Equipaggiamento elettrico di macchinari industriali destinati al Nord America

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Whitepaper

Equipaggiamento macchine per il Nord America www.eaton.eu

Equipaggiamento elettrico di

macchinari industriali destinati al Nord America

Whitepaper

Dipl.-Ing. Wolfgang Esser Dipl.-Ing. Dirk Meyer

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Edizione 2017

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Equipaggiamento elettrico di macchinari industriali destinati al Nord America

Tema Delucidazioni relative a

Pagina Tabella 1 Tabella 2

Macchine destinate al Nord America 5

Diverse possibilità di certificazione Punto 6, Punto 7 5

Conoscenza e applicazioni delle norme (standard) 6

Fonti di informazioni 7

Procedura di denuncia di non-conformità da parte degli ispettori 7

Utilizzo di codici e norme (standard) corrette Punto 1, Punto 2 Punto 1 7

Gli errori più comuni e gravi 8

• Prodotti non approvati Punto 2, Punto 3 9

• Modifiche, processo di riapprovazione dell‘impianto Punto 3, Punto 7 9

• Alimentatori Punto 7 9

• Errori correlati all‘impiego 9

– Interruttori di protezione linea (Supplementary Protectors) Punto 4 9

– Interruttori per protezione motore (Manual Motor Controllers) Punto 5 10

• Gradi di protezione IP…, secondo IEC/EN Punto 6 10

• Materiale per il cablaggio Punto 3, Punto 4 10

• Cablaggio/posa dei cavi Punto 3, Punto 4 11

Feeder e Branch Circuits (circuiti di alimentazione e derivazione) Punto 2, Punto 10 12 Branch Circuit Protective Devices (dispositivi di protezione dei

circuiti di derivazione) Punto 3 Punto 2, Punto 10, Punto 11 16

Bussmann – Scelta dei fusibili 20

Reti di distribuzione adeguate e tensione nominale d‘impiego Punto 3 Punto 3 25

Particolarità delle tensioni e delle correnti nominali dei motori Punto 3, Punto 4 26

High Fault Short Circuit Current Ratings Punto 3 Punto 3 27

Custodie e gradi di protezione Punto 2, Punto 4 Punto 6 28

Guasto di terra Punto 3, Punto 4 Punto 12 29

Errori su targhe, avvertenze e documentazione Punto 4 Punto 8 30

Tracciabilità delle omologazioni relative ai materiali Punto 2 Punto 9 30

Short Circuit Current Rating (SCCR) Punto 5 30

Riepilogo 32

Bibliografia 33

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Differenze – relativamente all’equipaggiamento elettrico – rispetto alle norme IEC per l'esportazione di macchine verso il Nord America

1. – Utilizzare i codici e gli standard nordamericani corretti

– Prestare attenzione alle eventuali regolamentazioni regionali e locali divergenti.

2. – Utilizzare componenti approvati (certificati) dagli NRTL

– I componenti devono essere approvati secondo codici e standard corretti.

3. – I componenti approvati devono essere selezionati, dimensionati, combinati e utilizzati secondo i codici e gli standard in vigore

– Le combinazioni, ad esempio le partenze motore, devono essere testate e approvate dal costruttore nella loro interezza, per ottenere elevati valori di corrente nominale di corto circuito in caso di guasto (High Fault Ratings)

– Eventuali limitazioni d'impiego devono essere considerate durante la progettazione – I componenti o le combinazioni approvate non devono essere manipolate/modificate – Le linee guida relative al cablaggio e all'installazione devono essere seguite.

4. – Le pratiche di mercato e le convenzioni d‘uso caratteristiche del Nord America, che in alcuni casi possono divergere considerevolmente dalle prassi internazionali, devono essere rispettate.

5. – Il valore della corrente nominale di corto circuito (Short Circuit Current Ratings, SCCR) dei quadri elettrici deve essere determinato e indicato nella targhetta di identificazione.

6. – Stabilire se e dove l‘equipaggiamento elettrico completo deve essere approvato da un NRTL – Se necessario richiedere al NRTL una certificazione dell‘officina.

7. – La macchina verrà ispezionata nel luogo di installazione da un‘autorità avente giurisdizione (AHJ, Authority Having Jurisdiction) e autorizzata o non autorizzata all‘uso

– Le necessarie modifiche, spesso, possono essere apportate esclusivamente da tecnici operanti in Nord America – Dopo le modifiche, l‘impianto deve essere nuovamente approvato da un NRTL.

Codici = National Electrical Code (NEC); USA, Canadian Electrical Code (CEC), Canada

NRTL = Nationally Recognized Testing Laboratories (laboratori di prova riconosciuti a livello nazionale), ad esempio UL, CSA, ETL Intertek High Fault Ratings = risultati di prova ottimali, ad es. per SCCR

Tabella 1: Le procedure che regolano la progettazione, la costruzione e la messa in servizio dell’equipaggiamento elettrico di macchine destinate all‘esportazione nel Nord America possono essere considerevolmente diverse rispetto a quelle in vigore nei paesi in cui si applicano le linee guida IEC. Le principali differenze possono essere generalmente riassunte nei sette punti sopra riportati. Fare riferi- mento a UL 508A, Tabella SA1.1 (versione attuale: 04.02.2010) per ulteriori informazioni sugli standard applicabili

12 Red Flags, errori che gli ispettori degli enti di omologazione (NRTL) in Europa riscontrano più frequentemente

1. Progettazione secondo standard scorretti

2. Distanze d‘isolamento in aria e superficiali di dimensioni inadatte nel circuito di alimentazione (feeder) 3. Errori nella scelta e nel dimensionamento dei componenti

4. Utilizzo di interruttori di protezione linea (Supplementary Protectors) secondo UL 1077 al posto di Branch Circuit Protection Devices

5. Utilizzo di interruttori per protezione motore (Manual Motor Controllers) secondo UL 508 al posto di Branch Circuit Protection Devices

6. Custodie/Enclosures (Problemi relativi al grado di protezione)

7. Utilizzo di alimentatori inadatti (Recognized Components impiegati al posto di Listed Components e dispositivi industriali impiegati al posto dei dispositivi di Classe 2)

8. Errori nelle targhe, negli schemi elettrici e nelle avvertenze 9. Impossibile tracciare l‘omologazione

10. Impiego di dispositivi di protezione scorretti per i convertitori di frequenza 11. Protezione trasformatore scorretta

12. Messa a terra scorretta Fonte: UL Deutschland, ETL Intertek Deutschland

Tabella 2: Errori frequentemente riscontrati dagli ispettori degli NRTL durante il collaudo di “Industrial Control Panels for Machinery”

secondo UL 508A e NFPA 79. Le AHJ osservano spesso errori di installazione esternamente ai quadri elettrici e problemi relativi al grado di protezione. Se un NRTL non esegue il collaudo dei quadri elettrici, gli errori sopra illustrati vengono spesso riscontrati dalla AHJ durante l‘esame visivo.

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Macchine per l‘esportazione nel Nord America

Il volume di macchinari industriali espor- tati nel Nord America (USA e Canada) dalla Germania, dall‘Italia e dal resto del mondo IEC¹ è piuttosto considere- vole, grazie alla fortunata ripresa dopo la crisi economica del 2009. Il settore dell‘esportazione in Germania e Italia sta registrando ottimi risultati in particolare nell‘area dei macchinari più innovativi e tecnologicamente sofisticati.

Mentre nella maggior parte del mondo si applicano le direttive IEC nella progettazione e costruzione delle apparecchiature elettriche, i codici e gli standard che devono essere utilizzati per le macchine destinate al mercato nordamericano (NEC², CEC³, UL 508A⁴, NFPA 79⁵) sono considerevolmente diversi da quelli normalmente impiegati a livello interna- zionale. Esistono inoltre anche marcate differenze nelle pratiche di mercato e nelle convenzioni d‘uso [1] dei due con- tinenti. Purtroppo tali consuetudini non sono documentate o devono essere ricavate da codici e standard con proce- dimenti spesso laboriosi e complicati. E il fatto che la documentazione sia disponibile solo in lingua inglese o americana costituisce un ulteriore handicap. L‘autore di questa pubblicazione ha più volte descritto le diverse pratiche di mercato e consuetudini d‘uso in altri trattati [2].

