7. Quadri, schema unifilare e dimensionamento

Quadri

In un quadro trifase puoi bloccare la fase di un interruttore magnetotermico monofase o di un RCBO. La fase bloccata resta anche nella successiva assegnazione automatica; blocca solo una decisione manuale verificata e consapevole. Con dati di potenza completi decide la corrente di fase; con dati incompleti il numero di circuiti è solo una stima informativa. Un circuito su un interruttore magnetotermico (o RCBO) a 3 o 4 poli viene considerato trifase dal programma anche se il numero di fasi del circuito è rimasto 1; un circuito trifase carica in modo uguale tutte e tre le fasi, perciò la sua potenza mancante non peggiora la verifica dell'equilibrio delle fasi.

L'elenco Quadri, che si apre dalla pagina del progetto, contiene i quadri elettrici (al massimo 20 per progetto). Per un nuovo quadro si indicano il nome, il tipo (quadro per appartamento monofase, quadro per appartamento trifase, armadio contatore/di consegna, quadro secondario), per un quadro secondario il quadro principale, l'involucro (voce di catalogo) e la sua dimensione (1–6 file, 6–36 moduli per fila).

Il numero di fasi (1 o 3) si può impostare anche indipendentemente dal tipo; lasciato vuoto, decide il tipo (per un quadro per appartamento il tipo stesso è monofase o trifase, per un quadro secondario / armadio contatore si ricava dai circuiti assegnati). Un numero di fasi esplicito ha la priorità: decide se compare il selettore di fase per gli apparecchi monofase, e sia il dimensionamento sia la verifica delle regole lo utilizzano.

In un progetto NEC (USA) il tipo di quadro è load center: con un numero di posti, interruttori unipolari o bipolari e protezione GFCI/AFCI, un panel schedule stampabile e, nella pagina Quadri, un calcolo del carico dell’abitazione. Questi aspetti sono descritti nel capitolo Progettazione secondo il NEC.

In un progetto per il mercato ungherese un quadro può essere assegnato a un punto di misura della Scheda di connessione; la potenza richiesta calcolata del punto deriva da quel quadro e lo schema del punto di misura mostra in sequenza la connessione, l'interruttore, il contatore kWh e il quadro (vedi il capitolo Stampa, Documentazione per il distributore).

La progettazione del quadro

Lo strumento mostra l'involucro come posti modulo disposti in file, con barre di occupazione.

La vista del quadro somiglia a un vero armadio: una piastra di montaggio con guida DIN, canalina e morsettiera N/PE, e ogni tipo di apparecchio ha il proprio frontale. Le viste sono due: Piastra di montaggio serve per la modifica (si vedono i morsetti e il pettine di distribuzione), Frontale mostra la placca di copertura, che lascia scoperti solo i frontali degli apparecchi, con tappi ciechi nei posti vuoti. Gli interruttori Etichette, Contrassegno delle fasi e Pettine di distribuzione regolano la visualizzazione; il browser ricorda l'impostazione. La fascia etichetta sotto l'apparecchio mostra l'etichetta e il nome del circuito; su un quadro trifase compare anche il contrassegno L1/L2/L3. La modifica (trascinamento, frecce, Del) funziona allo stesso modo in entrambe le viste.

