Le sovracorrenti

La sovracorrente è una corrente che supera la portata (Iz) di un cavo elettrico producendo un aumento di temperatura che può danneggiare l’isolamento del cavo stesso. Le sovracorrenti si dividono in:

sovraccarico: si verifica in un circuito elettricamente sano e può essere tollerato per un certo periodo di tempo prima della sua interruzione poiché è interessato da una corrente fino ad un massimo di dieci volte la corrente nominale;

cortocircuito: avviene solo in seguito ad un guasto e, a causa delle elevate correnti, viene interrotto immediatamente.

È necessario che i conduttori di un circuito elettrico siano protetti da almeno un dispositivo in grado di interrompere automaticamente l’alimentazione quando si produce una sovracorrente.

Tipi di dispositivo di protezione

I dispositivi di protezione più comuni sono gli interruttori automatici magnetotermici e i fusibili.
Il magnetotermico è dotato di un dispositivo sensibile alla temperatura del cavo (relè termico) e di un dispositivo che interviene istantaneamente per le elevate correnti di corto circuito (relè magnetico). Questo generalmente è più costoso rispetto ad un fusibile, tuttavia, è facilmente riarmabile quando interviene; può avere tempi di intervento diversi a seconda della curva caratteristica e può essere dotato di accessori aggiuntivi.
Il fusibile è solitamente meno costoso ma si fonde in caso di sovracorrente e deve essere sostituito dopo l’intervento. Il suo comportamento è strettamente legato alla corrente che lo attraversa, infatti, tanto maggiore è la sovracorrente tanto minore sarà il tempo necessario al fusibile per interrompere il circuito.

Scelta del dispositivo di protezione contro le sovracorrenti

La corrente nominale del dispositivo di protezione (In) deve risultare superiore alla corrente di impiego (Ib), in modo da non dar luogo ad interventi intempestivi, e allo stesso tempo è necessario che sia inferiore alla portata del cavo, in modo da non consentire correnti che possano degradarlo:

Ib ≤In ≤Iz

Ib: corrente d’impiego [A]
In: corrente nominale del dispositivo di protezione [A]
Iz: portata del cavo [A]

Inoltre, la corrente di sicuro funzionamento (If), che è la corrente che assicura l’effettivo funzionamento del dispositivo di protezione entro il tempo convenzionale, deve essere inferiore a 1,45 volte la portata del cavo:

If ≤ 1,45 Iz

If: corrente di sicuro funzionamento [A]
Iz: portata del cavo [A]

È ammissibile, quindi, sovraccaricare il cavo fino al 45% in più rispetto alla sua portata purché questo sovraccarico non permanga oltre il tempo convenzionale (1 h o 2 h).

Utilizzando gli interruttori automatici la verifica If ≤ 1,45 Iz è sempre automaticamente soddisfatta.
Diversamente, servendosi di fusibili, la corrente di funzionamento è uguale a 1,6 volte la corrente nominale, pertanto è sempre necessario valutare la suddetta condizione.
A tal proposito:

If = 1,6 In
1,6 In ≤ 1,45 Iz

quindi:

Ib ≤ In ≤ 0,906 Iz

If: corrente di sicuro funzionamento [A]
Ib: corrente d’impiego [A]
In: corrente nominale del dispositivo di protezione [A]
Iz: portata del cavo [A]

Dunque, per proteggere un cavo dai sovraccarichi mediante fusibili è necessario che la corrente nominale del fusibile non superi il 90% della portata del cavo.

Potere di interruzione

Il potere di interruzione (Pdi) rappresenta la corrente massima che il dispositivo è in grado di interrompere in caso di guasto (aprendo il circuito elettrico) e non deve essere inferiore alla corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione:

Icc ≤ Pdi

Icc: corrente di cortocircuito [A]
Pdi: potere d’interruzione del dispositivo di protezione [A]

La norma CEI 0-21 indica il valore della corrente di cortocircuito massima nel punto di connessione (morsetti a valle del contatore):

• 6 kA per le forniture monofase
• 10 kA per le forniture trifase con potenza fino a 33 kW
• 15 kA per le forniture trifase con potenza superiore a 33 kW

Ne risulta, quindi, che subito a valle di un contatore per fornitura monofase è opportuno installare un dispositivo con potere di interruzione di almeno 6000 A. Tuttavia, man mano che ci si allontana dal punto di connessione, l’impedenza dei cavi fa diminuire notevolmente la corrente di cortocircuito, pertanto, a seconda della sezione e della lunghezza del cavo, è possibile utilizzare un dispositivo con potere di interruzione di 4500 A (e in alcuni casi anche inferiore). Per tale motivo, conviene calcolare sempre la corrente di cortocircuito in un dato punto della linea e, per fare ciò, è possibile consultare le apposite tabelle oppure ottenere dei risultati precisi mediante l’applicazione Calcoli Elettrici.