Venire a conoscenza di queste differenze solo a causa dei propri errori e di denunce di non conformità da parte degli enti competenti non è il modo più appropriato ed efficace di gestire le esportazioni. Per questo motivo si dovrebbe innanzitutto partire dall‘analisi degli errori di altri esportatori. Questa pubblicazione ha lo scopo di permettere agli esportatori di evitare questi errori sin dall‘inizio.

1 IEC = International Electrotechnical Commission (Commissione Elettrotecnica Internazionale) 2 NEC = National Electrical Code (Codice Elettrico

Nazionale) = NFPA 70

3 CEC = Canadian Electrical Code (Codice Elettrico Canadese)

4 UL 508A = Standard per Pannelli di Controllo Indu- striali

5 NFPA 79 = Standard per l‘equipaggiamento elettrico completo di macchine

Macchine e impianti perfettamente equi- paggiati dal Punto di vista elettrotecnico per il mercato nordamericano⁶ mostrano tratti distintivi diversi rispetto ai prodotti della concorrenza che non conosce i requisiti imposti per questo mercato oppure non può o non vuole adottare le misure necessarie a soddisfarli. Le soluzioni elettrotecniche europee, com- patte e intelligenti, in combinazione con i progressi fatti nel campo della sicurezza funzionale, rappresentano il motivo fondamentale per cui le macchine europee sono così richieste nel Nord America.

Proprio nell‘equipaggiamento elettrico dei macchinari risiedono un enorme valore aggiunto e un elevato potenziale di differenziazione. Molte delle macchine esportate sono completamente automa- tizzate. Molti dei nostri clienti sono leader tecnologici a livello internazionale nel loro settore di mercato e, di conseguenza, la richiesta dei loro prodotti è univer- salmente elevata. Tuttavia, nonostante l‘elevato livello tecnologico riconosciuto a livello mondiale, si deve necessariamente tenere conto dei codici e degli standard nordamericani. Non sono previ- ste eccezioni! La conformità alle pratiche di mercato e alle consuetudini d‘uso può, al massimo, facilitare l‘esportazione.

Diverse possibilità di certificazione I produttori hanno la possibilità di sot- toporre le macchine, presso i propri stabilimenti, alla certificazione da parte di ispettori delle società di certificazione (NRTL⁷) o approvazione, come si usa dire, anche se non è il termine più corretto (Tabella 1, Punto 6). Ciò è consigliato per molte ragioni. Eventuali anomalie possono essere risolte più facilmente e in modo più economico direttamente nel sito del produttore. Spesso non è possibile per il produttore, e talvolta nemmeno consentito, eseguire lavori o interventi di riparazione presso il cliente finale in Nord America. I suoi collaboratori possono

6 In questa pubblicazione, con il termine „impianti“

si intende combinazioni interdipendenti di più mac chine, ad esempio linee di produzione

7 NRTL = Nationally Recognized Testing Laborato- ries, laboratorio di prova riconosciuto a livello nazionale

soltanto svolgere una funzione di supervi sione e istruzione dei tecnici locali spe- cializzati (rispettando lo standard NFPA 70E⁸) (Tabella 1, Punto 7, -Modifiche-).

Un altro metodo di certificazione consiste nella possibilità di far approvare il proprio sito di montaggio elettrico da un NRTL, con una maggiore flessibilità di pianificazione. In questo caso il costruttore stesso può, dopo un periodo di formazione, applicare un‘etichetta NRTL all‘equipaggiamento elettrico. Il lavoro in uno stabilimento certificato può rap- presentare per il personale un‘ulteriore motivazione per assumersi una maggiore responsabilità e per operare autono- mamente. Lo stabilimento certificato è vincolato contrattualmente al follow-up gratuito di NRTL (audit semestrale o tri- mestrale da parte di NRTL), nel corso del quale NRTL verifica la conformità alle proprie direttive, ai codici e agli standard.

La procedura di approvazione dell‘equipaggiamento elettrico può dipendere anche dall‘entità dell‘esportazione. Se la quota di esportazione è relativamente piccola vale la pena subappaltare il lavoro a costruttori esperti, in possesso delle conoscenze e dell‘esperienza necessaria a riprogettare l‘equipaggiamento IEC e a realizzarlo secondo gli standard nordamericani. Eaton può fornire i nominativi di clienti in grado di svolgere tali lavori. Que- sto metodo può rivelarsi utile anche nelle fasi iniziali di un processo di esportazione di grosse dimensioni, per le prime macchine offerte, allo scopo di risparmiare sui costi di addestramento. Tuttavia questa soluzione implica per i costruttori di macchine la preoccupazione di dover rivelare il proprio knowhow. La tecnologia determina il grado di automazione e, in una certa misura, gli elevati livelli di pro- duttività dei macchinari. Per questioni di riservatezza, le porte dei quadri elettrici delle macchine rimangono intenzional- mente chiuse durante le fiere e non solo per ridurre il rischio elettrico.

Altri esportatori rinunciano a intra- prendere qualsiasi azione nel sito di

8 NFPA 70E = Standard per la sicurezza elettrica sul posto di lavoro

Equipaggiamento elettrico di macchinari industriali

destinati al Nord America

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produzione volta a conformare l‘equipaggiamento elettrico ai codici e agli standard nordamericani, preferendo attendere cosa potrebbe succedere nel luogo di instal lazione in Nord America.

Anche questo comportamento può essere proficuo, soprattutto nel cao in cui l‘esportatore disponga di precedenti esperienze a questo proposito. Di norma, tuttavia, l‘equipaggiamento elettrico deve essere collau-dato e approvato sul posto dall‘Authority Having Jurisdiction - AHJ - competente (Tabella 1, Punto 7 -AHJ-). Il termine AHJ è utilizzato sia in riferimento al singolo ispettore che all‘autorità o dipartimento di tale autorità incaricata della certificazione. Il singolo AHJ non è necessariamente un elettri- cista qualificato. In Canada le ispezioni sono condotte prevalentemente dal personale delle autorità provinciali, ad esempio dall‘Electrical Safety Authority - ESA – nella provincia dell‘Ontario, che collaborano a stretto contatto con gli ispettori CSA, per garantire la conformità al Canadian Electrical Code. Questi ispettori hanno spesso buoni rapporti con i gestori delle centrali elettriche canadesi e con le loro reti e dispongono pertanto di un‘elevata competenza.

Nessuno dei diversi metodi di certificazione/approvazione da parte di NRTL garantisce al 100% che una macchina o un quadro elettrico siano approvati dall‘AHJ locale negli USA o dagli ispettori delle province del Canada. Oltre ai tipi di approvazione descritti per l‘equipaggiamento elettrico di una macchina o di un impianto esiste anche la possibilità di una Field Evaluation da parte di un NRTL nel luogo di installazione nel Nord America (di solito prima dell‘ispezione da parte dell‘AHJ).

Nel caso in cui sia difficile determinare una procedura conforme ai codici e agli standard durante la progettazione, a causa della situazione specifica della macchina o dell‘impianto, già in questa fase è possibile prendere contatto con l‘AHJ in America per trovare una soluzione reciprocamente accettabile. A conti fatti, un incontro con un AHJ negli Stati Uniti, già durante la fase di progettazione, può portare ad un risparmio di tempo e denaro e influire positivamente sull‘esito della successiva ispezione. Ciò presup- pone naturalmente che si sappia antici- patamente dove la macchina verrà impie- gata. Infatti, per ogni regione o per ogni singola città, esistono normative aggiuntive o anche valutazioni diverse dei codici e degli standard nazionali. Inoltre, vi sono stati in cui la versione più aggiornata del codice non è ancora in uso. Per le macchine prodotte in serie non è possibile

contattare l‘AHJ locale dal momento che la loro destinazione finale è sconosciuta.

