Linee di distribuzione a bassa tensione e requisiti di distribuzione elettrica per i cantieri
Le linee di distribuzione a bassa tensione si riferiscono ai circuiti che, attraverso un trasformatore di distribuzione, riducono la tensione elevata di 10 kV al livello di 380/220 V, ovvero le linee a bassa tensione che vanno dalla sottostazione all'equipaggiamento finale.
Le linee di distribuzione a bassa tensione devono essere prese in considerazione durante la fase di progettazione delle configurazioni di cablaggio della sottostazione. Nei complessi industriali, per i reparti con una richiesta di potenza relativamente alta, sono spesso installate sottostazioni dedicate, dove i trasformatori forniscono energia direttamente a vari carichi elettrici. Per i reparti con carichi minori, l'energia viene fornita direttamente dal trasformatore di distribuzione principale.
Il progetto della disposizione delle linee di distribuzione a bassa tensione è basato sulla categoria, l'entità, la distribuzione e le caratteristiche del carico. Generalmente, esistono due tipi di metodi di distribuzione: radiale e tronco (o a tipo albero).
I circuiti radiali offrono un'alta affidabilità ma comportano costi di investimento più elevati. Pertanto, la distribuzione a tronco è più comunemente utilizzata nei moderni sistemi a bassa tensione a causa della sua maggiore flessibilità - quando i processi produttivi cambiano, non sono necessarie modifiche sostanziali al circuito di distribuzione. Quindi, il metodo a tronco presenta un costo inferiore e un'adattabilità superiore. Tuttavia, in termini di affidabilità dell'approvvigionamento elettrico, è inferiore al metodo radiale.
1. Tipi di Linee di Distribuzione a Bassa Tensione
Esistono due metodi di installazione per le linee di distribuzione a bassa tensione: posa di cavi e impianto di linee aeree.
Le linee di cavo sono sepolte sottoterra, rendendole minimamente influenzate da condizioni naturali come vento o ghiaccio. Inoltre, poiché non ci sono fili visibili sopra il terreno, migliorano l'estetica urbana e ambientale degli edifici. Tuttavia, l'installazione dei cavi comporta costi di investimento più elevati e sono più difficili da manutenere e riparare. Le linee aeree presentano vantaggi e svantaggi opposti. Pertanto, a meno che non esistano requisiti speciali, le linee aeree sono generalmente utilizzate per la distribuzione a bassa tensione.
Le linee aeree a bassa tensione utilizzano solitamente pali di legno o cemento, con isolatori (bottiglie di porcellana) che fissano i conduttori su traverse montate sui pali. La distanza tra due pali è di circa 30-40 metri all'interno degli stabilimenti e può raggiungere 40-50 metri in aree aperte. La distanza tra i conduttori è solitamente di 40-60 centimetri. I percorsi delle linee dovrebbero essere il più possibile brevi e diretti, consentendo comunque un'agevole installazione e manutenzione.
1.1 Distribuzione Elettrica sul Cantiere
Le condizioni di carico elettrico sui cantieri differiscono da quelle nelle imprese industriali regolari. L'entità e la natura dei carichi variano con il progresso del progetto - ad esempio, nelle fasi iniziali della costruzione si utilizzano principalmente macchinari per il trasporto e lo spostamento, mentre nelle fasi successive possono essere utilizzate macchine da saldatura, ecc. Pertanto, la domanda totale di energia del cantiere deve essere determinata in base al carico massimo calcolato nella fase di picco di costruzione.
L'approvvigionamento di energia sui cantieri è temporaneo. Tutte le apparecchiature elettriche devono permettere un'installazione e smontaggio rapido. Le sottostazioni sul cantiere sono preferibilmente di tipo esterno montato su palo. Le linee aeree a tronco sono comunemente utilizzate per il cablaggio. Durante l'impianto delle linee, è necessario fare attenzione a non ostruire il traffico e assicurare facilità di installazione e rimozione. Per progetti sotterranei o costruzioni di tunnel dove lo spazio è limitato, l'altezza delle linee aeree non può soddisfare i requisiti standard di altezza dal suolo.
In tali casi, i circuiti di illuminazione devono utilizzare una tensione extra-bassa di sicurezza (SELV) inferiore a 36 V, mentre le linee di alimentazione a 380/220 V per i carichi motori dovrebbero utilizzare cavi trifase a quattro conduttori flessibili con buona isolazione e resistenza all'umidità. I cavi dovrebbero essere posati in base al progresso della costruzione e disconnessi e rimossi quando non in uso per garantire la sicurezza.
1.2 Minima Distanza Verticale tra Condotto e Suolo
Le linee di distribuzione non dovrebbero attraversare tetti realizzati con materiali infiammabili, né dovrebbero preferibilmente attraversare edifici con tetti resistenti al fuoco; se inevitabile, è necessaria la coordinazione con le autorità competenti. La distanza verticale minima tra i conduttori e gli edifici, al massimo afflosciamento, non deve essere inferiore a 3 metri per le linee da 1-10 kV, e non inferiore a 2,5 metri per le linee inferiori a 1 kV.
Quando le linee di distribuzione intersecano linee di comunicazione (a bassa tensione), le linee elettriche devono essere installate sopra le linee di comunicazione. La separazione verticale al massimo afflosciamento non deve essere inferiore a 2 metri per le linee da 1-10 kV, e non inferiore a 1 metro per le linee inferiori a 1 kV.