• A destra la tavolozza Aggiungi apparecchio: i risultati compaiono in base al codice o al testo digitato nella ricerca (l'elenco completo non viene mostrato); vi compare solo la voce di catalogo che ha dati del modulo (Dati dei moduli). Se ad alcune delle Sue voci personali mancano i dati del modulo, la tavolozza le elenca; per quelle i cui dati si deducono dal testo può aggiungerli con un pulsante, per le altre vanno indicati nella pagina Dati dei moduli. Se un apparecchio non ha una voce di catalogo, il pulsante Suggerisci restringe i moduli in base a tipo, numero di poli, larghezza e protezione del circuito; se ne trova uno solo adatto lo mostra in anteprima, con più candidati (o con corrente nominale sconosciuta) occorre scegliere da un elenco, e scrive solo dopo la conferma.
• Gli apparecchi si spostano trascinandoli o con le frecce, Canc li elimina.
• Le proprietà dell'apparecchio: etichetta, circuiti, «A valle di» (differenziale o interruttore generale), fase.
• Riserva: dalla tavolozza si può inserire anche senza circuito un interruttore magnetotermico, un magnetotermico differenziale o un differenziale; tra le proprietà di un tale apparecchio compare il contrassegno «Riserva», e il circuito si può assegnare più tardi nel campo «Circuiti».
• Corrente nominale minore / maggiore: per un apparecchio con voce di catalogo, tra le proprietà i pulsanti − e + passano al modulo successivo con corrente minore o maggiore (tipo, numero di poli, larghezza, curva di intervento e sensibilità differenziale restano invariati). Il programma verifica la sostituzione con le regole consuete (protezione troppo grande, circuito sovraccarico). Per un interruttore magnetotermico il selettore Curva di intervento (B, C, D…) passa al modulo della stessa corrente con un'altra curva.
• Interruttore generale aggiunto dopo: se si inserisce più tardi un interruttore generale, i differenziali e i magnetotermici senza apparecchio a monte vengono posti automaticamente a valle di esso, così lo schema unifilare e il collegamento si adeguano subito. All'eliminazione gli apparecchi a valle passano all'apparecchio a monte di quello eliminato, e l'alimentazione del quadro secondario alimentato da esso viene eliminata; i circuiti dell'apparecchio eliminato ricevono l'indicazione «non collocato» finché non si assegna loro un nuovo posto.
• Pulsante Nuovo circuito; Suggerimento dai circuiti: il programma offre con anteprima una disposizione, che può accettare o scartare. Se la disposizione non entra nell'involucro, il programma consiglia una dimensione maggiore dell'involucro, che puoi impostare direttamente lì. Modalità di ottimizzazione: Standard conserva la disposizione consolidata, Compact risparmia spazio e può proporre un quadro più piccolo, e Installation rende più leggibili i gruppi differenziali e la riserva a fine riga. Le modalità cambiano solo le posizioni; una dimensione minore richiede conferma e il numero di moduli non prova la compatibilità fisica. Per un quadro collegato al disegno, i circuiti del piano non ancora collegati a un quadro sono inclusi automaticamente; se il piano ha più quadri puoi scegliere: solo i circuiti assegnati a questo quadro, tutti i circuiti liberi del piano su questo quadro, oppure i circuiti liberi sul quadro più vicino.
• Si possono indicare il cavo di alimentazione e la sua lunghezza (servono per il dimensionamento).
• Alimentazione di un quadro secondario: nelle proprietà del quadro secondario il campo Alimentato da (quadro a monte / apparecchio) seleziona il quadro a monte e l'apparecchio che alimenta (un dispositivo di protezione o un interruttore generale). Un contrassegno sull'apparecchio di alimentazione mostra quale quadro secondario alimenta, e i collegamenti Alimenta: nel pannello dell'elemento portano a quel quadro secondario.
• Alimentazione nel disegno: nell'editor del disegno lo stesso selettore nelle proprietà del dispositivo quadro offre il quadro a monte e l'apparecchio. Se un cavo disegnato collega i due quadri, il pulsante Usa la lunghezza nell’alimentazione nelle proprietà del cavo copia la lunghezza disegnata nella lunghezza di alimentazione; un tale cavo non riceve l'avviso «Tracciato senza circuito» anche senza circuito.
• Collegamento al disegno: nella pianta, nelle proprietà del dispositivo quadro, lo si può collegare al quadro e indicare l'elenco dei Circuiti collegati. Il collegamento è visibile su entrambi i lati («Collegato al disegno» / «Non collegato al disegno»).
• In un armadio contatore il contatore e i fusibili generali vanno inseriti a mano.
• Wallbox per auto elettrica: il Suggerimento dai circuiti assegna a ogni circuito di ricarica un differenziale proprio, di preferenza di tipo B o EV (di tipo A solo se per il wallbox è selezionato il monitoraggio integrato della corrente di guasto in c.c., RDC-DD); per i circuiti dell'inverter e della pompa di calore compare un'informazione. Dettagli: il capitolo Fotovoltaico, ricarica EV e pompa di calore nel progetto.
• Il programma suggerisce l'ordine di alimentazione corrispondente al mercato del proprietario del progetto. In Grecia: interruttore generale → fusibile principale (sezionatore a fusibili) → differenziale; negli altri mercati l'ordine abituale interruttore generale → differenziale. È una prassi e un suggerimento, non un punto di norma. Se il disegno si discosta, la regola Ordine di alimentazione (BETAP_SORREND) avvisa; si può regolare o disattivare nella pagina Regole. La funzione è dietro un interruttore di servizio.

Nella palette il selettore Quantità (1–24) permette di posizionare più dispositivi uguali in una volta: il pulsante affianca altrettanti esemplari nei primi posti liberi, con un solo salvataggio. Se non entrano tutti, vengono posizionati quelli che ci stanno e compare un avviso. Poi con Assegna nomi… (o Assegna nomi ai dispositivi dello stesso tipo su un dispositivo) puoi nominarli riga per riga in una finestra o compilare con un prefisso e un numero iniziale (es. F1…F6).

