In questa quarta e ultima parte vogliamo spiegare gli altri parametri di dimensionamento elettrico, da utilizzare per i Quadri di distribuzione e avviamento destinati agli impianti con presenza di pericolo di esplosione, quali:

1. la scelta dei dispositivi di sezionamento e interruzione;
2. la filiazione/coordinamento;
3. le curve di intervento;
4. la protezione differenziale a squilibrio di corrente;
5. la potenza dissipata;
6. il preriscaldamento.

1.  La scelta dei dispositivi di sezionamento e interruzione

E’ la prima scelta che il progettista deve effettuare correttamente, perché influisce in modo determinante nelle grandezze elettriche sia in ingresso al quadro (interruttore generale), sia a valle dello stesso (partenze).Notoriamente i dispositivi di sezionamento sono suddivisi in tre classi e più precisamente: sezionatori a vuoto, interruttori di manovra, sezionatori sotto carico, interruttori automatici magneto-termici.

• Sezionatori a vuoto

Questi dispositivi sono idonei al sezionamento della linea di alimentazione e possono operare in presenza di tensione ma con assenza di carico a valle (definibili come dispositivi di sezionamento a tempo dipendente). Non possono aprire o chiudere alla presenza di corto circuito e non hanno una tenuta termica. Il sezionatore a vuoto, come funzione di sezionamento generale in ingresso quadro, è sconsigliabile, perché incapace di aprire con presenza di carichi a esso sottesi, vedere Tipico 1 in Schema 1.

Tuttavia, è possibile che il sezionatore a valle apra in assenza di carico (Tipico 2 in Schema 1), se a tale dispositivo di sezionamento è abbinato un contatto ausiliario anticipato sulla manovra di apertura. Tale contatto deve essere rinviato all’interruttore automatico posto a monte della linea di alimentazione, operando sulla bobina di apertura di tale interruttore, al fine di aprirlo anticipatamente al sezionatore a valle, tagliandone l’alimentazione. In questo caso si avranno in più, rispetto alle altre soluzioni sotto descritte, un cavo, la bobina di apertura e il contatto ausiliario anticipato.

• Interruttori di manovra, sezionatori sotto carico

Questi dispositivi sono idonei al sezionamento della linea di alimentazione sia in presenza di tensione, sia in presenza di carico nominale (definibili come dispositivi di sezionamento a tempo indipendente). Possono aprire e chiudere con presenza di carico, non possono farlo in presenza di corto circuito ma devono essere in grado di sostenere, senza deformazioni permanenti, la corrente di corto circuito transitante.

L’interruttore di manovra, sezionatore sotto carico, come funzione di sezionamento generale in ingresso quadro, è consigliabile in quanto capace di aprire con presenza di carichi a esso sottesi (Tipico 1 in Schema 2). Il motivo principale di tale scelta è riconducibile al concetto di coordinamento protezioni. Infatti, se a monte di tale organo esiste un interruttore automatico magneto-termico, mettendo a valle un interruttore di manovre, sezionatore sotto carico, si garantisce la selettività d’intervento, evitando di avere l’apertura sotto corto in uno dei due punti monte valle, in modo imprevedibile (Tipico 2 in Schema 2).

• Interruttori automatici magneto-termici

Questi dispositivi sono idonei al sezionamento della linea di alimentazione in presenza di tensione, di carico nominale, di sovraccarico e di corto circuito (definibili come dispositivi di sezionamento a tempo indipendente). Tali interruttori automatici magneto-termici rispondono al ciclo operativo O-CO (secondo la norma CEI EN 60947-2 O= open; CO = Closed-Open) e sono in grado di aprire e chiudere in presenza di corto circuito.

L’interruttore automatico magneto-termico, come funzione di sezionamento generale in ingresso quadro, è capace di aprire con presenza di carichi ad esso sottesi ed anche in presenza di corto circuito (Tipico 1 in Schema 3).

