Manuale quadri elettrici bassa tensione

Quadri elettrici di bassa tensione: evoluzione normativa, caratteristiche e applicazioni“.

L’Associazione Energia di Confindustria ANIE (Federazione Nazionale Imprese Elettrotecniche ed Elettroniche) pubblica, in collaborazione con le aziende del settore Quadri bassa tensione, il manuale Quadri elettrici di bassa tensione: evoluzione normativa, caratteristiche e applicazioni“.

All’interno un focus sull’analisi della nuova Norma CEI EN 61439 sui quadri elettrici di bassa tensione.


La presente pubblicazione è stata ideata e realizzata dalle aziende del settore “Quadri bassa tensione” dell’Associazione Energia di Confindustria - ANIE (Federazione Nazionale Imprese Elettrotecniche ed Elettroniche).
Argomento principale della brochure è l’analisi della nuova Norma CEI EN 61439 sui quadri elettrici di bassa tensione. La precedente serie di Norme (CEI EN 60439) è stata ristrutturata in modo sostanziale e sono state introdotte modifiche sia dal punto di vista editoriale sia tecnico. Nel testo inizialmente si evidenziano le modifiche introdotte nella nuova Norma, come ad esempio alcune nuove definizioni e nuove prove da effettuare. Viene fatta poi un’analisi completa di tutte le Norme, decreti e leggi che si applicano ai quadri di bassa tensione. Successivamente si passa ad analizzare le varie tipologie di quadri e si evidenziano le caratteristiche da considerare 
 in fase di progettazione del quadro. Chiudono la pubblicazione un capitolo sui ruoli e le responsabilità dei soggetti che hanno a che fare con i quadri ed una rassegna delle FAQ più frequenti.
Si ringrazia per il contributo dato alla realizzazione della brochure tutta la Commissione Tecnica Quadri BT.

fonte: Anie

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Che differenze ci sono tra costruttore originale, costruttore del quadro e assemblatore?

Il costruttore originale è quella azienda che progetta e verifica il tipo di quadro o gamma di quadri in accordo con la norma CEI EN 61439-1 e le norme specifiche del quadro; il costruttore del quadro è l’azienda che si assume
la responsabilità del quadro finito derivando la costruzione dello stesso o dal progetto del costruttore originale o
assumendosi in proprio l’onere di divenire “costruttore originale”; l’assemblatore ha la responsabilità del quadro finito
in quanto costruttore dello stesso, ma non coincide col costruttore originale.

Quali sono le caratteristiche che possono essere desunte da calcoli o da norme di progetto senza dover eseguire prove di verifica?

a. distanze di isolamento in aria e superficiali (articolo 10.4 della norma)
b. continuità del quadro per guasti esterni (articolo 10.5.3 della norma)
c. installazione apparecchi e collegamenti elettrici (articolo 10.6 & 10.7 della norma)
d. terminali per conduttori esterni (articolo 10.8 della norma)
e. prova di tensione ad impulso (articolo 10.9.3 della norma)
f. limiti di sovratemperatura (articolo 10.10 della norma)
g. tenuta al cortocircuito (articolo 10.11 della norma)
h. compatibilità elettromagnetica (EMC) (articolo 10.13 della norma)

Cosa fare quando, in fase di progettazione, all’interno del quadro, oltre alle apparecchiature di protezione verificate dal costruttore durante le prove di tipo, devono essere installati apparecchi e componenti di un altro costruttore e/o adibiti ad altro rispetto alla distribuzione elettrica (es. trasformatori, relè ausiliari, condensatori…)?

In generale occorre effettuare la verifica della nuova configurazione in relazione al comportamento del quadro
a regime termico (potenze dissipate e relativi valori di sovratemperatura ammissibile), in relazione alle proprietà
dielettriche (tenuta dei componenti, distanze di isolamento in aria e superficiali), ed al comportamento in condizioni di corto circuito qualora si modificassero i parametri del sistema sbarre e/o i dispositivi pensati per la protezione contro il corto circuito. Di fatto, a meno che non si siano effettuati particolari interventi di modifica strutturale dell’involucro (concernenti il grado di protezione, il funzionamento meccanico degli organi in movimento, il circuito di protezione, ecc.) rispetto alle configurazioni originali provate e le uniche sostanziali varianti abbiano interessato solamente l’installazione dei componenti interni, risulta sufficiente la verifica dell’apparecchiatura nei confronti della sovratemperatura.
Per fare ciò, si possono sicuramente utilizzare i dati delle potenze dissipate a regime termico di tutti gli apparecchi elettrici, che dovrebbero essere resi disponibili dai rispettivi costruttori e confrontare i risultati ottenuti con le configurazioni certificate disponibili.
Fermo restando che la responsabilità del prodotto finito resta al “costruttore del quadro” si raccomanda - in caso di ragionevoli dubbi sulla conformità della configurazione che si sta realizzando - di contattare il costruttore dei componenti.

