AUSILTEC - Verifica e Progetto dell'impianto elettrico, Sicurezza Elettrica, Prevenzione Incendi, Consulenza e Perizia Tecnica Elettrica, Adeguamento impianto elettrico - perito industriale Claudio Berti - Venezia centro storico


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Difetti rete elettrica

Alcuni difetti tangibili dall'utente della rete elettrica affetta da disturbi

  • scatto anticipato dei magnetotermici
  • scatto imprevisto dei differenziali
  • si spengono d'improvviso gli apparecchi elettronici o funzionano in modo anomalo
  • guasti ad apparecchiature elettroniche (LED, strumentazione, PC, ecc.)
  • i motori scaldano eccessivamente e/o si guastano spesso (la rotazione dipende dalla frequenza di alimentazione: ogni componente armonica instaura il proprio campo magnetico che induce al rotore spinte interne diversificate, provocando perdite di potenza e riducendone il rendimento).
  • i trasformatori sono molto caldi e rumorosi (il quadrato dell'ordine armonico aumenta le perdite nel ferro e nel rame; il trasformatore può venir declassato anche al 70%).
  • i quadri elettrici risuonano (ronzio, generato da campi magnetici dovuto a correnti armoniche)
  • gruppi di continuità UPS presentano danni frequenti ai condensatori di uscita
  • cedono i condensatori d'impianti di rifasamento

Cosa accade alla rete in presenza di armoniche

  • Sui conduttori di FASE, le distorsioni armoniche (tensioni o correnti sinusoidali con frequenza che è multiplo intero della sinusoide fondamentale) e le disarmoniche (sinusoidi interarmoniche, di frequenza non multiplo intero della fondamentale), deformano l'onda, instaurando picchi di tensione (non rilevabili a valore efficace) che danneggiano le apparecchiature elettroniche più sensibili. Le armoniche oltre la 7a provocano “effetto pelle” per il quale la corrente tende a passare in periferia alla sezione del cavo, facendolo scaldare. In figura 1 e 2 un esempio grafico di distorsione da 3a armonica THD20% sul conduttore di fase.
  • Sul NEUTRO dei sistemi 3Fasi+Neutro equilibrati, non dovrebbe esserci corrente (le correnti di fase, tra esse sfasate 120°, si elidono); in realtà, i carichi presentano squilibri e in presenza di “armoniche omopolari” (armoniche di ordine dispari multiple di tre, quindi 3a, 9a, 15a, 21a, ecc.) le correnti di ritorno sul neutro si sovrappongono, diventando perfino maggiori di quelle di fase.


Le protezioni a 3Poli+Neutro non intercettano
l'elevata corrente sul Neutro che, se di sezione 1/2 quella di fase, può comportare sensibile Caduta di Tensione, che sul carico stara il riferimento 0V del centro stella (figura 3).

Esempio analitico per THD35% sul conduttore di neutro

  • Distorsione Armonica THD35%,
  • Corrente di Impiego Ib=100A,
  • Dimensione corrente neutro
  • Ineutro=(100*0,35*3)/0,86=122A (maggiore della corrente di fase).

Chi o cosa instaura i disturbi in rete (armoniche, disarmoniche, impulsi)

  • contattori e azionamenti elettrici (extracorrenti di apertura e/o chiusura)
  • avviamenti di motori e contattori, inserzione di batterie di condensatori
  • condizionatori, centrali di trattamento aria
  • saldatrici elettriche, forni ad arco (sequenze di impulsi),
  • convertitori di fase statici che regolano la velocità dei motori ad uso ventilatori, aspiratori, pompe
  • inverters AC/DC DC/AC (deformazioni della forma d'onda)
  • più PC sulla stessa linea (per Direttiva EMC hanno un filtro di ingresso che scarica verso terra una debole corrente di qualche mA che, per la quantità, fa scattare il differenziale)

Consulenza e prove strumentali

  • Analisi computerizzata della rete elettrica (Tensione a valore vero, Corrente, Potenza, Sfasamento, Distorsione Armonica)
  • Misure termometriche
  • Progettazione adeguata per prevenire l'insorgenza di armoniche
  • Dimensionamento di Filtri attivi e /o Passivi

DOMANDE

La norma IEC 60364-5-52 allegato D, dimensiona il neutro in relazione al contenuto armonico; fino al 15%, non apporta correttivi; dal 15% al 33% la corrente teorica va divisa per il fattore 0,86; oltre il 33%, per il dimensionamento si moltiplica la corrente di fase, per il valore percentile, per 3 (somma delle terze armoniche), fratto 0,86.


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