La scelta di installare un interruttore automatico magneto-termico, come protezione generale del quadro, deriva dal fatto che a monte della linea di alimentazione non sia previsto un analogo interruttore automatico ma un dispositivo di sezionamento non adatto ad aprirsi e interrompere né in presenza di sovraccarico, né tantomeno in presenza di corto circuito sul tratto della linea di alimentazione (cavo tra i due dispositivi –Q.. e –QG2 riportati nel tipico 2 dello schema 3). In questo specifico caso, come esemplificato nel tipico 2 dello schema 3, la funzione di protezione ai sovraccarichi ed ai corti circuiti, sarà demandata all’interruttore generale a monte della linea di alimentazione del quadro (-QG), ma questa scelta deve essere in genere sconsigliata, se non espressamente richiesta dal cliente.

Se il cliente non specifica espressamente il tipo di dispositivo di sezionamento, il progettista selezionerà il miglior equipaggiamento in base a quanto sopra esposto.

2. La scelta della filiazione/coordinamento

E’ l’altra funzione che il progettista deve effettuare correttamente, in quanto tale scelta influisce in modo determinante nelle grandezze elettriche sia in ingresso al quadro (interruttore generale), sia a valle dello stesso (partenze).

Ipotizziamo che il cliente ci abbia comunicato i seguenti dati:

- 1 arrivo linea con interruttore automatico magneto-termico, quadripolare (trifase + neutro) (in alternativa con interruttore di manovra, sezionatore sotto carico, sempre quadripolare).- 10 partenze con interruttori automatici magneto-termici bipolari da ~ 9A a 230VAC.

Procediamo, quindi, a selezionare i dispositivi di sezionamento a valle, con il metodo della “Filiazione”.

Il metodo della “Filiazione”, che sino a qualche decennio fa era impensabile, grazie all’evoluzione della tecnica costruttiva, ha fatto sì che fosse possibile coordinare due o più dispositivi di manovra e protezione in cascata (serie), utilizzando le specifiche caratteristiche del loro potere di limitazione.

Tale limitazione permette di poter installare a valle di un interruttore automatico magneto-termico, interruttori magneto-termici con potere d’interruzione inferiore a quello normalmente richiesto da un sistema che non considera tale concetto di “Filiazione”. L’interruttore a monte svolge, infatti, la funzione di barriera per correnti elevate di corto circuito e, limitando tali correnti di corto, consente agli interruttori posti a valle di essere sollecitati da correnti di corto meno elevate, pur avendo essi stessi una capacità di tenuta al corto inferiore alla corrente di corto circuito presunta e richiesta dal cliente in sede di sviluppo.

Tale sistema, non essendo limitativo tra due soli interruttori in serie, permette di dare un quadro perfettamente rispondente alle esigenze del cliente (filiazione rispondente ai requisiti imposti dalla norma CEI EN 60947-2 e norma CEI 64-8).

Le protezioni di tali dispositivi devono essere coordinate in modo che l’energia specifica passante (I²t), lasciata passare dal dispositivo di protezione a monte, non sia superiore a quella che può essere sopportata, senza danno, dal dispositivo di protezione a valle, così come dai collegamenti elettrici.

Questo sistema può essere validato solo se sono utilizzati interruttori della stessa marca costruttiva, in quanto tale funzione deve essere verificata con prove di laboratorio che possono essere realizzate solo dal costruttore. Pertanto, le associazioni possibili saranno ricavabili dalla documentazione tecnica del costruttore scelto.

Analizziamo ora il dimensionamento considerando la prima ipotesi di utilizzare, come interruttore generale di arrivo linea al quadro, un interruttore tipo automatico magneto-termico.Per questo dimensionamento prenderemo in esame i prodotti di costruzione Schneider Electric, serie Acti9 modello iC60 (non verranno considerati gli interruttori della gamma C40N in quanto non idonei ad essere manovrati dall’esterno dei contenitori a prova di esplosione).Scegliere correttamente i dispositivi d’interruzione linee di alimentazione carichi a valle è una delle varie funzioni che il progettista deve effettuare correttamente, in quanto la sua scelta influisce in modo determinante sull’impianto elettrico.

