Impianti elettrici - Soluzione (12667)

RISOLUZIONE

Proposta n° l

Ipotesi aggiuntive:

- La linea principale si suppone composta da tre cavi unipolari in EPR, U /U = 0.6/1kV posti

o

da soli in tubo interrato in un cavedio ventilato.

- Si suppone che la linea di derivazione verso la lampada sia composta da due cavi unipolari

sempre in EPR, U /U = 0.6/1kV posti da soli in tubazione in pvc.

o

- Caduta di tensione percentuale massima ammessa tra gruppo misure e lampade ∆V% = 4

Calcolo numero lampade e relativa disposizione

Dall’analisi del testo si evince che il numero delle lampade, suddividendole lungo il percorso

stradale, sarà di n°18 (540m/30m = 18), con un'alimentazione sulle tre fasi (6 lampade per ciascuna

fase). La prima lampada sarà posizionata a 15 m dall’inizio della strada e l’ultima a 15m prima della

sua fine (vedere disegno con vista in pianta allegato).

La linea principale sarà costituita da tre cavi bipolari con neutro, che partono sotto la propria

protezione e in corrispondenza degli apparecchi illuminanti vengono diramati verso le singole

lampade. Queste ultime vengono alternate sulle tre fasi (Es. sulla fase tre le lampade verranno

posizionate rispettivamente a 155, 245, 335, 425, 515, 605m dal quadro di azionamento).

Calcolo della sezione

Per il dimensionamento, rientrando nella categoria delle linee con carichi distribuiti, verrà utilizzato

il metodo dei momenti amperometrici.

P = potenza assorbita da ogni apparecchio = 250+27= 277W

l = P /(V* cosϕ) = 1.34A

I 1 l

Potenza assorbita da una fase = 6*277 = 1662W

Corrente d’impiego di una fase = 1662/(230*0.9) = 8.03A

I = I cosϕ = 1.20A

1r 1*

= I senϕ = 0.58A

I 1l 1* Σ

= L I 1.20*(0.155+0.245+0.335+0.425+0.515+0.605) = 2.74 Akm

Momento resistivo = M r i i* ir =

Σ

Momento induttivo = M = L I 0.58*(0.155+0.245+0.335+0.425+0.515+0.605) = 1.32 Akm

l i i* il =

ρ Ωmmq/km

ρ = (234.5+90)/254.5 = 22.69

Resistività rame a 90°C = 90 90*

Supponendo una caduta di tensione percentuale massima sulla linea principale pari al 3.5% (∆V’%

= 3.5%) si ha:

- ∆V’ = 3.5*230/100 = 8.05 V

- Caduta di tensione di fase ∆E’ = ∆V’/2 = 4.025V

ρ

- Sezione della linea principale: S = M /( ∆E’-X * M ) = 16 mmq

90* r l l

Ω/km

= 0.1 perché trattasi di linea in cavo

Avendo supposto X

l

Considerando il caso peggiore dell’ultima lampada, alla massima caduta di tensione della linea

principale si dovrà sommare quella dei 9m di cavo dalla linea derivata si ha:

- Caduta di tensione percentuale linea derivata ∆V’’% = (2* I L(r cosϕ+ X senϕ)*100)V =

1 l l n

0.087

Quindi nel caso peggiore la caduta di tensione complessiva sarà 3.5%+0.087% = 3.587%

Per la linea derivata si sceglierà una sezione di 2.5 mmq in EPR in tubazione costituita da due

conduttori unipolari più protezione che ci garantisce sia rispetto alla portata (24 A) maggiore della

corrente assorbita da ogni singola lampada (1.34 A) sia rispetto alla caduta di tensione complessiva.

La portata della linea principale tenendo conto del raggruppamento dei cavi e del fatto che il

cavedio sarà ventilato avremo una portata di 73 A, molto maggiore della corrente d’impiego (8.04

A).

Quindi le sezioni scelte 16mmq per la linea principale e 2,5mmq per quelle derivate rispettano sia la

massima caduta di tensione ammissibile sia la condizione di massima corrente di impiego in

relazione alla portata della linea.