Apparecchi aggiuntivi

• Barre collettrici: Barra del neutro, Barra di terra PE.
• Segnalazione e misura: Spia presenza fase, Contatore divisionale (kWh), Relè di controllo fasi/tensione.
• Comando: Temporizzatore luci scale, Relè passo-passo, Interruttore orario, Trasformatore per campanello, Alimentatore su guida DIN.
• Protezione e altro: Sezionatore portafusibili, Interruttore sezionatore, Presa su guida DIN, Interruttore salvamotore.

Con un codice di catalogo l’apparecchio compare anche nel computo.

Fila di morsetti

Con la modalità di collegamento «Morsettiera», sulla piastra di montaggio compare dall'elenco morsetti una fila di morsetti automatica (X1): viene posizionata all'estremità destra della prima riga libera e si può trascinare altrove con il mouse. Se non entra, in basso compare una guida separata e un avviso. Nel computo rientrano morsetti, piastre terminali, coperture cieche e barre a pettine.

La fila X1 si può eliminare (dopo conferma) con il pulsante Elimina la morsettiera X1 sopra la piastra di montaggio: il quadro passa al collegamento «diretto», i morsetti restano sugli apparecchi. Nello stesso punto il pulsante Ripristina la morsettiera X1 la ripristina.

Il valore predefinito della modalità di collegamento è il Morsetto di derivazione del circuito principale: al posto della fila X1 (il valore Morsettiera dà la fila X1) sulla piastra di montaggio viene inserito un unico blocco comune: con poli L, N, PE su un quadro monofase, L1, L2, L3, N, PE su uno trifase (il numero di fasi deriva dal quadro o dai suoi circuiti). I conduttori dei circuiti si collegano al polo corrispondente del blocco (nell'elenco X1:L1, X1:N, X1:PE), la posizione del blocco si può trascinare allo stesso modo, e nel computo entra un solo morsetto di derivazione (senza morsetti singoli e piastre terminali).

La verifica del quadro

Il pannello Verifica dello strumento esegue delle regole: normative (ad es. differenziale mancante, protezione mancante o troppo grande, circuito sovraccarico), fisiche (non entra nell'involucro, mancano i dati del modulo, non è collocato), strutturali (scostamento dal collegamento nel disegno) e pratiche (saturazione del differenziale, illuminazione dietro un solo differenziale, equilibrio delle fasi, riserva, interruttore generale). Le regole pratiche si possono attivare/disattivare nella pagina Regole del quadro, e si possono regolare anche la gravità e la soglia; le regole normative e quelle fisiche sono fisse. I risultati informativi si possono nascondere.

Requisito del differenziale. Se un circuito richiede un differenziale da 30 mA, il programma lo decide sia dal nome del circuito sia dal disegno: se sul circuito hai disegnato una presa o un apparecchio di illuminazione, o se uno dei suoi dispositivi si trova in bagno, il circuito richiede il differenziale, anche se il nome suggerisce altro. Il programma cerca il differenziale anche lungo la catena di alimentazione: i circuiti di un quadro secondario possono essere protetti dal differenziale del quadro a monte. Con messa a terra TT (dato del progetto Sistema di messa a terra) ogni circuito terminale senza differenziale riceve un errore, perché lì la protezione contro i guasti richiede un differenziale; l'anello di guasto (Zs) in questo caso non viene calcolato. Nel sistema TN un circuito a valle di un differenziale per il quale l'interruzione da parte del magnetotermico non è sicura (Interruzione non garantita) riceve soltanto un avviso. La regola Differenziale sottodimensionato segnala quando la corrente nominale del differenziale è inferiore alla corrente simultanea stimata dei circuiti e dei quadri secondari a valle; anche la ripartizione automatica non sceglie in silenzio un differenziale o un interruttore generale troppo piccolo. Accanto all'errore «mancano i dati del modulo» c'è il pulsante Scegli dal catalogo (anche nell'anteprima della proposta): il programma legge dai testi delle voci di catalogo (tipo, numero di poli, curva di sgancio, corrente, mA) i dati del modulo mancanti e, per gli apparecchi senza voce, inserisce quella adatta. Scrive nelle tue impostazioni personali, non sovrascrive mai dati del modulo esistenti e ti avvisa se non trova una voce adatta. Se più articoli del catalogo sono adatti, il programma chiede quale usare e ricorda la tua scelta.

