esterno.

Gli apparecchi di illuminazione sono essenzialmente di due tipi: faretti ad alogenuri a controsoffitto da 70W (150W nelle vetrine e sui due ingressi principali) SIDE TOR 18 e plafoniere fluorescenti, IP20 quando installate nelle velette o nei mobili luminosi ed IP65 nei magazzini, scale, locali tecnici ecc.

La potenza di queste plafoniere è desumibile dalle planimetrie allegate.

Nelle aree dove non è previsto il controsoffitto le luci sono unicamente del tipo fluorescente.

I circuiti luci, dato il numero elevato di apparecchi di illuminazione, sono stati divisi in gruppi con P_max=1,5 kW, ognuno protetto da proprio interruttore.

Le lampade devono essere fissate ai supporti in modo stabile, con le giunzioni tra gli elettrodi e le condutture protette da un rivestimento isolante adatto alla tensione nominale verso terra del  trasformatore, a sua volta protetto da un ulteriore involucro isolante

Come detto, tutti i cavi relativi agli impianti speciali e cioè i cavi di segnali e quelli operanti a tensioni inferiori a 230V (per es. 24, 12V ecc.) devono alloggiare in canalizzazioni separate da quelle adibite al trasporto di energia a 400/230V o superiore.

L’impianto di rivelazione antincendio dovrà essere realizzato in conformità alla norma UNI 9795 ed alla norma UNI EN 54.

Esso, comunque, non costituisce oggetto del presente documento.

L’impianto antifurto è realizzato conformemente alle norme CEI 79-3, 79-14  e 79-15.

Di esso si riportano in allegato le principali caratteristiche.

In particolare, si evidenzia quanto riportato al cap. 4 (parr. 4.1.01, 4.1.02 e 4.1.03) della CEI 79-3 a proposito dei cavi di collegamento e dei sistemi di alimentazione.

L’impianto di sorveglianza TVCC è realizzato seguendo le linee guida della CEI 79-10 parte 7.

Il cavo utilizzato è il coassiale da 75 Ohm, che, come tutti gli altri cavi, viene posato a controsoffitto, dove questo è previsto.

Insegne luminose

Le insegne collocate all’esterno del locale sono del tipo a scarica a catodo freddo.

Esse, pertanto, rientrano nell’ambito della Norma CEI 34-86.

Si richiama, in particolare l’attenzione sulle principali prescrizioni per la sicurezza:

·      dispositivo di protezione contro il circuito aperto

·      connessioni in alta tensione ai tubi protette con coprielettrodi conformi all’art. 13 della predetta norma (e protezioni aggiuntive come richiamato ai par. 7.4 e 7.5 se a portata di mano).

·      ricorso all’uso di un trasformatore monofase rispondente alla Norma EN 61050 ( ma con tensione a vuoto verso terra non superiore a 5 kV e tra i morsetti a 10 kV).

·      presenza di un sensore che segnali la presenza di un guasto verso terra del circuito secondario e/o una condizione di circuito aperto e azioni un interruttore di protezione (si veda lo schema unifilare).

 In particolare, per le correnti di dispersione, si fa riferimento a quanto dettagliatamente riportato

 al par. 10 della CEI 34-86

·      le distanze minime in mm tra le parti attive a tensioni differenti, o tra parti attive e parti metalliche messe a terra o infiammabili o conduttrici (se bagnate), devono essere:

               distanza superficiale:                  d = 10 + 5U

               distanza in aria                            c = 7,5 + 3,75U

      essendo U la tensione di uscita a vuoto del trasformatore in kV.

·      predisposizione di  un cartello di tensione pericolosa in corrispondenza del trasformatore.

·      masse dell’impianto collegate tra loro da conduttori equipotenziali, collegati a loro volta al punto del secondario messo a terra.

·      Per le caratteristiche dei cavi si rimanda al par. 14 della CEI 34-86 (tipi di cavo, assenza di giunzioni ecc.)

I cavi del secondario sono schermati, con schermo collegato ai conduttori equipotenziali a meno che la posa non avvenga entro tubi protettivi in materiale isolante.

Impianto di terra

Per quanto riguarda la protezione contro i contatti indiretti e la realizzazione dell’impianto di terra,  trattandosi di sistema TN-S, con neutro distribuito e conduttore di protezione separato dal neutro, il criterio da soddisfare è che l’impedenza dell’anello di guasto sia tale da verificare la relazione:

                                                               Z_s  ×   I_a < U₀

dove Z_s è l’impedenza dell’anello, I_a la corrente che provoca l’intervento automatico del dispositivo di protezione entro il tempo previsto dalle norme in funzione della tensione U₀ tra fase e terra.

Devono inoltre essere rispettate le prescrizioni della norma CEI 11-1 per la determinazione del valore della resistenza di terra della cabina di trasformazione.

Questa resistenza viene calcolata sulla base del valore della corrente di guasto a terra (I_G) e del tempo di eliminazione del guasto (T_G), che determina il valore della tensione di terra accettabile e che è rilevabile dalla tabella riportata nella CEI 11-1.

La prima soglia di massima corrente (per correnti di lunga durata e bassa intensità) e la seconda soglia di massima corrente (per correnti di breve durata e forte intensità) dovranno essere comunicati dalla Società Elettrofornitrice.

Due pilastri devono essere collegati tra loro mediante corda di rame sotto pavimento da 35 mmq e quindi all’impianto dispersore preesistente secondo una disposizione rilevabile dalle piante e disponibile se richiesta.