Come ci si deve comportare qualora si eseguano delle modifiche a quadri già esistenti?

I quadri elettrici di tipo industriale devono essere conformi alla Norma CEI EN 61439-1/2 (altre tipologie di quadro fanno riferimento a norme diverse, sia nel campo industriale sia in quello domestico o similare) o, nel caso di quadri costruiti in tempi precedenti, alle relative norme vigenti all’epoca della costruzione. Qualsiasi modifica fatta su un quadro elettrico deve preservare la presunta conformità alla norma di riferimento, non potendo in nessun modo cambiare le soluzioni di progetto e costruttive pensate e realizzate per il quadro stesso. Deriva da ciò che le
modifiche devono e possono essere fatte ristudiando la soluzione più adatta e verificandola negli aspetti che hanno variato la configurazione del quadro esistente e le sue grandezze caratteristiche.
È comunque indispensabile ridefinire la configurazione, serbarne traccia con disegni e schemi elettrici, verificarla con prove o calcoli e, soprattutto, a lavoro finito realizzare le prove individuali previste dalla norma redigendo il nuovo verbale di collaudo.

Quali sono i circuiti per i quali non è necessaria la verifica della tenuta al corto circuito?

La norma CEI EN 61439-1/2 specifica (par. 8.2.3.1) che, per tutte le tipologie di apparecchiature, la verifica della
tenuta al corto circuito non è necessaria nei casi che seguono:
- per le apparecchiature che hanno correnti nominali ammissibili di breve durata o correnti nominali di corto circuito condizionate non superiori a 10 kA;
- per le apparecchiature protette da dispositivi limitatori di corrente aventi una corrente di picco limitata non eccedente i 17 kA in corrispondenza del loro potere di interruzione nominale;
- per i circuiti ausiliari dell’apparecchiatura previsti per essere collegati a trasformatori la cui potenza nominale non superi i 10 kVA con una tensione nominale secondaria che non sia inferiore a 110 V, oppure non superi 1,6 kVA con una tensione nominale secondaria inferiore a 110 V, e la cui tensione di corto circuito in entrambi i casi non sia inferiore al 4%;
- per tutte le parti dell’apparecchiatura (sbarre principali, supporti delle sbarre principali, connessioni alle sbarre, unità di entrata e di uscita, apparecchi di protezione e manovra, ecc.) che sono già state sottoposte a prove di tipo valevoli per le condizioni esistenti nell’apparecchiatura.

Che cos’è il “fattore di contemporaneità”, come viene definito e, soprattutto, come deve essere utilizzato?

La norma CEI EN 61439-1/2 al paragrafo 4.7 definisce tra le caratteristiche elettriche delle apparecchiature il “fattore nominale di contemporaneità” come “il rapporto tra il valore massimo della somma, in un momento qualsiasi, delle correnti effettive che passano in tutti i circuiti principali considerati e la somma delle correnti nominali di tutti i circuiti principali dell’apparecchiatura o della parte dell’apparecchiatura considerata.” Alcuni esempi esplicativi a riguardo sono riportati nell’allegato E della norma stessa.
In realtà, tale grandezza è essenzialmente utilizzata ai fini della realizzazione della prova di sovratemperatura; qualora non ci siano informazioni precise relative ai valori delle correnti reali si possono utilizzare i valori convenzionali riportati in Tabella 101 all’interno della norma 61439.
Più opportunamente, deve essere il costruttore del quadro ad assegnare un fattore nominale di contemporaneità all’apparecchiatura o ad una sua parte; in questo modo è il costruttore stesso ad assegnare le condizioni di regime termico più gravose alle quali il quadro può essere verificato e per le quali può essere utilizzato.