Schema unifilare

Una panoramica dello strumento di progettazione del quadro è nella pagina Progettazione del quadro elettrico. Lo schema unifilare in generale, con un esempio: Schema unifilare. Il pulsante Schema unifilare apre lo schema unifilare calcolato dal quadro e dall'elenco dei circuiti (non è un disegno memorizzato, mostra sempre i dati attuali). Il formato del foglio (A4/A3) e l'orientamento si possono scegliere; con molte uscite si spezza su più fogli, con cartiglio normalizzato; Stampa / Salva come PDF. Vi compaiono anche le colonne del dimensionamento (Ib, ΔU). Se nei dati del quadro c'è un errore o un circuito non entra nel disegno, un avviso lo segnala.

Schema multifilare dei percorsi di corrente ed elenco morsetti. Con il selettore di vista della pagina dello schema unifilare si passa allo schema multifilare dei percorsi di corrente: dalle sbarre, attraverso i poli degli apparecchi e i morsetti, fino al cavo e al carico si vede ogni conduttore. Nelle impostazioni del quadro la modalità di collegamento è Morsetto di derivazione del circuito principale (predefinita: un unico blocco comune con poli L, N, PE oppure L1, L2, L3, N, PE), Morsettiera (i cavi arrivano sui morsetti della morsettiera) oppure Direttamente sull'apparecchio (i conduttori vanno al morsetto dell'apparecchio, senza morsettiera). La pagina Elenco morsetti (si apre dalla pagina del quadro) elenca i morsetti conduttore per conduttore con il disegno della morsettiera, per ogni circuito il percorso di corrente (alimentazione, apparecchio, morsetto, cavo, carico) e infine il fabbisogno di materiale (morsetti, piastra terminale, modulo barra); i dati calcolati sono indicativi. I due schemi e l'elenco si possono attivare anche come fogli nel pacchetto di progetto (per ogni quadro), e lì fanno parte della numerazione dei fogli e dell'indice.

Dimensionamento (calcolo indicativo)

Nel pannello Dimensionamento dello strumento si vedono, per ogni circuito: la potenza (indicata, o proposta dai dispositivi), la corrente di impiego (Ib), la corrente nominale della protezione (In), la portata del cavo (Iz), la lunghezza e la caduta di tensione insieme alla caduta dell'alimentazione; il valore oltre il limite è in rosso. Per ogni quadro riepiloga il carico per fase e la dimensione dell'interruttore generale. La potenza proposta si può trasferire al circuito con un clic (come editor).

• Raggruppamento e temperatura: se su un tracciato (ad es. in un tubo protettivo) corrono insieme più circuiti di forza motrice, la portata viene ridotta dal fattore di raggruppamento (per 3 circuiti ×0,70); la temperatura ambiente si imposta nella pagina Regole del quadro (di base 30 °C). La correzione compare sotto Iz come un piccolo numero.
• Interruzione automatica (Zs): il programma calcola l'impedenza dell'anello di guasto (rete Ze + alimentazione + conduttore di fase e di protezione del circuito), e verifica che l'interruttore magnetotermico intervenga con certezza (B: 5×, C: 10×, D: 20× In). In caso contrario Zs è rosso e compare la massima lunghezza ammessa. Il valore di Ze (di base 0,35 Ω) lo imposti secondo la misura in sito o i dati del distributore.
• Lunghezza: se il circuito ha un quadro nel disegno, la lunghezza è il percorso più lungo dal quadro al dispositivo più lontano (per un circuito ramificato non la somma dei rami). Senza quadro o con un disegno interrotto è la somma dei tracciati, come segnala la nota.

Dati di ingresso: per il circuito la potenza, il cos φ, la contemporaneità e la lunghezza; per il quadro il cavo di alimentazione e la sua lunghezza.

Alimentazione del quadro secondario nel dimensionamento. Se un quadro è alimentato da un apparecchio di un altro quadro, il programma verifica l'alimentazione con due regole (Ib ≤ In ≤ Iz): la corrente simultanea del quadro secondario (insieme ai suoi quadri secondari) non può superare la corrente nominale della protezione di alimentazione (Alimentazione del quadro secondario sovraccarica), e la corrente nominale della protezione non può superare la portata del cavo di alimentazione (Cavo di alimentazione non protetto); quest'ultima è calcolata con il metodo di posa meno favorevole B2. Segnala un errore se l'alimentazione non è conforme. Se l'apparecchio di alimentazione è un differenziale o un interruttore generale, il programma valuta l'alimentazione rispetto alla protezione contro le sovracorrenti più vicina lungo la catena di alimentazione (nel quadro a monte o, in mancanza, nella protezione a monte dell'alimentazione); se non ce n'è, avverte che il cavo di alimentazione non è protetto contro le sovracorrenti. Per un'alimentazione con fusibile gG la condizione è più severa (I2 ≤ 1,45 · Iz): da 16 A la corrente nominale del fusibile può essere al massimo 0,906 volte la portata del cavo.