Protezione dai contatti indiretti:

Essendo il sistema di distribuzione di tipo TT la protezione verrà realizzata coordinando i

dispositivi d'interruzione dell'alimentazione presenti sulle varie linee (interruttori con sganciatore

differenziale) con l'impianto di terra, costituito dall’interconnessione delle terre dei sostegni e dei

singoli apparecchi di illuminazione. Perchè tale protezione sia efficace la resistenza dell'impianto di

terra complessiva dovrà rispettare la seguente disequazione: R < 50/0,03 (50V è la tensione di

E

contatto limite convenzionale e 0,03A è la corrente d'intervento differenziale maggiore presente

nell'impianto). Tale relazione sarà facilmente verificata visto che si possono ritenere in parallelo le

terre dei singoli sostegni e quindi la resistenza di terra complessiva sarà un diciottesimo di quella di

ogni sostegno. Tutte le masse e le masse estranee dovranno essere collegate all'impianto di terra.

Protezione dai contatti diretti:

La protezione da realizzare dovrà essere di tipo totale, cioè adeguata ad un ambiente con presenza

di personale non addestrato. Tale protezione verrà realizzata attraverso l'isolamento delle parti

attive, con isolanti adeguati e con l'utilizzo di involucri con grado di protezione minimo IP4X

(oppure IPXXD). I differenziali ad alta sensibilità costituiscono una protezione addizionale per i

contatti indiretti.

Criteri di scelta delle apparecchiature di manovra e protezione presenti nei quadri:

Per le apparecchiature di manovra la scelta sarà determinata dalla tensione nominale, dal numero di

poli e dalla corrente nominale (I > I ).

n b

Per gli interruttori magnetotermici si dovrà rispettare la seguente disequazione: I < I < I per la

b n z

protezione dal sovraccarico e le seguenti disequazioni: I (potere d'interruzione)> I (nel punto

cn cc

d'installazione) e I²t < (KS)² per la protezione dal corto circuito. Il potere d'interruzione nel nostro

caso è supposto pari a 6 kA.

La corrente d'intervento differenziale per i magnetotermici differenziali sarà di 30mA.

Nella scelta degli interruttori si terrà conto che all’accensione l’assorbimento sarà pari a 12 A, cioè

1,5 la In.

Per le caratteristiche tecniche vedere gli allegati che riporteranno lo schema elettrico unifilare del

quadro “QG” e la vista in pianta della distribuzione impiantistica “P1”.

Allegato 1

Allegato 2

Proposta n° 2

(Per tale proposta saranno esposti due metodi risolutivi dipendenti dalla scelta della formula del

∆V, di seguito verranno indicate rispettivamente come I° metodo e come II° metodo)

Ipotesi aggiuntive:

- Si suppone che i carichi alimentati dai vari gruppi di prese abbiano tutti cosϕ = 0.8.

- Le linee saranno tutte realizzate con conduttori unipolari in EPR in tubazione in aria senza

altri conduttori affiancati e con tensioni d’isolamento U /U = 0.6/1kV.

o

Calcolo correnti nei vari tratti

I = P /(1.73*400*0.8) = 32.47 A

BC C

I = 21.65 A

BD

I = 16.23 A

B

I = I I I 70.35 A

AB BC + BD + B =

I° metodo risolutivo

Per la caduta di tensione sui vari tratti si userà sempre la seguente formula:

∆V = 1.73*I*L*(r * cosϕ+X senϕ) dove I è la corrente che interessa la linea e L la sua lunghezza.

l l*

Per la reattanza la seguente:

ω*l

= dove l va ricercata sulle tabelle in relazione alla sezione e alle tensioni d’isolamento.

X

l

∆V = 4.32V

AB = 2V

∆V

BC

∆V = 2.88 V

BD

∆v = 4.32+2.88= 7.2V

max 7.2*100/400 = 1.8%

∆v max% =

La portata della linea AB con le ipotesi fatte risulterà essere 88 A quindi la massima corrente che si

potrà avere in aggiunta, sempre con cosϕ = 0.8 al carico C, risulterà: 88-70.35 = 17.65 A, a cui

corrisponde una potenza P = 9.78kW. ù

La potenza massima totale concentrabile in C sarà quindi Pmax = 18+9.78= 27.78kW.

Con tale modifica le cadute di tensioni saranno:

∆V = 5.41V

AB

∆V = 3.08V

BC

∆V = 5.41+3.08 = 8.49V

AC

∆V % = 8.49*100/400 = 2.12%

AC

Nei confronti della caduta di tensione percentuale massima (4%) si sarebbe potuto ancora

aumentare la corrente assorbita da C però si sarebbe superata la portata della linea AB rendendola

non più adatta alla corrente d’impiego richiesta dai carichi.