L‘esperienza tuttavia insegna che le macchine più complesse sono realizzate su specifiche del cliente e in base a ordini specifici.

Gli AHJ/ESA locali possono richiedere una Field Evaluation sul posto da parte di un NRTL se non vi è traccia di un‘ispezione a scopo di certificazione. Lo stesso vale anche in caso di dubbio sulla cor- rettezza della consegna o nel caso in cui non vogliano o non possano essi stessi eseguire la valutazione. Il marchio di approvazione da parte di un NRTL è particolarmente vantaggioso, dal momento che può facilitare il lavoro dell‘AHJ e svincolarlo da parte della sua responsa- bilità in relazione all‘omologazione. Nella maggior parte dei casi l‘AJH approverà un quadro elettrico provvisto di etichetta NRTL senza svolgere ulteriori indagini.

In Canada i funzionari della dogana svolgono già una selezione delle forniture che presumibilmente non sono conformi agli standard di sicurezza canadesi. In questi casi è quasi impossibile risolvere localmente la questione. Le macchine vengono rispedite al mittente con notevoli perdite in termini di costi e tempo e danni all‘immagine.

Conoscenza e applicazione degli standard

L‘autore della presente pubblicazione riceve frequentemente telefonate con la richiesta di informazioni sul grado di differenziazione tra l‘equipaggiamento elettrico di macchine per il mercato nordamericano e la versione IEC. Ovvia- mente questo non è un argomento che si possa analizzare in modo semplice e soddisfacente per telefono, fatta ecce-

zione per domande molto specifiche.

La Tabella 1 riassume le esperienze dell‘autore su questo argomento, rac- colte durante i seminari e i vari servizi di consulenza. La Tabella 1 può servire come filo conduttore o come checklist.

Eaton inoltre mette a disposizione diversi documenti tecnici su argomenti specifici [2]. Di seguito sono riportati esempi che illustrano i singoli punti delle Tabelle 1 e 2 unitamente ai commenti relativi agli errori più frequenti. Particolarmente critici sono gli errori che richiedono, per la loro eliminazione, una maggiore quantità di spazio nel quadro elettrico, che spesso non è disponibile o non lo è nel Punto in cui è necessario. Mentre normalmente le pubblicazioni di questo tipo descrivono come intervenire e adottare soluzioni corrette, questo documento illustra come agire sulla base delle esperienze e degli errori commessi in precedenza da altri.

Capita che gli standard nordamericani vengano troppo facilmente ignorati e che si cerchino modi per aggirarli di proposito. Talvolta ai costruttori sembra che questo approccio sia valido solo perché non sono stati rilevati problemi o solo per il fatto di essere leader di mercato a livello mondiale. La situazione cambia se la fornitura è destinata per la prima volta ad un altro stato o ad un‘altra provincia o se un AHJ non si lascia impressionare dalla fama di questo leader di mercato.

Gli errori illustrati, riscontrati spesso nel corso di ispezioni per l‘approvazione, possono mostrare i limiti di questo discutibile approccio. Eaton non si stancherà mai di consigliare l‘aderenza a tutti gli standard e la loro corretta e completa implemen- tazione. Eaton si impegna a supportare attivamente i suoi clienti nel raggiungere tale obiettivo.

Industrial Machinery

…. ….

….

NEC (NFPA 70)

Part 1:

General Use Panels Part 2:

Specific Use Panels

NFPA 79

Normativa principale per le macchine

Art. 65 … 67 Industrial Machinery Industrial Machinery Requisiti di progettazione dell‘equipaggia-

mento elettrico completo della macchina Requisiti di progettazione elettrica nel quadro elettrico ad armadio

Esecuzione di Industrial Control Panels a norma UL 508A

Equipaggiamento macchine NEC Art. 670

Applicazioni:

Requisiti in UL 508A e NFPA 79

Requisiti solo in NFPA 79

Figura 1: Standard di installazione per l’equipaggiamento elettrico di macchinari. Il Natio- nal Electrical Code fa riferimento in un breve testo agli standard UL 508A (quadro elet- trico) e NFPA 79 (equipaggiamento elettrico completo). Lo standard NFPA 79 è paragona- bile a grandi linee a IEC/EN 60 204-1.

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I progettisti di Industrial Control Panels for Machinery devono come minimo disporre dell‘ultima edizione in vigore degli standard UL 508A e NFPA 79 (Figura 1).

Fanno parte di questa dotazione anche il National Electrical Code (NEC) degli Stati Uniti e il Canadian Electrical Code (CEC) per il Canada. Questi codici sono più volte citati nella Tabella 1. In realtà solo poche aziende sono in possesso dei codici. Avere a che fare con documenti in lingua inglese può essere difficoltoso, ma la partecipazione a seminari può facilitare di molto le cose. Anche discutere con i colleghi sugli aspetti più complessi di questa tematica potrebbe essere utile;

come anche lasciarsi guidare dai fornitori presso i quali vengono acquistati i prodotti per l‘esportazione: un modo utile per individuare anche le aziende più indicate ad assumere il ruolo di fornitore. L‘attività di esportazione potrebbe inoltre offrire l‘occasione per attivare altri fornitori. Un prezzo scontato non dovrebbe costituire l‘unico criterio di selezione. Il progettista o il team di progettazione deve essere sempre consapevole delle proprie respon- sabilità e implementare le necessarie soluzioni.

Fonti di informazioni

Gli enti di certificazione Underwriters Laboratories (UL)⁹ Italia e ETL Intertek¹⁰ Italia elaborano statistiche sugli errori o i gruppi di errori più comuni, riscontrati durante i processi di ispezione e valutazione. Anche altri NRTL raccolgono dati simili. La Tabella 2 riassume i 12 errori più frequenti desunti dai due elenchi dei 10 errori più comuni dei due enti, unitamente ai risultati dell‘autore, frutto della sua esperienza su questo argomento.

Questa pubblicazione descrive anche gli errori e i problemi riportati all‘autore da clienti che hanno incontrato difficoltà durante il processo di ispezione da parte degli AHJ. Molto spesso una semplice richiesta di informazioni durante la progettazione o uno studio più approfondito degli standard sarebbero stati sufficienti per evitare questi problemi.

Gli “altri”, dai cui errori ed esperienze positive desideriamo imparare, sono circa 1.200 professionisti, commer- cianti, tecnici, ingegneri e collaboratori di NRTL, con i quali l‘autore ha avuto scambi di idee e confronti. I confronti hanno rivelato che non tutti i problemi possono essere risolti da elettricisti esperti. Per l‘esportazione di macchine

9 UL = Underwriters Laboratories = http://italy. ul.com/italia/

10 ETL Intertek = http://www.intertek.it/

sicurezza-elettrica/marchio-etl-listed/

e impianti in Nord America è necessario un lavoro di squadra, ovvero uno scam- bio di informazioni tra colleghi dell‘ufficio vendite, il supporto dell‘ufficio Acquisti e della Contabilità. Una buona collaborazione con l‘ufficio Marketing è fon damentale e lo stretto coordina- mento con il team di progettazione delle macchine è indispensabile. Alla base di tutto ciò deve esserci lo sviluppo di una macchina sicura.