Calcolatori rapidi. Se il dimensionamento serve solo per un singolo circuito e non dal disegno, nella fascia Calcolatori per l'elettricista della pagina iniziale (anche senza registrazione) può provare le stesse formule: caduta di tensione, sezione del cavo e interruttore magnetotermico, potenza e corrente, inoltre legge di Ohm, costo dell'energia, rifasamento e stima dei materiali. I calcolatori sono le versioni indicative per un solo circuito; i valori del modulo si possono condividere con un link.

Base di calcolo. Il pulsante Base di calcolo nella riga del pannello di dimensionamento apre una finestra per il circuito: da dove proviene ogni dato in ingresso (inserito, predefinito, dal ruolo del circuito, dal disegno o ipotizzato), a quali condizioni (ad es. conduttore in rame, isolamento in PVC, temperatura ambiente, raggruppamento) e da quali fonti il programma ha calcolato, e che cosa limita il risultato (dati mancanti). Un badge riepilogativo nell'intestazione mostra quanti dei gruppi di valori utilizzati sono verificati. Da verificare significa che il valore non è ancora stato esaminato da un professionista; non è un errore ma un'informazione, e non significa che il valore sia stato controllato rispetto a una norma. La responsabilità non cambia: la finestra rende solo trasparente il calcolo, e la correttezza del dimensionamento e la conformità alle norme restano a carico del progettista.

Calcolo indicativo. Le tabelle della portata, la formula della caduta di tensione e i valori limite attendono l'approvazione di un progettista elettrico. Il calcolo non sostituisce il dimensionamento sotto la responsabilità del progettista.

Corrente di cortocircuito e selettività

Nella finestra Alimentazione (pagina del progetto, «Altre impostazioni») puoi inserire i dati di cortocircuito: la corrente di cortocircuito al punto di consegna (Ik3), il tuo trasformatore (Sn, uk) oppure il tipo e la corrente nominale della protezione a monte; priorità della sorgente: Ik3 > trasformatore > Ze. Da questi il programma calcola, a titolo indicativo, la massima corrente di cortocircuito alle sbarre del quadro (nell'intestazione del pannello Dimensionamento) e la minima (colonna Ik min per circuito).

• Potere di interruzione: il potere di interruzione nominale (Icn) di un interruttore magnetotermico non deve essere inferiore alla massima corrente di cortocircuito alle sbarre; un apparecchio senza dato Icn non può essere valutato.
• Protezione di alimentazione: per un sottoquadro la minima corrente di cortocircuito deve bastare allo sgancio istantaneo dell'interruttore che lo alimenta.
• Selettività: il pannello Selettività dà un giudizio per ogni coppia protezione a monte–a valle (selettivo, parziale, non selettivo, non valutabile); un clic su una riga mostra le fasce di sgancio. Sotto 0,1 s decide solo la tabella di selettività del costruttore; con un fusibile gG a monte il giudizio è per ora «non valutabile». La regola si attiva nella pagina Regole del quadro; la scheda di cortocircuito nel gruppo «Allegato di calcolo» del pacchetto di piani stampa lo stesso.

Calcolo indicativo. I fattori (c_max/c_min, x', ρ) e i punti della EN 60898-1 attendono verifica. La funzione non vale nei progetti NEC (USA).

Dati modulo dal catalogo

Nella pagina Dati dei moduli, il pulsante Aggiungi i dati modulo mancanti dal catalogo elenca in anteprima le voci del listino interpretabili che non hanno ancora dati modulo. Dopo il controllo, Salva le registra; i dati propri o condivisi esistenti non vengono sovrascritti. Per una voce ambigua scegli da un elenco; in modalità condivisa può farlo solo un amministratore.

Stampa delle etichette

Nella vista del quadro, il pulsante Etichette apre la stampa delle etichette in una nuova scheda. Ci sono due modalità: Striscia apparecchi (le etichette degli apparecchi del quadro su una riga) e Foglio di etichette (modelli A4 standard o dimensione personalizzata; con la Cella iniziale prosegui un foglio già usato in parte). In stampa imposta la scala al 100 % (non «Adatta alla pagina») e senza margini, altrimenti le etichette si spostano.