Il quadro elettrico

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84 La normativa permette di classificare i quadri elettrici secondo diversi parametri come la configurazione esterna, le condizioni di installazione, la destinazione d’uso e il livello di segregazione [11] .

In primo luogo i quadri elettrici sono distinti in :

• “Chiuso” nel caso di quadro con pannelli protettivi su tutti i lati, solitamente impiegati negli ambienti ordinari;

• “Aperto” nel caso di quadro con parti in tensione accessibili, solitamente impiegati nelle officine elettriche;

I quadri elettrici sono, inoltre, distinti a seconda del loro involucro in:

• “Ad armadio” con involucri generalmente in lamiera d’acciaio, modulari, con altezze 1400 o 2000 mm e larghezze 600 850 mm usati per elevate potenze;

• “A banco” utilizzati principalmente in impianti industriali;

• “A cassetta” utilizzati per la distribuzione di energia da parte del Distributore;

La norma permette, come detto, di distinguere i quadri anche in base al luogo di installazione (interno o esterno) o alla posizione (fissa o mobile) oltreché alla destinazione d’uso. Esistono quadri detti

“principali di distribuzione” posti a valle dei trasformatori MT/BT che rappresentano il primo livello della distribuzione in bassa tensione costituiti una struttura idonea a sopportare eventuali sforzi elettromeccanici. I “quadri secondari di distribuzione” sono, invece, installati presso l’utenza e rappresentano il secondo livello della distribuzione in bassa tensione. Altri tipi di quadro distinti per destinazione d’uso sono i quadri di comando motori, i quadri di comando e misura, i quadri a bordo macchina, i quadri per cantiere e i quadri per applicazioni speciali [11].

Infine i quadri sono distinti e caratterizzati dalla forma di segregazione intesa come il tipo di suddivisione prevista al suo interno. La segregazione assicura protezione contro i contatti diretti, e riduce la probabilità di propagazione di un arco interno. Nell’immagine seguente, presente nella Norma CEI EN 61439 -2 , è possibile distinguere le diverse forme di segregazione previste.

85 Figura 10.6.2 Livelli di segregazione di un quadro elettrico

In un quadro elettrico è possibile, inoltre, indicare il grado di protezione IP dell’involucro che caratterizza la protezione contro l’accesso a zone eventualmente in tensione di corpi estranei solidi e liquidi. La codifica di tale codice, riportata nella norma CEI 60529 è riportata di seguito.

Figura 10.6.3 Codifica del grado di protezione IP

86 Dopo aver esposto i principali fattori di diversificazione dei quadri elettrici si propongono le specifiche nominali, da normativa, che caratterizzano le prestazioni del quadro.

• Tensione nominale del quadro (Un) è il più alto valore di tensione con cui può essere alimentato il circuito principale del quadro;

• Tensione nominale di impiego di un circuito (Ue) è il valore di tensione nominale che, insieme alla corrente nominale, permette di definire l’utilizzazione del quadro;

• Tensione di isolamento nominale (Ui) è il valore di tensione di un circuito del quadro al quale fanno riferimento le prove di tensione ed esprime il valore che ogni circuito non deve superare;

• Tensione nominale di tenuta ad impulso (Uimp) è il valore di picco di un impulso di tensione che un circuito può sopportare senza danni;

• Corrente nominale del quadro (InA) è la più alta corrente di carico permanente e sopportabile dal quadro;

• Corrente nominale di un circuito (InC) è il valore di corrente che un circuito deve sostenere senza generare sovratemperature superiori ai limiti previsti;

• Corrente nominale ammissibile di picco (Ipk) è il valore di picco della corrente di corto circuito sopportabile dal quadro;

• Corrente di cortocircuito condizionata (Icc) è il valore efficace della corrente presunta di corto circuito che il circuito protetto da un opportuno dispositivo di protezione può sopportare durante il tempo di funzionamento del dispositivo stesso;

• Frequenza nominale (f) è il valore di frequenza di funzionamento dei componenti elettrici del quadro;

Un quadro elettrico per poter essere conforme alla normativa deve poter soddisfare dei criteri specifici valutati tramite prove di laboratorio, regole di progetto e calcoli. Per la tenuta alla corrosione e all’urto, ad esempio, la verifica avviene solo tramite prove di laboratorio. Al fine di stabilire l’onere della verifica la norma identifica due entità distinte: il costruttore originale colui, cioè, che realizza la linea dei quadri a cui il quadro in analisi appartiene e il costruttore del quadro che costruisce fattivamente lo stesso assemblando i vari componenti. Al primo soggetto sono richieste le verifiche sui singoli elementi del quadro mentre al secondo i controlli a vista, meccanici, elettrici e strumentali a seguito dell’assemblaggio e del cablaggio del quadro stesso.

87 Nel caso delle applicazioni fotovoltaiche sul lato in continua dell’impianto sarà presente, come visto, almeno un quadro elettrico. Se, infatti, il numero di stringhe è ridotto il sistema fa capo ad un solo quadro che permette di effettuarne il parallelo, al contrario nel caso di un numero di stringhe elevato è possibile effettuare una scelta progettuale basata sulla presenza di un primo livello di quadri, dedicati ad un parallelo parziale, e di un quadro generale utile al parallelo finale delle stringhe. Il quadro DC permette, dunque, di effettuare il parallelo ed il sezionamento delle stringhe e la loro eventuale protezione da correnti inverse e sovratensioni indotte. L’armadio contenitore del quadro in corrente continua, nel caso di posizionamento all’esterno, deve inoltre prevedere una resistenza maggiore ai raggi ultravioletti e a possibili condizioni atmosferiche estreme.

Figura 10.6.4 Esempio di quadro DC parallelo stringhe

Per gli impianti normalmente connessi alla rete di bassa tensione sono previsti, sul lato in alternata dell’impianto, un primo quadro elettrico di parallelo inverter con funzione di protezione, misura dell’energia prodotta e specifiche di interfacciamento e un quadro generale di bassa tensione a cui farà capo l’intero impianto fotovoltaico.

Figura 10.6.5 Esempio di quadro AC con interfaccia di rete

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