Procedura di denuncia di non- conformità da parte degli ispettori Qualora insorgano problemi durante le ispezioni, è consigliabile mantenere la calma. Reazioni emotive e accuse reciproche sono inutili. Le denunce di non-conformità devono essere messe per iscritto. Solo dopo avere inquadrato il problema sarà possibile adottare le misure necessarie. Se la problematica riguarda l‘applicazione di un particolare componente, è consigliabile contattare il fornitore di tale prodotto e richiedere spiegazioni. Le spiegazioni fornite saranno particolarmente utili se il fornitore potrà dare anche consigli per una rapida risoluzione del problema e procu- rare documenti integrativi per chiarire la situazione e semplificare la procedura di omologazione. Molte aziende si prepa- rano all‘ispezione, ad esempio integrando i numeri dei documenti di certificazione dei componenti nelle distinte. Altre aziende preferiscono fornire dossier separati con copie dei documenti per la certificazione dei componenti lavo- rati. Nel catalogo online di Eaton sono fornite le principali informazioni per la certificazione nelle pagine di selezione dei prodotti (Figura 2). L‘AHJ ha sempre l‘ultima parola in merito all‘omologazione del funzionamento della macchina o dell‘impianto. Una messa in servizio senza omologazione e senza la mancata risoluzione dei punti contestati può avere conseguenze in termini di assicurazione e responsabilità e pregiudicare l‘alimentazione dell‘apparecchiatura nel luogo di installazione. Nel Nord America il datore di lavoro/imprenditore deve garantire la sicurezza dei dipendenti sul luogo di lavoro e ogni dipendente ha il diritto di contattare l‘OSHA¹¹ qualora ritenga il proprio ambiente di lavoro non sicuro.

L‘OSHA dispone di migliaia di ispettori addetti a questo tipo di indagini. È nell‘interesse dell‘imprenditore (cliente) richiedere ai fornitori un rigoroso rispetto dei codici e degli standard. L‘ispezione

11 OSHA = http://www.intertek.it/sicurezza-elettrica/

marchio-etl-listed/

da parte dell‘AHJ o delle autorità delle province canadesi può confermare il suo impegno per la creazione di un ambiente di lavoro sicuro e giustificare pertanto il processo di ispezione e approvazione.

Gli consentirà inoltre di addebitare gli eventuali costi di risoluzione dei problemi direttamente al fornitore senza dover fornire troppe giustificazioni.

Utilizzo di codici e standard corretti Il National Electrical Code (NEC) degli Stati Uniti e il Canadian Electrical Code (CEC) per il Canada sono „quasi“ leggi.

Costituiscono la base giuridica e tecnica per l‘installazione e l‘uso dell‘equipaggiamento elettrico di una macchina o di un impianto. Gli Stati Uniti e il Canada possiedono un regime normativo proprio. I codici e gli standard di Stati Uniti e Canada sono fortemente armonizzati, ma non identici. La presente pubblicazione fa per lo più riferimento agli standard degli Stati Uniti per la brevità delle denomina- zioni e la facilità con cui possono essere ricordate. Gli standard si suddividono in quelli specifici per i prodotti, principalmente destinati ai produttori di componenti (ad es. UL 489/CSA C22.2 No. 5-09, UL 508/CSA C22.2 No. 14-05, UL 1077/

CSA C22.2 No. 235-04 (R2009), ecc.) e gli standard relativi all‘installazione (UL 508A, NFPA 79), destinati principalmente agli installatori e appaltatori, ad es. ai costruttori di macchine o quadri elettrici.

I produttori dei componenti devono cono- scere anche gli standard di installazione, perché talvolta devono offrire accessori opzionali che facilitano la conformità dei costruttori di macchine agli standard di installazione e consentono loro di garantire una consulenza competente ai clienti.

Due sono gli standard di installazione a cui si fa riferimento, in particolare per le macchine e gli impianti qui considerati, negli Stati Uniti: UL 508A e NFPA 79. In Canada non esistono standard di installazione equiparabili. Requisiti simili esistono, ma sono integrati in standard più ampiamente definiti. Si consiglia pertanto di utilizzare, anche per il Canada, UL 508A e NFPA 79 come requisiti minimi.

La definizione di macchina nel Nord Ame- rica non corrisponde perfettamente alla definizione di macchina, ad esempio ai sensi della Direttiva Macchine UE. Per esempio un compressore secondo la Direttiva Macchine è una macchina, nel Nord America invece non lo è. È pertanto sempre raccomandabile chiarire prima se il quadro elettrico è un equipaggiamento macchina (Industrial Control Panel for Machinery) oppure se deve fare riferimento ad altri standard. I requisiti per i macchinari industriali nel Nord America,

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ai sensi di UL 508A Parte 2 e NFPA 79, sono tra i più severi e questo fa sì che le apparecchiature conformi a tali standard possano tranquillamente soddisfare tutti i requisiti relativi al comando macchine. Ad esempio per i generatori eolici è attual- mente in corso di formulazione un nuovo standard ampiamente basato, sia in Europa che in Nord America, sugli standard in uso per i macchinari industriali.

Esempi di macchinari che necessi tano di Industrial Control Panels for Machinery e rientrano pertanto nell‘ambito di applicazione di UL 508A, sono illustrati nei paragrafi 1.2 e 65.1, così come in NFPA 79 nell‘Allegato C. I comandi macchine secondo UL 508A, Parte 2, devono inoltre soddisfare i requisiti speci- ficati in UL 508A, Parte 1.

I punti 1 e 2 della Tabella 1 illustrano principalmente gli standard di prodotto per i componenti da progettare. Molti progettisti ritengono che ogni prodotto provvisto del marchio di certificazione per il Nord America sia automaticamente ido- neo all‘uso nell‘equipaggiamento elettrico

per macchinari industriali. Tale assunto è falso. Un alimentatore certificato ai sensi di uno standard IT non necessariamente è indicato per l‘uso in un comando macchine. Esistono anche componenti che sono stati approvati secondo molteplici standard [3]. Informazioni sugli stan- dard più appropriati per i componenti per i comandi macchine sono riportati, per categoria, nella Tabella SA 1.1 dello standard UL 508A. Il comitato per lo standard di installazione UL 508A è consapevole della necessità di introdurre nella Tabella SA 1.1 altri tipi di prodotti (ad esempio quelli più significativi per l‘Europa). Di norma nel Nord America non si accettano le dichiarazioni di conformità di un produttore, ma si richiede sempre una certificazione third-party da parte di un NRTL. La certificazione è associata ad un obbligo di marcatura dell‘oggetto approvato. In questo caso si verificano problemi di carattere pratico per i pic- coli produttori di componenti che non hanno dimestichezza con il processo di certificazione nordamericano o che sem- plicemente non se lo possono permettere. Tali aziende credono che l‘impiego

dei loro componenti non approvati non necessariamente si scontri con problemi di accettazione nel Nord America. Anche voi volete rientrare in questa categoria?

In caso di necessità i componenti possono essere acquistati nel Nord America.

Nello standard UL 508A, Tabella SA 1.1, sono indicati gli standard di prodotto da applicare per i diversi gruppi di prodotti e i rispettivi codici di controllo categoria (Category Control Numbers, CCN).

Tramite i CCN si possono trovare in UL (http://database.ul.com/cgi-bin/XYV/

template/LISEXT/1FRAME/index.html) i fornitori con prodotti certificati.

Gli errori più comuni e gravi Un errore fondamentale, in cui si può incorrere durante la progettazione dell‘e- quipaggiamento elettrico di una macchina o di un impianto, è la mancata osservanza degli standard UL 508A e NFPA 79. Ancora una volta è importante ribadire il fatto che il progettista debba avere a disposizione tali standard e prendere decisioni in base ad essi. Gli standard forniscono inoltre informazioni di base sul dimensionamento dei componenti.

Figura 2: Esempio informazioni relative alla approvazione per il mercato nordamericano relativamente ad articoli certificati, così come compaiono nel catalogo online. La sezione a fornisce tutte le principali informazioni sulla certificazione dei prodotti, illustrate nella rispettiva pagina di selezione. Direttamente durante il processo di selezione dei prodotti il cliente può disporre delle informazioni neces- sarie e integrarle nella documentazione tecnica e nei dati principali.