Considerando di avere un interruttore di arrivo linea tetrapolare da 32A a 400VAC a 45°C (per comodità adotteremo le stesse grandezze ingegneristiche enunciate nella parte terza del dimensionamento meccanico ed elettrico), sarà impiegato un interruttore con corrente nominale di 50A a 30°C, con potere di interruzione di 10 kA a 400VAC e n° 10 interruttori bipolari (fase + neutro) a valle di tale interruttore. Selezioneremo questi interruttori, facendo la ricerca nella tabella 1 – Filiazione tra Acti 9 a monte e Acti 9 a valle, riportata nella Guida alla bassa tensione di Schneider Electric, edizione 2014, che per comodità riportiamo integralmente.

La prima grandezza fruibile è l’interruttore iC60N, con una Icu di 20kA (ridondante sul valore richiesto dal cliente) e, selezionando dalla tabella l’interruttore coordinato a valle da 9A a 45°C, quindi declassato per tale impiego, adotteremo un interruttore con corrente nominale di 16A a 30°C. Esso declassato sarà idoneo per 9A a 45°C, ovvero iC60a da 16A che, con il concetto di “Filiazione”, garantisce il coordinamento, con Icu rinforzata di 20kA, pur avendo una Icu di 10kA, come indicato nello Schema 4.

Analizziamo ora il dimensionamento considerando la seconda ipotesi (alternativa richiesta dal cliente), utilizzando, come interruttore generale di arrivo linea al quadro, un interruttore di manovra sezionatore sotto-carico, con gli stessi dati presi in esame per la versione con interruttore automatico magneto-termico sopra descritta.

Premessa: in questo caso, non avendo in ingresso al quadro un interruttore automatico magneto-termico a protezione dai sovraccarichi e corti circuiti, sarà fondamentale avere dal cliente l’indicazione del tipo d’interruttore automatico posto a monte della linea di alimentazione, la distanza (in metri) e la sezione e natura del cavo di alimentazione, al fine di poter effettuare il corretto dimensionamento degli interruttori automatici magneto-termici (partenze) posti a valle del sezionatore d’ingresso al quadro.

Per questo dimensionamento prenderemo in esame i prodotti di costruzione Schneider Electric, serie Acti9 modello iSW-NA a sgancio libero.

L’interruttore di manovra sezionatore sotto-carico è in grado di interrompere solo la corrente nominale ed è in grado di resistere alle sollecitazioni elettromagnetiche derivanti dalla corrente di corto circuito. Non è, quindi, in grado di aprire in presenza di sovraccarico o di corto circuito. Pertanto per questa alternativa, la capacità di apertura in presenza di sovraccarico o di corto circuito sarà demandata all’interruttore automatico posto a monte della linea di alimentazione del quadro in esame.

Il primo parametro è la verifica della dimensione elettrica di tale interruttore di manovra sezionatore sotto-carico, che dovrà avere il valore di corrente nominale uguale o superiore al valore di corrente nominale dell’interruttore automatico magneto-termico a monte della linea di alimentazione.

Un altro parametro è quello di verificare che l’interruttore di manovra sezionatore sotto-carico sia adatto a una tenuta termica al corto circuito (Inc) maggiore o uguale alla corrente di corto circuito richiesta dal cliente e/o alla corrente di corto circuito dell’interruttore automatico magneto-termico a monte.

Secondo quanto riportato nella Tabella 2 di coordinamento interruttori non automatici, che per comodità riportiamo integralmente, ipotizzando di avere un interruttore automatico magneto-termico a monte da 32A a 400VAC a 45°C, con potere di interruzione Icu di 10kA, per avere tale coordinamento dovremo selezionare un interruttore di manovra sezionatore sotto-carico a sgancio libero da 63A che, declassato per temperatura, risulta essere idoneo a portare una corrente di 32A a 45°C (per comodità adotteremo le stesse grandezze ingegneristiche enunciate nella parte terza del dimensionamento meccanico ed elettrico). Quindi, verrà adottato un interruttore di manovra sezionatore sotto-carico con corrente nominale di 63A a 30°C.