2. Pannelli di Distribuzione sui Cantieri
I pannelli di distribuzione sui cantieri possono essere classificati in pannelli di distribuzione principali, pannelli di sottodistribuzione fissi e pannelli di sottodistribuzione mobili.
2.2 Pannello di Distribuzione Principale
Se viene utilizzato un trasformatore indipendente, sia il trasformatore che il successivo pannello di distribuzione principale sono installati dall'autorità di approvvigionamento elettrico. Il pannello di distribuzione principale contiene un interruttore automatico principale a bassa tensione, contatori di energia attiva e reattiva, voltmetro, amperometro, interruttore selettore di tensione e lampade indicatorie. Tutti i rami del cantiere sono collegati a pannelli di sottodistribuzione posizionati a valle di questo pannello principale.
Se viene utilizzato un trasformatore montato su palo, sia il pannello di distribuzione principale che quelli di sottodistribuzione sono montati sul palo, con il fondo della scatola a almeno 1,3 metri dal suolo. Per trasformatori di maggiori dimensioni installati su piattaforme a terra, possono essere utilizzati armadi chiusi di commutazione. I pannelli di sottodistribuzione utilizzano tipicamente interruttori automatici a bassa tensione della serie DZ.
L'interruttore principale viene selezionato in base alla corrente nominale del trasformatore, mentre i circuiti di derivazione utilizzano interruttori di capacità inferiore dimensionati in base alla corrente massima nominale di ciascun circuito. Per i circuiti con correnti ridotte, devono essere utilizzati dispositivi differenziali residui (RCD) (capacità massima RCD: 200 A). Il numero di interruttori di derivazione dovrebbe superare il numero progettato di rami di un o due per servire come circuiti di riserva. Gli strumenti di monitoraggio come amperometri e voltmetri non vengono installati nelle cassette di distribuzione dei cantieri.
Se viene utilizzato un trasformatore esistente (non dedicato al sito), le funzioni di distribuzione principale e secondaria sono integrate in un unico contenitore, con l'aggiunta di contatori di energia attiva e reattiva. A partire dalla cassetta di distribuzione principale, il sistema adotta la configurazione TN-S trifase a cinque fili, e la cassa metallica della cassetta di distribuzione deve essere collegata al conduttore di protezione terra (PE).
2.3 Cassa di distribuzione secondaria fissa
Nei cantieri, la posa dei cavi avviene principalmente tramite seppellimento diretto, e il sistema di alimentazione utilizza tipicamente una configurazione radiale. Ogni cassa di distribuzione secondaria fissa serve come punto finale del suo ramo di derivazione e quindi è solitamente posizionata vicino all'equipaggiamento elettrico che fornisce.
Il contenitore della cassa di distribuzione secondaria fissa è realizzato in lamiera sottile, con un tetto impermeabile alla pioggia. La base della scatola è installata a una altezza superiore a 0,6 metri dal suolo, sostenuta da gambe di acciaio a L. La scatola ha porte su entrambi i lati. All'interno, un pannello isolante serve come base di montaggio per i componenti elettrici. La scatola è dotata di un interruttore principale da 200-250 A, un RCD a quattro poli, dimensionato in base alla corrente nominale massima di tutti gli apparecchi collegati.
Considerando la versatilità, il design dovrebbe adattarsi a equipaggiamenti comuni sul sito come gru torre o macchine da saldatura. Dietro l'interruttore principale, sono installati diversi interruttori di derivazione (anche RCD a quattro poli), con capacità combinate in base alle valutazioni tipiche degli elettrodomestici - ad esempio, un RCD principale da 200 A con quattro rami: due da 60 A e due da 40 A. Sotto ciascun RCD di derivazione, sono installati portafusibili in porcellana per fornire un punto di disconnessione visibile e servire come terminali dell'equipaggiamento. I terminali superiori dei fusibili sono collegati ai terminali inferiori dei RCD, mentre i terminali inferiori rimangono aperti per le connessioni all'equipaggiamento. Se necessario, all'interno della scatola vengono anche installati interruttori monofase per fornire alimentazione monofase agli elettrodomestici monofase.
Come punto finale di un ramo di derivazione, ogni cassa di distribuzione secondaria fissa deve avere un'ancoraggio ripetuto per migliorare l'affidabilità della connessione di protezione a terra.
Dopo che i conduttori entrano nella scatola, il conduttore neutro (zero di lavoro) è collegato a un blocco terminale. I conduttori di fase sono collegati direttamente ai terminali superiori del RCD. Il conduttore di protezione terra (PE) è fissato al bullone di terra sul contenitore e collegato a un elettrodo di terra ripetuto. Tutti i conduttori PE discendenti da questa cassetta di distribuzione sono collegati allo stesso bullone.
2.4 Cassa di distribuzione secondaria mobile
La cassa di distribuzione secondaria mobile ha la stessa configurazione interna del tipo fisso. È connessa tramite cavo flessibile rivestito di gomma a una cassa di distribuzione secondaria fissa e spostata il più vicino possibile all'equipaggiamento che serve - ad esempio, da un piano inferiore a un livello di costruzione superiore. La scatola utilizza anche RCD, ma con capacità inferiori rispetto a quelle fisse. Vengono aggiunti interruttori e prese monofase per fornire alimentazione monofase agli elettrodomestici monofase. Il contenitore metallico deve essere collegato al conduttore di protezione terra.