03/20/2015 002234 - HPL-ED2015 V11.0 EN 1 / 3

Insulated�enclosure�open�above+below,�HxWxD=296x234x150mm,�NA type

Part�no. CI23-125-NA Article�no. 002234 Delivery�programme

Product range Insulated enclosures Ci for North America

Basic function Basic enclosures

Product function Distribution board enclosures for North America

Panel enclosures with cover and flanges

Single unit/Complete unit Single unit

Degree of Protection IP65

Description Fitted with removable smooth flanges on all 4 sides

Fixing straps for wall fixing Sealable cover fasteners

Type cover Transparent

Surface finish RAL 7032 (base)

Dimensions

Width mm 234

Height mm 296

Depth mm 150

Mounting depth: mm 125

Model base Enclosure side plates with flanges

Model base Enclosure side plates with removable smooth flanges

Approvals

Product Standards UL File No.

UL Category Control No.

CSA File No.

CSA Class No.

North America Certification Specially designed for North America Suitable for

Current Limiting Circuit-Breaker Degree of Protection

Design�verification�as�per�IEC/EN�61439

Technical data for design verification

Heat dissipation, at an ambient temperature of 35°C, delta T: 20 degrees,

calculated as per IEC 60890

Individual enclosure for wall mounting PV CO 12

Starting enclosure for wall mounting PV CO 11

Middle enclosure for wall mounting PV CO 10

IEC/EN 61439 design verification

10.2 Strength of materials and parts

10.2.2 Corrosion resistance Meets the product standard's requirements.

10.2.3.1 Verification of thermal stability of enclosures Meets the product standard's requirements.

10.2.3.2 Verification of resistance of insulating materials to normal heat Meets the product standard's requirements.

10.2.3.3 Verification of resistance of insulating materials to abnormal heat

and fire due to internal electric effects Lower part: 960 °C / cover: 850 °C; meets the product standard's requirements.

10.2.4 Resistance to ultra-violet (UV) radiation Not relevant to indoor installations.

UL 508A; CSA-C22.2 No.94; IEC/EN60529; CE marking E54120, E337418

NITW 27130 3211-07 UL listed, CSA certified Yes Industrial Control Panels No

IEC: IP65; UL/CSA Types 1, 12, 13, 4X, indoor only

03/20/2015 002234 - HPL-ED2015 V11.0 EN 1 / 3

Insulated�enclosure�open�above+below,�HxWxD=296x234x150mm,�NA type

Part�no. CI23-125-NA Article�no. 002234 Delivery�programme

Product range Insulated enclosures Ci for North America

Basic function Basic enclosures

Product function Distribution board enclosures for North America

Panel enclosures with cover and flanges

Single unit/Complete unit Single unit

Degree of Protection IP65

Description Fitted with removable smooth flanges on all 4 sides

Fixing straps for wall fixing Sealable cover fasteners

Type cover Transparent

Surface finish RAL 7032 (base)

Dimensions

Width mm 234

Height mm 296

Depth mm 150

Mounting depth: mm 125

Model base Enclosure side plates with flanges

Model base Enclosure side plates with removable smooth flanges

Approvals

Product Standards UL File No.

UL Category Control No.

CSA File No.

CSA Class No.

North America Certification Specially designed for North America Suitable for

Current Limiting Circuit-Breaker Degree of Protection

Design�verification�as�per�IEC/EN�61439

Technical data for design verification

IEC/EN 61439 design verification

10.2 Strength of materials and parts

10.2.2 Corrosion resistance Meets the product standard's requirements.

10.2.3.1 Verification of thermal stability of enclosures Meets the product standard's requirements.

10.2.3.2 Verification of resistance of insulating materials to normal heat Meets the product standard's requirements.

10.2.3.3 Verification of resistance of insulating materials to abnormal heat

and fire due to internal electric effects Lower part: 960 °C / cover: 850 °C; meets the product standard's requirements.

10.2.4 Resistance to ultra-violet (UV) radiation Not relevant to indoor installations.

UL 508A; CSA-C22.2 No.94; IEC/EN60529; CE marking E54120, E337418

NITW 27130 3211-07 UL listed, CSA certified Yes

Industrial Control Panels No

IEC: IP65; UL/CSA Types 1, 12, 13, 4X, indoor only

a

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Main distribution system

incoming side

Branch Circuit Protective Device Branch Circuits

small creepage and clearance distances

Feeder Circuits

Large creepage and clearance distances

Load side Main switch Busbar system

Industrial control panel

• Prodotti non approvati

Nel Nord America in nessun caso si accettano prodotti per circuiti principali qualificati e dimensionati esclusivamente secondo le direttive IEC (quindi senza certificazione). Nei circuiti ausi- liari possono essere talvolta impiegati in via eccezionale nei circuiti LVLE (Low-voltage limited-energy, circuiti di bassa tensione con energia limitata) apparecchi senza certificazione. UL Italia e ETL Intertek Italia applicano in questi casi la “regola dei 100 Watt”, che solitamente fa riferimento ad applicazioni in condizioni di bassa tensione 24 V (tensione ai morsetti aperti

< 30 V) e di correnti massime fino a 4 A. In questo caso devono essere considerate anche condizioni aggiuntive secondo l‘Appendice B dello standard UL 508A (ad es. esecuzione di circuiti di classe 2). Le apparecchiature utilizzate nei circuiti principali, in particolare tutti i dispositivi di protezione, devono essere sempre ispezionate e approvate da un NRTL e devono essere utilizzate conformemente a NEC/CEC e allo standard di prodotto (Tabella 1, punti 2 e 3).

• Modifiche, processo di riapprovazione dell‘impianto A questo proposito occorre ribadire che i prodotti certificati non possono in linea di massima essere modificati o alterati, per evitare il decadimento della certificazione, ad esempio tagliando la spina dei dispositivi certificati per colle- gare i fili esposti ai morsetti (Tabella 1, Punto 3, -Manipolazione-). La soluzione ideale consiste nello scegliere prodotti con una certificazione adeguata per l‘installazione in ambito industriale e nei quadri elettrici (esistono tuttavia ispettori più tolleranti di altri rispetto alla pratica di tagliare la spina per adat- tarla all‘impiego industriale). Nei casi di -Modifica, manipolazione- rientra anche la sostituzione con componenti non identici (di altro tipo o marca) all‘interno di combinazioni High Fault testate e certificate. Anche le modifiche e gli ampliamenti di quadri elettrici certificati possono rendere necessario un nuovo processo di ispezione e approvazione (Tabella 1, Punto 7, -Processo di riapprovazione dell‘impianto-).

• Alimentatori

I trasformatori e gli alimentatori rientrano nel gruppo di prodotti in cui l‘uso di apparecchiature non certificate secondo standard adeguati può cau- sare problemi gravi. I requisiti relativi

agli apparecchi di classe 2 con separazione galvanica e adeguata separazione dei circuiti spesso non vengono rispettati. Nella scelta dei trasformatori e degli alimentatori si dovrebbe rispet- tare lo standard corretto per il tipo di applicazione e utilizzare Listed Compo- nents al posto di Recognized Compo- nents (Tabella 2, Punto 7). Spesso sui secondari degli alimentatori vengono utilizzati interruttori di protezione linea (Supplementary Protectors) per la ripartizione nei singoli circuiti. Tuttavia non è garantito per tutti gli alimentatori che in caso di corto circuito possa scorrere una corrente sufficiente a far intervenire l‘organo di protezione. Oltre alla mancanza di una protezione adeguata, ciò significa che la segnalazione di guasto non può essere annunciata mediante un contatto ausiliario dell‘interruttore di protezione con conse- guente difficoltà di individuazione del guasto o di diagnostica a distanza.