Data la complessità dell’impianto di terra, occorrerà all’atto del completamento della posa dei cavi, eseguire le misure della resistenza di terra, allo scopo di verificare che sia soddisfatta la relazione:

                                                                   R_t I_g < V_t

-dove V_t è la tensione fornita dalla CEI 11-1 in funzione del tempo di intervento delle protezioni e I_g è la corrente di guasto a terra- o decidere eventualmente per delle misure aggiuntive che abbassino il valore di R_t.

È stata, inoltre, fatta richiesta alla Società Elettrofornitrice circa la presenza delle condizioni di realizzabilità di un impianto di terra globale.

La resistenza di terra di un conduttore orizzontale interrato di lunghezza Lè data da:

                                              

                                                       R_L = (r / pL) * ln(2L/d)

dove d è il diametro del conduttore.

Si è assunto per la resistività  r  del terreno il valore medio di 300 W cm, corrispondente a terreno pietroso. Tale valore è soltanto orientativo e perciò dovrà essere verificato mediante misura diretta.

A ciò va aggiunto il contributo dei ferri dei pilastri.

Per quanto riguarda le giunzioni e la protezione contro la corrosione si fa riferimento alle prescrizioni, oltre che della CEI 11-8, a quanto riportato nella guida 11-37 par. 9.4 e 9.5 e a quanto riportato nella Guida CEI 64-12.

La sezione dei conduttori di protezione è stata determinata con la formula

                                                              S_p ≥√ (I² t) / k

o dalla tab. 54F della norma CEI 64-8/5. Per quanto riguarda la sezione dei conduttori di terra, avendo valutato l’entità massima della corrente di guasto immediatamente a valle del secondario in circa 10 kA, ed essendo il tempo di intervento dell’interruttore generale di BT per guasto a terra di 1 sec., dalla relazione S_p= I t ^½  si è ricavata la sezione del cavo, cautelativamente scelta di 185 mmq.

Vanno collegate ad un nodo di terra intermedio mediante g/v da 35 mmq le guide dell’ascensore, le putrelle di contenimento delle scale mobili, la struttura metallica della facciata anteriore dell’edificio, le condutture dell’acqua e tutte le eventuali masse metalliche suscettibili di andare in tensione per contatto accidentale con parti dell’impianto elettrico (tubi cdz ecc.).

Le docce dei bagni al piano terra vanno collegate mediante EQS da 6 mmq.

Per quanto riguarda le giunzioni e la protezione contro la corrosione si fa riferimento alle prescrizioni a quanto riportato nella guida 11-37 par. 9.4 e 9.5 e a quanto riportato nella Guida CEI 64-12.

Leggi e norme di riferimento

Nella redazione del presente progetto, inerente gli impianti elettrici del complesso in esame, dovranno essere tenute come riferimento nella esecuzione del­l'impianto, le disposizioni di legge e le norme tecniche del CEI.

Si richiamano di seguito le principali norme o leggi che regolamentano la realizzazione di apparecchiature e di impianti elettrici:

-       DPR 27.4.1955 n. 547: "Norme per la prevenzione degli infortuni sul lavoro";

-    Legge 1.03.1968 n. 186: "Disposizioni concernenti la produzione di materiali, appa­recchiature, macchinari, installazione di impianti elettrici ed elettronici";

-   Legge 8.10.1977 n. 791: "Attuazione della direttiva del consiglio delle Comunità Europee (n.73/23/CEE) relativa alle garanzie di sicurezza che deve possedere il materiale elettrico destinato ad essere utilizzato entro alcuni limiti di tensione";

-        DM 10.4.1984: "Eliminazione dei radiodisturbi";

-        Legge 5.03.1990 n. 46: "Norme per la sicurezza degli impianti";

-        DPR 6.12.1991 n. 447: "Regolamento di attuazione della legge 46/90";

-   D.Lgs 19.9.1994 n. 626: "Attuazione delle direttive 89/391/CEE, 89/654/CEE, 89/655/CEE, 89/656/CEE, 90/269/CEE, 90/270/CEE, 90/394/CEE e 90/679/CEE riguardanti il miglioramento della sicurezza e della salute dei lavoratori sul luogo di lavoro";

-   Direttiva 89/336/CEE, recepita con D.Lgs 476/92: "Direttiva del Consiglio d'Europa sulla   compatibilità elettromagnetica";

-        Direttiva 93/68/CEE, recepita con D.Lgs 626/96 e D.Lgs 277/97: “Direttiva Bassa Tensione";

-       norma CEI 11‑1 (nona edizione, gennaio 1999): "Impianti elettrici con tensione superiore a 1 kV in corrente alternata";

-       norma CEI 11‑17: "Impianti di produzione, trasporto e distribuzione di energia elettrica. Linee in cavo";

-       norma CEI 11‑18: "Impianti di produzione, trasporto e distribuzione di energia elettri­ca. 

-       norma 11-35 : “Guida all’esecuzione delle cabine elettriche d’utente

-       norma 11-37 : “ Guida per l’esecuzione degli impianti di terra per sistemi di I,II,III categoria.

-     norma CEI 17‑13/1: "Apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT): Parte 1 ..."

-   norma CEI 23-51:”Prescrizioni per la realizzazione, le verifiche e le prove dei quadri di distribuzione per installazioni fisse per uso domestico e similare”;

-     norma CEI 64-8: "Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua";

-       le prescrizioni e indicazioni del locale comando Vigili del Fuoco e delle autorità locali;

-    norma UNI 9795 (seconda edizione, marzo 1999): “ Sistemi fissi automatici di rivelazione, di segnalazione manuale e di allarme d’incendio. Sistemi dotati di rivelatori puntiformi di fumo e calore e punti di segnalazione manuale”;

-      le prescrizioni e indicazioni dell'ENEL o dell'azienda distributrice dell'energia elettrica, per quanto di loro competenza nei punti di consegna;

-       le prescrizioni e indicazioni della TELECOM;