Energia Specifica Passante

Per energia specifica passante, chiamata anche integrale di Joule, si intende l’energia che il dispositivo di protezione lascia passare tra l’istante del guasto e la totale apertura dei contatti (I²t). Questa energia, per garantire l’integrità della conduttura, non deve superare l’energia sopportabile dal cavo (K²S²):

I²t ≤ K²S²

La verifica consiste nel confrontare graficamente, mediante sovrapposizione, le curve relative all’energia specifica passante del dispositivo con l’energia tollerabile dal cavo.

Utilizzo dell'app "Calcoli Elettrici"

L’app “Calcoli Elettrici” è un valido strumento di supporto utile per elettricisti e tecnici che necessitano di eseguire rapidamente calcoli in ambito elettrico. Ad esempio, è progettata per eseguire (anche) il dimensionamento del dispositivo di protezione dalle sovracorrenti e il calcolo delle correnti di cortocircuito.
Dunque, questa applicazione offre una serie di funzionalità che semplificano notevolmente le operazioni di lavoro e riducono il rischio di incorrere in errori professionali.

Scelta del dispositivo di protezione con l’app “Calcoli Elettrici

• I primi dati da inserire sono quelli relativi al carico come la tensione nominale e la sua corrente. Per semplificare l’immissione di questo valore l’applicazione permette di calcolare la corrente del carico a partire dalla sua potenza attiva (espressa in W, kW o HP), dalla potenza apparente (espressa in VA, kVA o MVA) o dalla potenza reattiva (espressa in var, kvar o Mvar).

• A questo punto è necessario immettere i parametri dal cavo che si intende proteggere, come la sezione, il tipo di conduttore (rame o alluminio), il tipo di isolamento (PVC o XLPE/EPR), il numero di conduttori presenti (cavo unipolare o multipolare) e la lunghezza della linea.

• Lo step consecutivo è quello di specificare le condizioni di installazione del cavo tra cui il tipo di posa (incassato, interrato, dentro un tubo protettivo, su passerella, in aria libera…), la temperatura ambiente e l’eventuale presenza di altri circuiti nello stesso condotto.

• Successivamente occorre selezionare il tipo di dispositivo che avrà lo scopo di proteggere il cavo dalle sovracorrenti (magnetotermico o fusibile)

• Il tasto “Calcola” permetterà di visualizzare immediatamente la corrente nominale del dispositivo di protezione più idonea. Saranno altresì mostrati dei dati aggiuntivi come la corrente di impiego e la massima portata del cavo.

• Infine, l’applicazione permette di stampare o di salvare in PDF un comodissimo report con tutti i dati inseriti ed i relativi risultati del calcolo.

Altri calcoli correlati

• L’applicazione può calcolare in modo semplice la corrente di cortocircuito massima in un dato punto della linea (conoscendo quella a monte) in modo da poter determinare un potere di interruzione adeguato per il dispositivo di protezione.

• “Calcoli Elettrici” è, altresì, uno strumento per calcolare l’energia massima tollerabile dal cavo (K²S²) e quindi permette di stabilire se un determinato dispositivo sia in grado di garantire la protezione del cavo dal cortocircuito o meno.

Vantaggi nell’utilizzo dell’app

Rapidità: i calcoli vengono eseguiti in pochi secondi.
Precisione: l’applicazione utilizza algoritmi di calcolo precisi e tiene conto delle normative vigenti, nello specifico dello standard “IEC” (International Electrotechnical Commission), “NEC” (National Electrical Code) e “CEC” (Canadian Electrical Code).
Comodità: è possibile eseguire i calcoli direttamente sul proprio smartphone, tablet o PC, senza dover effettuare i calcoli a mano e senza dover consultare tabelle o manuali.
Versatilità: l’applicazione spazia dal calcolo della sezione di un cavo al calcolo delle correnti di cortocircuito, dal calcolo della portata dei conduttori al rifasamento… dispone, quindi, di una miriade di calcoli, tabelle, formule e convertitori racchiusi in un unico strumento professionale sempre a portata di mano!

Calcoli Elettrici - Scelta dispositivo protezione dalla sovracorrenti
Calcoli Elettrici - Risultato dimensionamento dispositivo di protezione