• Errori correlati all‘impiego

• Interruttori di protezione linea (Supplementary Protectors) Un altro errore grave risiede nell‘impiego di dispositivi di protezione contro le sovracorrenti, soprattuto

nei circuiti principali, inadeguati e sprovvisti della necessaria certificazione come Branch Circuit Protective Devices (BCPD) (interruttori di protezione delle linee di derivazione). I BCPD saranno descritti più avanti. Gli interruttori di protezione linea internazionali, secondo IEC/ EN 60898, soddisfano nel Nord America soltanto i requisiti imposti per i Supplementary Protectors secondo UL 1077/ CSA C22.2 No. 235-04 (R2009). Questi dispositivi possono essere utilizzati nel Nord America esclusivamente per una protezione aggiuntiva e integrativa (Tabella 2, Punto 4). Possono essere certificati esclusivamente come Recognized Components e in generale sono noti come i prodotti più erroneamente utilizzati. Ogni ispettore NRTL e AHJ è a conoscenza di questo problema. Nell‘area di applicazione IEC, gli interruttori di protezione linea vengono erroneamente utilizzati come Branch Circuit Protective Devi- ces per il mercato nordamericano e ciò rappesenta probabilmente uno dei problemi più frequenti nei prodotti destinati all‘esportazione. Per essere corretto, l‘uso dovrebbe avvenire nei circuiti in cui non è richiesta alcuna protezione da parte di un BCPD, ad es. nei secondari di un trasformatore Figura 3: A destra è illustrato l‘interruttore automatico di potenza IEC FAZ…, spesso uti- lizzato nel mondo IEC come interruttore di protezione delle linee di derivazione. Nel Nord America esso può essere certificato a norma UL 1077/CSA C22.2 No. 235-04 (R2009) solo come Supplementary Protector e può essere utilizzato esclusivamente per una protezione aggiuntiva o integrativa. Nel dispositivo a sinistra (FAZ..-..-NA) le distanze di isolamento in aria e superficiali nei morsetti di ingresso e uscita sono state ampliate. Questi disposi- tivi sono stati testati e certificati a norma UL 489/CSA C22.2 No. 5-09. Questi interruttori, come tutti gli interruttori automatici di potenza, possono essere utilizzati come Branch Circuit Protective

MCCB per

Feeder e Branch Circuit Protection USA: UL 489

Canada: CSA C22.2 No. 5-09 Grandi distanze di isolamento in aria e superficiali

LISTED Component 

MCB per

Supplementary Protection USA: UL 1077

Canada: CSA C22.2 No. 235

Piccole distanze di isolamento in aria e superficiali

Recognized Component 

IEC / EN 60 898

Attenzione! Una scelta scorretta rientra tra i 10 errori più frequenti, causa di contesta- zione durante i collaudi negli USA.

MCB = Miniature Circuit Breaker

MCCB = (Miniature) Molded Case Circuit Breaker

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di comando o a valle di un BCPD.

Anche i conduttori che portano carichi - anche se a bassa o bassis- sima tensione -e che fuoriescono dal quadro elettrico devono essere protetti con BCPD. Va notato che i Supplementary Protectors possono interrompere e proteggere i circuiti DC. Indipendentemente dal livello di tensione e sia nei Power Circuits (circuiti di alimentazione) che nei Control Circuits (circuiti di comando), la targa dati deve riportare il potere di interru- zione. Nel frattempo è stata elaborata una variante di questi interruttori di protezione con distanze di isolamento in aria e superficiali maggiori. Questi dispositivi FAZ..-..-NA di Eaton sono stati perfezionati mediante prove aggiuntive e trasformati in interruttori automatici di potenza (Listed Molded Case Circuit Breakers) secondo UL 489/ CSA C22.2- No. 5-09 (Figura 3).

Per questa serie di interruttori automatici di potenza sono disponibili sistemi di sbarre/blocchi sbarre approvati.

• Interruttori per protezione motore (Manual Motor Controllers) Come indicato nella Tabella 2, Punto 5, anche gli interruttori per protezione motore IEC sono certificati

nel Nord America solo come Manual Motor Controllers/Manual Motor Pro- tectors/ Motor Protective Switches secondo UL 508, pertanto inadeguati ad essere utilizzati come Branch Circuit Protective Devices. Come descritto più avanti, essi possono essere utilizzati esclusivamente per la protezione motore in Nord America, anche se dotati di morsetti aggiuntivi sul lato di ingresso e con maniglia lucchettabile (UL 508 Type E, Manual Self-Protected Combination Motor Starters). Recen- temente possono essere utilizzati per proteggere, in alcune circostanze, anche i convertitori di frequenza. Un altro errore comune e molto frequente consiste nell‘impiego di interruttori per protezione motore anche per l‘in- terruzione e la protezione di altri tipi di carico. L‘interruttore per protezione motore PKZM4 è stato nel frattempo ulteriormente perfezionato mediante l‘ampliamento delle distanze di isolamento in aria e superficiali su lato ingresso e uscita e in seguito ad altri test, diventando una variante certificata di interruttore automatico di potenza PKZM4-..-CB, secondo UL 489/ CSA C22.2- No. 5-09. In virtù dei suoi valori di potenza esso può essere utilizzato a livello universale (Figura 4). Questa variante di interruttore automatico di potenza commuta e protegge tutti i tipi

di carico e offre un SCCR (Short Circuit Current Rating, valore nominale di corrente di corto circuito) elevato.

• Gradi di protezione IP…, secondo IEC/EN

Un errore particolarmente grave è l‘utilizzo di standard non americani. Ad esempio i codici IP... internazionali ai sensi di IEC/EN 60 529 per i gradi di protezione contro il contatto acciden- tale e la penetrazione di corpi estranei e liquidi, non hanno alcun significato nel Nord America (Tabella 2, Punto 6).

È essenziale utilizzare esclusivamente classificazioni UL/ CSA…, ad esempio UL/CSA Type 4X (ex NEMA 4X) (Tabella 3). La differenza tra i gradi di protezione NEMA¹² e i gradi di protezione UL/CSA consiste nel fatto che questi ultimi sono testati e soprattutto certificati da NRTL, mentre i NEMA rappresentano esclusivamente indicazioni certificate dal produttore.

• Materiale per il cablaggio

12 NEMA = National Electrical Manufacturers Asso- ciation = http://www.nema.org/

Impiego per lo più solo con morsetto aggiuntivo

BK50/3-PKZ4-E possibile UL 508

PKZM4

solo 55 mm di larghezza

Interruttore automatico di potenza Circuit Breaker

secondo UL 489 PKZM4-..-CB Assoluta novità!

Correnti nominali:

16, 25, 32 A SCCR:

65 kA / 480Y/277 V 22 kA / 600Y/347 V

Non si tratta di interruttore automatico di potenza secondo IEC. Non si tratta di dispositivo per il mercato mondiale

Grandi distanze di isolamento in aria e superficiali

PKZM4-..-CB

Grandi distanze di isolamento in aria e superficiali

Figura 4: L‘interruttore per protezione motore (Manual Motor Controller) PKZM4, a norma UL 508/CSA C22.2 No. 14-05 è stato ulterior- mente perfezionato mediante l‘ampliamento delle distanze di isolamento in aria e superficiali su lato ingresso e uscita e in seguito ad altri test diventando una variante certificata di interruttore automatico di potenza PKZM4-..-CB, secondo UL 489/CSA C22.2- No. 5-09.

L‘interruttore automatico di potenza PKZM4-..-CB può essere utilizzato come Branch Circuit Protective Device, mentre invece l‘interrut- tore per protezione motore non può essere utilizzato a questo scopo.

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L‘uso di materiali di cablaggio inadeguati (Tabella 1, Punto 3, -Direttive di cablaggio e installazione-) per una particolare applicazione è tanto frequente quanto l‘utilizzo di standard scorretti.

Lo standard NFPA 79, edizione 2007, ha notevolmente limitato l‘impiego di conduttori AWM (Recognized Appliance Wiring Material) certificati UL 758. Al loro posto possono essere utilizzati i conduttori MTW (Listed Machine Tool Wire), certificati UL 1063. La situazione attuale è molto confusa. Vari costruttori di cavi richia- mano l‘attenzione sul fatto che per motivi tecnici non tutti i conduttori AWM possono essere sostituiti con conduttori MTW. Vi sono pertanto segnali secondo cui che le limitazioni imposte da NFPA 79 potrebbero essere annullate o modificate. Al momento è consigliabile consultare il proprio fornitore di cavi e condut-

tori per avere informazioni precise in merito alla situazione attuale. Con- viene anche considerare particolari caratteristiche di lavorazione, come la resistenza agli oli, l‘idoneità della catena portacavi, l‘omologazione per Cable Trays e Exposed Run. È importante descrivere chiaramente al fornitore l‘applicazione esatta per poter ottenere informazioni esaurienti.