In considerazione di quanto sopra descritto, ovvero di avere come organo di sezionamento in ingresso quadro un interruttore di manovra sezionatore sotto-carico, dobbiamo valutare quale valore di corrente di corto circuito dovrà essere preso in considerazione per dimensionare correttamente gli interruttori automatici a valle dell’interruttore di manovra sezionatore sotto-carico.

Assumiamo di aver ricevuto dal cliente la dimensione del cavo di alimentazione e la relativa distanza e caduta di tensione come riportato nello Schema 5. Secondo quanto riportato nella Tabella 3, che riportiamo integralmente, con un cavo avente sezione di 25mmq e una distanza di 160m (154,2m per difetto), si avrà una corrente di corto circuito sulla sbarra del quadro di 2kA; pertanto, gli interruttori automatici magneto-termici –QF1 ÷ -QF10 saranno dimensionati per tale corrente di corto circuito.

Quanto sopra descritto, è da considerarsi nel caso in cui il cliente non ci ha fornito il valore di corrente di corto circuito in arrivo al quadro, ma ci ha comunicato le caratteristiche dell’interruttore a monte, la sezione del cavo e la distanza dal quadro a monte.

Nel caso in cui il cliente sia a conoscenza del valore di corrente di cortocircuito all’ingresso del quadro a valle, quanto sopra descritto andrà ridefinito in funzione di tale parametro e dimensionando l’interruttore di manovra sezionatore sotto-carico in ingresso per poter sostenere, senza deformazioni permanenti, la tenuta al cortocircuito richiesta.

3. La scelta della curva di intervento

Come già descritto sommariamente nella prima parte, la scelta delle curve d’intervento degli interruttori automatici magneto-termici o solo magnetici è anch’essa una parte importante nel dimensionamento al fine di proteggere i carichi sottesi. E’ un parametro, come per il potere d’interruzione (Icn), che deve essere comunicato dal cliente in sede di richiesta dimensionale.

La funzione principale di un interruttore automatico magneto-termico è quella di assicurare la protezione dei circuiti dai sovraccarichi e i cortocircuiti.

- Sovraccarichi: questa funzione viene ottenuta da sganciatori termici bimetallici o mediante sganciatori statici a tempo inverso associati all’interruttore automatico, in funzione della grandezza dell’interruttore scelto.

- Cortocircuiti: questa funzione viene ottenuta da sganciatori magnetici o da sganciatori statici a tempo indipendente, istantanei o con breve ritardo, in funzione della grandezza dell’interruttore scelto.

L’associazione di sganciatori termici bimetallici con sganciatori magnetici nello stesso interruttore, dà luogo agli sganciatori comunemente chiamati magneto-termici.

Nel caso gli interruttori debbano svolgere la sola funzione di protezione dal corto circuito, sono comunemente chiamati interruttori magnetici (specifici per la protezione motori, con curva tipica MA).

Gli interruttori modulari, in genere, sono equipaggiati con sganciatori di tipo magneto-termico integrati nella struttura dell’interruttore e, pertanto, non intercambiabili. Non hanno la possibilità di regolazione delle correnti d’intervento da parte degli utilizzatori, ma, essendo disponibili in una vasta gamma di tarature, sono in grado di soddisfare tutte le grandezze dei carichi a valle.

Sono disponibili sganciatori aventi diverse tipologie di curve d’intervento in relazione ai diversi possibili impieghi quali:

• Curva B: Quando si ha a che fare con un generatore in grado di fornire solamente una debole corrente di cortocircuito o di linee con grandi lunghezze.
• Curva C: Cavi e impianti che alimentano apparecchi utilizzatori classici.
• Curva D: Quando la corrente di avviamento è di notevole intensità (da 5 a 7 volte la corrente nominale).
• Curva K: Protezione delle utenze con forti correnti di avviamento (motori, trasformatori).
• Curva Z: Protezione dei circuiti elettronici.
• Curva MA: Circuiti di alimentazione motori (interruttori con solo funzione magnetica).