NOTA BENE: qualora non si abbiano ulteriori informazioni sul valore delle correnti effettive che circolano nei circuiti principali del quadro e si voglia comunque ricercare la configurazione più gravosa dal punto di vista termico, si può calcolare il rapporto tra la corrente nominale del dispositivo di protezione del circuito di entrata (Ie) e la somma delle correnti nominali di tutti i dispositivi dei singoli circuiti di uscita (Iu), definendolo come: Ku = Ie / & Iu (coefficiente massimo di utilizzo del quadro). In questo caso, per il calcolo delle potenze dissipate all’interno del quadro, si applicano: - il valore 1 al circuito di entrata; - il valore Ku ai singoli circuiti di uscita.


Qual è la documentazione da consegnare al cliente finale che attesta la conformità del quadro?

Il quadrista non è tenuto, in linea di principio, a fornire tutta la documentazione di verifica del quadro con riguardo alla conformità normativa (potrebbe essere - diciamo così - una voce da contrattare in fase di definizione dell’ordine).
La documentazione sottodescritta è generalmente sufficiente a garantire la conformità del quadro, in mancanza
di accordi precedenti.
- descrizione del quadro: caratteristiche tecniche, schemi elettrici, fronte quadro;
- verbale di collaudo; (rapporto di prova individuale);
- dichiarazione di conformità alla norma.

Cosa occorre fare per un quadro o per un sistema di quadri certificato  (o comunque dichiarato conforme) rispetto alla Norma CEI EN 60439-1?


L’applicabilità della norma CEI EN 60439-1, nella sua funzione di “Norma di prodotto” per quadri di distribuzione, quadri di potenza, quadri per comando motore, scadrà nel corso del 2014, anno nel quale sarà sostituita definitivamente dalla nuova norma CEI EN 61439-2.
Quindi, per i quadri realizzati successivamente a tale data, sarà necessario integrare la certificazione per adeguarsi alla norma CEI EN61439-1 e -2; in particolare, quando le prove eseguite secondo la CEI EN60439-1 sono considerate soddisfacenti anche ai fini della conformità alla Norma 61439-1 e -2, è necessario eseguire solo le specifiche prove aggiuntive.

Quale è la strumentazione minima per collaudare un quadro finito?

Oltre a una buona ispezione visiva, sono necessari:
• un calibro millimetrato;
• una chiave dinamometrica (serraggio a campione);
• un apparecchio per la prova di tensione applicata a 50 Hz;
• un tester per la resistenza elettrica (fino a 250 A, si applicano 500 V e si verificano 1.000 ohm/V).
Raccomandabile inoltre un apparecchio per la prova all’impulso nel caso di non rispetto delle misure delle distanze minime in aria riportate nella tavola 1 della Norma.

Il costruttore (finale) del quadro che poi apporrà la targa con la marcatura CE, non disponendo delle strutture necessarie, può affidare il collaudo finale (prove individuali) ad un ente terzo?

La norma non ne parla, perciò non lo vieta e dunque lo permette. In tal caso è buona norma da parte dell’installatore / quadrista committente incaricare per iscritto del collaudo tale ente terzo cui consegnerà il quadro appena ultimato ed il relativo schema di cablaggio. A fine collaudo, e constatata la conformità alle norme ed al progetto, il collaudatore redigerà e consegnerà al cliente un dettagliato rapporto sulle prove individuali eseguite, datato e firmato. L’installatore / quadrista includerà nel fascicolo tecnico di quel quadro il rapporto ricevuto, che potrà eventualmente fornire in toto o in parte come allegato al quadro qualora l’installatore finale, suo cliente, glielo abbia espressamente richiesto.

Quale competenza è richiesta all’installatore / quadrista sia nelle vesti di progettista sia di assemblatore sia di collaudatore del quadro elettrico?

Come oggi anche in futuro non sono previsti titoli, conoscenze ed esperienze specifiche per progettare e costruire quadri elettrici. Si osservi che il quadro non soggiace ai vincoli normativi e giuridici dell’impianto in quanto si considera un’apparecchiatura, certo complessa, ma non soggetta a particolari procedure o a collaudi di terze parti.
La targhetta e la relativa marcatura CE dimostrano a sufficienza chi ha la responsabilità della rispondenza alla regola d’arte del quadro elettrico, così come avviene per qualsiasi altro “apparecchio elettrico” sul mercato europeo.


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