Indicare anche per quali temperature ambiente i conduttori e i cavi sono certificati. A volte l‘omologazione avviene solo per una temperatura ambiente di 30 °C. Secondo gli standard UL i componenti e gli impianti certificati per l‘Industrial Control sono utilizzabili normalmente fino a 40 °C. Come per IEC, esistono diversi fattori di riduzione per la determinazione della resistenza al carico dei conduttori. Tale resistenza di cavi e conduttori non dovrebbe essere sfruttata completamente, per evitare

sorprese e discussioni future in merito al surriscaldamento nel quadro elettrico e sulla macchina. Anche a questo proposito è consigliabile lasciarsi consigliare dal fornitore di cavi e conduttori. I rappresentanti delle agenzie di certificazione NRTL in Europa consi- gliano anche, laddove possibile, di fissare i cavi direttamente alla macchina, incluse le canaline portacavi tra le singole macchine. Si dovrebbe assolutamente evitare di fissare il cablaggio a elementi dell‘edificio, perché ciò impli- cherebbe la necessità di conformarsi ad altri capitoli di NEC o CEC. L‘ideale sarebbe poter avere solo i conduttori di alimentazione del quadro elettrico della macchina installati in canaline.

Chiunque sia interessato alla tecnica di installazione nordamericana dovrebbe consultare il manuale relativo a NEC 2011 [4] e riconoscere la necessità di avere un partner americano, dal Grado di protezione

nordamericano Impiego

Grado di protezione IP sommariamente equivalente**

secondo IEC/EN 60529, DIN 40050

Grado di protezione

nordamericano Impiego

Grado di protezione IP sommariamente equivalente**

secondo IEC/EN 60529, DIN 40050 UL/CSA Type 1

Utilizzo generale Uso indoor IP20

UL/CSA Type 4

A tenuta di polvere, impermeabile all‘acqua, impermeabile alla pioggia

Uso indoor o

outdoor* IP66

UL/CSA Type 2

A tenuta di goccia Uso indoor IP22

UL/CSA Type 4 X A tenuta di polvere, impermeabile all‘acqua, impermeabile alla pioggia e resistente alle intemperie

Uso indoor

o outdoor* IP66

UL/CSA Type 3

A tenuta di polvere, impermeabile alla pioggia, resistente a grandine e ghiaccio

Uso outdoor IP55 UL/CSA Type 5

A tenuta di goccia, a

tenuta di polvere Uso indoor IP53

UL/CSA Type 3 R Impermeabile alla pioggia, resistente alla grandine e al ghiaccio

Uso outdoor IP24

UL/CSA Type 6

Impermeabile alla pioggia, a tenuta d‘acqua, immergibile, resistente a grandine e ghiaccio

Uso indoor

o outdoor* IP67

UL/CSA Type 3 S A tenuta di polvere, impermeabile alla pioggia, resistente a grandine e ghiaccio

UL/CSA Type 12 Impiego nell‘industria, a tenuta di goccia, a tenuta di polvere

Uso indoor IP54

UL/CSA Type 3 X, 3 RX, 3 SX

come 3, 3R, 3S, ma resistente alla corrosione

UL/CSA Type 13 A tenuta di polvere, a tenuta d‘olio, a tenuta di goccia

Uso indoor IP54

utilizzo generale:

a tenuta di goccia:

a tenuta di polvere:

impermeabile alla pioggia:

resistente alle intemperie:

general purpose drip-tight dust-tight rain-tight rain-proof weather-proof

a tenuta d‘acqua:

immergibile:

resistente al ghiaccio:

resistente alla grandine:

resistente alla corrosione:

a tenuta d‘olio:

water-tight submersible ice resistant sleet resistant corrosion resistant oil-tight

* Prendere nota delle marcature e delle indicazioni del produttore! ** I gradi di protezione IP non possono sostituire i gradi di protezione nordamericani!

Tabella 3: L‘indicazione dei gradi di protezione IP rappresenta un confronto di carattere generale. Un confronto più preciso non è possi- bile, in quanto le prove relative al grado di protezione ed i relativi criteri di valutazione sono differenti. Gli UL/CSA Types sostituiscono i precedenti NEMA Types. Gli UL/CSA Types si differenziano dai NEMA Types perché sono gradi di protezione testati e certificati nel Nord America (con omologazione da parte di terzi). I gradi di protezione nordamericani corrispondono a NEC (NFPA70), CEC, UL 50, UL 50E, CSA-C22.2 No. 94-M91 (2006), NEMA 250 -2008.

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momento che le pratiche di mercato e le consuetudini d‘uso, nonché il materiale utilizzabile, differiscono sensibil- mente dalle soluzioni IEC.

• Cablaggio/posa dei cavi

I canali certificati per l‘installazione esterna ai quadri elettrici, così come le canaline portacavi certificate all‘interno dei quadri elettrici non devono essere caricati con cavi, conduttori o fili per oltre il 50% della loro capacità. Infatti a questo proposito si verificano spesso contestazioni da parte degli ispettori e eventuali modifiche sono concesse solo in misura molto limitata. Se le canaline portacavi sono troppo piccole, il problema è difficilmente risolvibile, perché è necessario liberare dello spazio nel quadro elettrico. In fase di progettazione è necessario considerare che i conduttori AWG americani¹³ hanno una maggiore quantità di rame in sezione e un isolamento più spesso rispetto ai conduttori IEC. La densità di impacchettamento dei componenti e del cablaggio nel quadro elettrico è in molti casi troppo elevata. I quadri elettrici nordamericani sono normalmente configurati per avere uno spazio di cablaggio maggiore e per alloggiare dispositivi di comando e protezione di grandi dimensioni. Queste condizioni di spazio “americane” sono normali per l‘Authority Having Jurisdiction, che le utilizza come base per la valutazione delle apparecchiature di importazione.

Un altro errore di cablaggio e posa dei cavi consiste spesso nella mancata separazione dei conduttori di potenziale differente, ad esempio quelli che prele- vano la tensione a monte dell‘interruttore principale e che possono essere circuiti di classe 2, o quelli utilizzati come interblocco elettrico, provenienti da altri apparecchi di comando che non si disinseriscono con l‘interruttore generale. Tutti i conduttori in una canalina portacavi devono avere un grado di isolamento adeguato alla massima tensione presente nella canalina. Spesso la tensione di isolamento dei cavi bus, talvolta isolati solo per 150 V, non viene considerata. È rigorosamente necessario utilizzare sempre conduttori certificati con i colori di cablaggio propri del mercato nordamericano. L‘impiego di conduttori con schemi di codifica a colori errati è spesso considerato un errore grave e frequente. L‘uso di schemi di codifica a colori diversi nel mondo IEC costituisce un notevole

13 AWG = American Wire Gauge

ostacolo alla realizzazione di un vero e proprio mercato mondiale delle macchine. Per gli Industrial Control Panels for Machinery è prevista una marcatura delle estremità dei cavi ai sensi di NFPA 79, che non è definita in termini di tipo di esecuzione. Questo requisito causa notevoli e frequenti difficoltà e gli errori contestati devono essere corretti con enorme fatica e dispendio se l‘impianto è già stato completato.

Spesso questo non rappresenta un grande problema, però, per quelle che sono le abitudini italiane.

Feeder e Branch Circuits (circuiti di alimentazione e derivazione)

Per comprendere gli errori di cui al Punto 2 della Tabella 2 è necessario prima spiegare i termini “Branch Circu- its” (circuiti di derivazione del carico) e

“Feeder Circuits” (circuiti di alimentazione e distribuzione dell‘energia) non immediatamente comprensibili per il mondo IEC.