Le norme che regolano la progettazione, le prestazioni e le prove degli interruttori automatici per protezione contro sovracorrenti sono:

- La norma CEI EN 60947-2 che costituisce il testo di riferimento per i prodotti per applicazioni “industriali”, con elevati valori di potere d’interruzione e caratteristiche rispondenti alle esigenze di sicurezza e di corretto esercizio di impianti elettrici nel settore produttivo.- La norma CEI EN 60898-1 che si applica agli interruttori automatici per usi civili e similari, incluse le applicazioni per uffici, scuole, alberghi ecc…, definiti comunemente come “settore terziario”.

Nel nostro caso, saranno presi in considerazione, trattandosi d’impiego in impianti di produzione, estrazione petrolifera o chimica o chimico-farmaceutica e, in genere, in tutti quegli impianti che presentano pericolo di esplosione per presenza di gas o polveri esplosive, solamente gli interruttori rispondenti alla norma CEI EN 60947-2.

4. La scelta della protezione differenziale a squilibrio di corrente

Si tratta di un parametro importante, ai fini della protezione delle persone e delle cose. Considerando che il rischio derivante dal contatto fisico con la corrente elettrica influisce negativamente sulla respirazione e sulla circolazione, non devono altresì essere sottovalutati i rischi di ustioni prodotte al passaggio della corrente attraverso l’organismo, rammentando che qualunque sia il sistema di neutro, nel caso di un contatto diretto, la corrente che ritorna alla fonte di energia è quella che attraversa il corpo umano.Il limite di percezione varia da un soggetto all’altro, da un minimo inferiore a 1mA ad un massimo di 2mA, mentre la contrazione muscolare, per frequenze da 50 a 100Hz, varia da 10mA per le donne, sino a 15mA per gli uomini, considerando che tali valori possono variare in funzione dell’età, del sesso, delle condizioni di salute ecc…

Di prassi l’arresto respiratorio si manifesta per la presenza di correnti da 20 ÷ 30mA, causando contrazioni all’apparato muscolare respiratorio sino a provocare l’arresto della respirazione.

La fibrillazione cardiaca varia da 70 ÷ 100mA, in funzione delle diverse caratteristiche corporee quale il peso ma in realtà non è definibile in modo preciso proprio a causa delle condizioni fisiologiche e ambientali del soggetto quali il percorso della corrente attraverso il corpo, il tipo di contatto, il tempo di contatto e il valore di resistenza dell’organismo.

Come accennato sopra, altro rischio importante è la provocazione di ustioni derivanti dal contatto elettrico generato dall’arco elettrico che causa un calore eccessivo e dannoso al corpo umano.Il principio della protezione differenziale di Schneider Electric si basa su un sistema in grado di assicurare, quasi istantaneamente, tre funzioni in sequenza, quali:

- rilevazione della corrente di dispersione, ottenuta mediante un trasformatore di corrente toroidale (Schema 6) in cui il primario è rappresentato dai conduttori attivi del circuito da proteggere. In condizioni normali, la somma vettoriale delle correnti che attraversano i conduttori attivi è nulla, pertanto i flussi generati all’interno del toroide si annullano reciprocamente. La comparsa di una corrente di dispersione rompe quest’equilibrio e induce una corrente residua al secondario.

- misura della stessa, effettuata da un relè elettromagnetico (Schema 6) che compara il segnale elettrico ricevuto dal trasformatore di corrente toroidale con la soglia d’intervento prestabilita (sensibilità). Il principio di funzionamento del relè è il seguente: un elettromagnete alimentato dalla corrente residua trasmessa dal toroide, esercita sul meccanismo di sgancio una forza che si contrappone a quella esercitata da un magnete permanente per trattenere i contatti in posizione di chiuso. Finché la forza del magnete permanente è superiore a quella dell’elettromagnete, il circuito rimane chiuso.

