Calcolo del Cortocircuito secondo IEC 60909 e Potere di Interruzione nei Quadri
Scopri come calcolare le correnti di cortocircuito secondo la norma IEC 60909 e selezionare il potere di interruzione (Icu vs Ics) nei quadri principali.
Introduzione al Fenomeno del Cortocircuito nei Sistemi in Bassa Tensione
La progettazione sicura dei sistemi di distribuzione elettrica industriale richiede un'analisi approfondita dei transitori durante un cortocircuito. In caso di guasto vicino a un quadro generale (QGDT), le correnti possono salire istantaneamente da valori nominali a decine o centinaia di kiloampere, generando sollecitazioni elettrodinamiche e termiche estreme.
La norma IEC 60909 definisce le linee guida per il calcolo di queste correnti nei sistemi trifase in corrente alternata, distinguendo tra corrente di cortocircuito simmetrica iniziale, di picco, di interruzione e permanente.
La Fisica del Transitorio di Cortocircuito
La corrente di cortocircuito comprende una componente alternata simmetrica e una componente continua unidirezionale, descritte dalla seguente equazione:
La componente continua si smorza esponenzialmente in base alla costante di tempo τ = L/R. Valori elevati del rapporto X/R aumentano la corrente di picco (ip), sollecitando i dispositivi di interruzione.
Sollecitazioni Elettrodinamiche sulle Barre Collettrici
La corrente di picco (ip) genera forze meccaniche tra le barre parallele, calcolate tramite la legge di Biot-Savart:
Poiché la forza è proporzionale al quadrato della corrente di picco (ip2), una stima errata può causare il cedimento strutturale dei supporti delle barre prima dell'intervento delle protezioni.
Metodologia di Calcolo secondo IEC 60909
La norma IEC 60909 utilizza il metodo del generatore equivalente di tensione al punto di guasto, applicando un fattore di tensione c per considerare le fluttuazioni della rete.
| Tensione Nominale (Un) | Fattore cmax (Correnti massime) | Fattore cmin (Correnti minime) |
|---|---|---|
| Bassa Tensione (100 V a 1000 V) | 1.05 o 1.10 | 0.95 |
| Media e Alta Tensione (> 1 kV) | 1.10 | 1.00 |
Selezione del Potere di Interruzione nei Quadri
Gli interruttori devono essere scelti in conformità alla norma IEC 60947-2.
Potere di Interruzione Estremo (Icu) vs. Potere di Interruzione di Servizio (Ics)
- Icu: Corrente massima che l'interruttore può interrompere. Dopo l'intervento, l'apparecchio deve essere sostituito.
- Ics: Corrente che l'interruttore può interrompere continuando a funzionare in sicurezza. Negli impianti industriali critici si richiede sempre Ics = 100% Icu.
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