Normalmente questi termini non andreb- bero tradotti, perché nelle altre lingue non esistono espressioni equivalenti e soprattutto requisiti connessi relativi ai dispositivi di comando e protezione certificati. Inoltre i termini originali facilitano la comunicazione con i nordamericani.

La Figura 5 mostra come questi termini vengono utilizzati. La maggiore difficoltà Figura 5: Spiegazione dei termini Feeder Circuits e Branch Circuits con distanze di isola- mento in aria e superficiali ampliate o normali. La mancata osservanza di questa linea di confine porta spesso a errori difficilmente rimediabili.

f x mm

Esempio:

Distanze di isolamento superficiali spacing over surface, creepage distance Distanze di isolamento in aria

spacing through air, clearance, air gap Parti conduttrici

live parts

Figura 6: Le distanze di isolamento in aria e superficiali dimensionate in funzione della tensione impediscono carichi eccessivi di tensione sulla superficie del materiale isolante o scariche elettriche attraverso l’aria. Per il Nord America le distanze devono essere mag- giori rispetto a quelle indicate nelle direttive IEC.

➡ ➡

Main distribution system or

or

I morsetti di collegamento del BCPD sono considerati parte del circuito Feeder Il Branch Circuit termina con il BCPD (visto dal lato del carico)

incoming side

Load side Main switch

Branch Circuit Protective Device

I morsetti di collegamento del BCPD sono considerati parte del circuito Feeder

Branch Circuit Protective Device

Il Branch Circuit termina con il BCPD (visto dal lato del carico) Busbar system

Busbar system Industrial control panel Feeder Circuits Large creepage and clearance distances

Branch Circuits small creepage and clearance distances

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di comprensione risiede spesso nell‘identificazione di confini adeguati tra queste forme di circuiti di alimentazione. I confini sono definiti essenzialmente dai Branch Circuit Protective Devices (BCPD, interruttori di protezione delle linee di derivazione) di seguito descritti. La Tabella 4 mostra le definizioni dei circuiti in linea con NEC. Nei Feeder Circuits possono essere utilizzati esclusivamente dispositivi con grandi distanze di isolamento in aria e superficiali sui collegamenti dei circuiti principali, secondo la Tabella 5.

Grandi distanze di isolamento in aria e superficiali devono essere presenti anche tra i morsetti di alimentazione da un lato e i morsetti della corrente ausiliaria o di comando dall‘altra, così come verso i componenti a terra. Nei Branch Circuits possono essere utilizzati dispositivi con distanze di isolamento in aria e superficiali “normali”, simili a quelle conformi a IEC, come illustrato nella Tabella 6. Naturalmente nei Branch Circuits possono essere utilizzati anche dispositivi con distanze di isolamento in aria e superficiali maggiori. La Figura 6 mostra che cosa si intende per distanze di isolamento in aria e superficiali e come devono essere applicate le distanze riportate nelle Tabelle 5 e 6 . Le distanze indicate sono valori minimi al di sotto dei quali non è possibile scendere. I produttori dei componenti sono i principali responsabili del rispetto di tali distanze.

L‘installatore dovrà garantire il rispetto delle distanze necessarie tra i componenti adiacenti e i componenti messi a terra. Lo spazio di sfiato degli interruttori automatici di potenza è un aspetto spesso ignorato dai costruttori di quadri.

Questa omissione è un errore molto difficile da correggere in un secondo tempo. Il problema non è direttamente correlato alle distanze di isolamento in aria e superficiali, ma dipende dalla tensione. È pertanto fondamentale seguire le istruzioni del costruttore in relazione al dimensionamento degli spazi di sfiato e utilizzare i mezzi opzionali offerti e le calotte, in particolare per l‘impiego nel Nord America. Secondo le direttive IEC tali componenti servono principalmente per la protezione contro il contatto. Nel Nord America essi sono assolutamente necessari per il rispetto delle distanze di isolamento in aria e superficiali tra le fasi e verso la piastra di montaggio, in particolare se si utilizzano capicorda. Per questi componenti aggiuntivi esistono istruzioni di montaggio consegnate all‘utente insieme alla documentazione della macchina. Il produttore avrà la responsabilità di mettere a disposizione dell‘utente tutte le informazioni necessarie. Le distanze di isolamento prescritte non possono essere sostituite nel Nord

America con le certificazioni della resistenza alla tensione rilasciate in seguito a prove alla tensione impulsiva, come consentito da IEC/EN. Per ottenere le distanze di isolamento in aria e superficiali necessarie, le superfici dei dispositivi di comando e protezione sono spesso disomogenee, dal momento che sono necessarie scanalature e sporgenze per realizzare le necessarie distanze di isolamento. Per gli interruttori automatici di potenza e i sezionatori di carico Eaton è possibile scegliere la direzione di alimentazione. Questa possibilità è considerata con attenzione dagli AHJ, perché gli interruttori che possono essere alimentati esclusivamente dall‘alto devono essere contrassegnati con la parola “Line” sui morsetti di alimentazione.

Il confine tra Branch Circuits e Feeder Circuits risulta più evidente immaginando di trovarsi sul lato carico dell‘apparecchiatura e guardando nella direzione da cui proviene l‘energia (Figura 5). L‘ultimo (primo) dispositivo di protezione, che protegge l‘intero circuito di derivazione (cavi, apparecchi di comando, carico) è il Branch Circuit Protective Device, che deve soddisfare i requisiti per tale tipo di dispositivo. Tra il BCPD e il carico possono essere inseriti altri dispositivi di protezione. Ad esempio il BCPD può essere l‘elemento di protezione collegato a monte per un gruppo di Motor Control- lers/Manual Motor Protectors (interruttori per protezione motore) (Figura 7).

Gli interruttori di protezione motore (in questo caso senza morsetti aggiuntivi) sono posizionati tra il carico (motore) e il BCPD e svolgono una funzione protet- Definizioni secondo NEC

Feeder Circuits

Conduttori ed elementi del circuito tra i diversi tipi di alimentazione e il lato alimentazione dei Branch Circuit Overcurrent Protective Devices (BCOPD).

Branch Circuits

Conduttori ed elementi del circuito a valle dell‘ultimo dispositivo di protezione dalla sovracorrente, che protegge un carico.

Tabella 4: Definizioni, non tradotte in modo letterale, dei termini Feeder Circuits e Branch Circuits. Nel Nord America il termine “sovracorrente” comprende correnti di sovraccarico, correnti di corto circuito e correnti di terra. Nelle definizioni non vi sono limitazioni in termini di livello di tensione. Pertanto le definizioni sono valide anche per circuiti di bassa tensione.

Distanze di isolamento in aria e superficiali nell‘area di alimentazione (Feeder Circuit)

≤ 125 V 126 – 250 V 251 – 600 V

Distanza di isolamento in aria 12,7 mm 19,1 mm 25,4 mm Distanza di isolamento

superficiale 19,1 mm 31,8 mm 50,8 mm

tra conduttori sotto tensione e la custodia

12,7 mm 12,7 mm 25,4 mm

➡

Tabella 5: Distanze di isolamento in aria e superficiali minime nei Feeder Circuits, ad esempio per le tensioni tipiche nordamericane 480 e 600 V, e le Slash Voltages 480Y/277 V o 600Y/347 V.

Distanze di isolamento in aria e superficiali nell‘area dei circuiti di derivazione (Branch Circuit)

≤ 125 V 126 – 250 V 251 – 600 V

Distanza di isolamento in aria 3,2 mm 6,41 mm 9,5 mm Distanza di isolamento

superficiale 6,4 mm 9,5 mm 12,7 mm

tra conduttori sotto tensione e la custodia

12,7 mm 12,7 mm 12,7 mm

➡

Tabella 6: Distanze di isolamento in aria e superficiali minime nei Branch Circuits, ad esempio per le tensioni tipiche nordamericane 480 e 600 V, e le Slash Voltages 480Y/277 V o 600Y/347 V.