- interruzione del circuito affetto da guasto, che avviene quando la corrente residua è sufficientemente elevata per annullare l’effetto del magnete permanente e, quindi, il meccanismo di sgancio comanda  l’apertura dei contatti, interrompendo così, il circuito in cui si è verificato il guasto. I dispositivi differenziali della serie Acti 9 di Schneider Electric sono di tipo elettromeccanico con funzionamento a corrente propria, in quanto è la più sicura, perché è indipendente dalla tensione di rete e soprattutto non richiede alcuna sorgente d’alimentazione esterna.

5. Il dimensionamento del contenitore in funzione della potenza dissipata

E’ un altro dei parametri che il progettista deve considerare, in quanto tale parametro è uno dei cardini fondamentali per il rispetto della classe di temperatura dove dovrà essere installato.

La potenza dissipabile del componente e/o equipaggiamento, alla temperatura ambiente di progetto (W) è il valore di dissipazione termica di tale oggetto che normalmente è dichiarato dal costruttore dell'oggetto. Tale valore deve essere riparametrato, in funzione del funzionamento a una specifica temperatura di progetto, considerando che normalmente i componenti e/o equipaggiamenti hanno un valore di dissipazione termina riconducibile a una posa in aria libera e, quindi, ad una temperatura di 20°C o ad altra temperatura dichiarata dal costruttore.

Per “classe di temperatura” s’intende il valore, espresso in °C, al quale far riferimento per il controllo della massima temperatura superficiale che la superficie esterna della custodia può raggiungere per il suo corretto funzionamento in ambiente classificato quali:

• T1 = 450°C
• T2 = 300°C
• T3 = 200°C
• T4 = 135°C
• T5 = 100°C
• T6 = 85°C.

Inoltre, tale dimensionamento deve essere nel pieno rispetto dei valori massimi di dissipazione ammissibili in accordo con quanto definito nel certificato Ex della specifica custodia alla classe di temperatura ed alla relativa temperatura ambiente.

Per procedere nel dimensionamento si dovranno considerare i seguenti parametri:

• gli equipaggiamenti elettrici e/o elettronici dovranno essere conformi, per caratteristiche elettriche e modo d’impiego, alle rispettive norme CEI o EN o IEC;
• i valori di potenza dissipata di ogni equipaggiamento dovranno considerare anche l’apporto di dissipazione derivante dai collegamenti elettrici;
• avere una distanza minima tra cablaggi interni in esecuzione non ‘Ex i’ e quelli in ‘Ex i’, conforme alle prescrizioni delle note tecniche specifiche del contenitore;
• avere uno spessore medio degli isolanti dei conduttori superiore o uguale a 0,7mm;
• avere una sezione minima dei conduttori non inferiore a 1,5mmq;
• avere una distanza minima dalle pareti verso gli equipaggiamenti in rispetto a quanto definito nella nota tecnica specifica del contenitore;
• avere un’area libera, in ogni sezione trasversale, non inferiore al 30% ma comunque nel pieno rispetto di quanto previsto nella nota tecnica specifica del contenitore;
• avere una distanza minima, in ogni direzione, di parti conduttrici scoperte degli elementi di connessione ‘Ex i’ e quelli non ‘Ex i’, non inferiore a 50mm (distanza superficiale);
• avere l’isolamento dei conduttori per circuiti a sicurezza intrinseca non inferiore a 500V;
• avere uno spazio sufficiente tra gli equipaggiamenti, tale da realizzare un cablaggio “a regola d’arte”;
• aver definito il coefficiente di contemporaneità tra i vari equipaggiamenti.

Dopo avere osservato le prescrizioni di cui sopra, prendendo i valori di dissipazione di ogni singolo equipaggiamento, si potrà quindi procedere al calcolo della dissipazione totale, adottando la semplice formula: R1 + R2 + … Rn = Rt dove R1…Rn sono i valori di dissipazione dei singoli componenti e Rt è il valore di dissipazione totale per funzionamento in parallelo degli equipaggiamenti.

Ovviamente, tutti i valori di dissipazione dovranno essere presi dalle documentazioni tecniche dei produttori e riparametrati alla temperatura ambiente di progetto.

Ottenuto così il valore di dissipazione totale “Rt”, si andrà a confrontarlo con il valore massimo ammissibile di dissipazione del contenitore selezionato in precedenza (vedere parte seconda) per quanto atteneva la massima capacità di imbocchi. Se tale contenitore combacerà sia per numero di imbocchi, sia per massima dissipazione ammissibile, il dimensionamento potrà considerarsi concluso.

6. Dimensionare il preriscaldamento

E’ una funzione variabile che si applica solo quando la temperatura ambiente è negativa (da -20°C fino a – 60°C) e che il progettista dovrà considerare, anche se non espressamente richiesta dal cliente ma necessaria per il corretto funzionamento degli equipaggiamenti al di sotto di tale temperatura negativa.

Tutti gli equipaggiamenti elettrici e elettronici sono costruiti per operare a precise condizioni climatiche che possono variare da costruttore a costruttore ma che di prassi vanno da -20°C a +40°C.

Quando la temperatura è positiva si dovrà effettuare, come in precedenza descritto, il riallineamento alla temperatura di progetto, rispetto alla temperatura funzionale dichiarata dai costruttori.

Quando la temperatura è negativa, si dovrà effettuare la verifica con i valori dichiarati dai costruttori e, se tale temperatura non rientrasse nel valore di progetto, si dovrà prevedere un sistema di preriscaldo al fine di garantire la piena funzionalità degli equipaggiamenti.

Ai fini esemplificativi facciamo un esempio pratico. Ipotizziamo di dover installare un quadro con una temperatura ambiente di -60°C e di impiegare interruttori della serie Acti9 di Schneider Electric, con una temperatura minima di funzionamento di -35°C. In questo caso, ci troviamo a dover far operare tali interruttori con una temperatura sensibilmente inferiore a quella ammissibile dall’equipaggiamento e, quindi, sarà necessario prevedere un sistema di preriscaldo che faccia sì che la temperatura funzionale venga riportata alla minima temperatura ammissibile dall’equipaggiamento. Per fare questo, servirà prevedere un sistema di resistenze che elevino la temperatura interna da -60°C, alla temperatura funzionale di -35°C, al fine di garantire la corretta operabilità degli equipaggiamenti interni.

Ai fini del calcolo dovranno essere considerati i seguenti parametri:

• dimensioni interne del contenitore;
• materiale del contenitore;
• spessore del metallo;
• coefficiente di conducibilità termica del materiale del contenitore;
• convezione aria interna (ove applicabile);
• convezione aria esterna;
• superficie interna/esterna;
• temperatura interna voluta;
• temperatura esterna di progetto;
• materiale di coibentazione esterna (ove richiesto).

In base a tali dati, tramite specifico calcolo, saranno determinati il delta T in °C, il coefficiente di scambio globale, la potenza richiesta in Kcal e la potenza richiesta in Watt.

Ovviamente, essendo il delta temperatura da -60°C a -35°C pari a 25°C, si dovrà dimensionare il sistema di preriscaldo per tale valore di delta T, in modo da garantire l’operatività degli equipaggiamenti senza danneggiamenti permanenti.

NB: lo schema è rappresentato con interruttori aperti e in assenza di tensione.

Ovviamente, essendo il quadro in esecuzione a prova di esplosione, non potrà mai essere aperto se non dopo aver tolto tensione alla linea di alimentazione, agendo sull’interruttore a monte della linea stessa.

Sperando di aver dato un utile strumento descrittivo, nelle quattro sessioni, di tutte le variabili che coinvolgono il progettista durante tutte le fasi della progettazione, concludiamo questa quarta e ultima stesura rammentando che tutte le attività finalizzate al dimensionamento elettro-meccanico, sono appannaggio del costruttore dei Quadri in esecuzione a prova di esplosione e che sono di sua responsabilità le analisi, i calcoli e il conseguente progetto esecutivo, apponendo di fatto la targa attestante la conformità alle normative di riferimento.