Le forme di segregazione definite dalla IEC 61439-2 indicano come l’interno di un quadro è ulteriormente compartimentato, tramite barriere e diaframmi, tra zona sbarre di distribuzione, unità funzionali e terminali di connessione delle linee in cavo verso il campo.
Tali gradi di compartimentazione interna sono categorizzati dalla forma 1 (il livello inferiore, senza separazioni) alla forma 4b (in cui, per ogni zona, sono previsti compartimenti propri).
In un quadro Motor Control Center la forma si combina con il tipo di cassetto: fisso o estraibile. L’integrazione delle due configurazioni determinerà la possibilità d’intervenire su una partenza motore, senza fermare le altre.
Per un impianto di processo la differenza è concreta. Con una configurazione si sostituisce un cassetto in pochi minuti e, in base alla forma costruttiva applicata, si potrebbe operare sulla singola partenza in maniera indipendente dall’esercizio delle altre; con l’altra, si ferma una linea produttiva per l’intero intervento.
Che cos’è un Motor Control Center?
Un Motor Control Center (MCC) è un quadro elettrico di bassa tensione che raccoglie, in un unico assieme, le partenze dei motori di un impianto. Ogni partenza è un’unità funzionale con dispositivo di protezione, contattore, protezione termica o elettronica e circuiti ausiliari.
Gli MCC alimentano pompe, ventilatori, compressori, nastri trasportatori e agitatori. Si trovano in cementerie, cartiere, impianti petrolchimici e metallurgici, centrali e trattamento acque. Come gli altri quadri di bassa tensione di potenza, sono costruiti e verificati secondo la IEC 61439-1 e la IEC 61439-2.
A cosa servono le forme di segregazione?
La IEC 61439-2 attribuisce alla segregazione interna due scopi:
- proteggere dal contatto con parti pericolose delle unità funzionali adiacenti;
- proteggere dal passaggio di corpi solidi estranei tra un’unità e l’altra.
In pratica la forma stabilisce cosa resta accessibile quando si apre la porta di un’unità. Un livello di segregazione più alto contribuisce anche a limitare l’estensione di un guasto alle unità vicine.
Quali sono le forme di segregazione previste dalla IEC 61439-2?
La norma distingue tre elementi: sbarre di distribuzione, unità funzionali e terminali per i conduttori esterni. Le forme descrivono quali di questi elementi sono separati tra loro.
| Forma | Sbarre separate dalle unità | Unità separate tra loro | Terminali separati dalle sbarre | Posizione dei terminali |
|---|---|---|---|---|
| 1 | No | No | No | Nessuna separazione interna |
| 2a | Sì | No | No | Zona comune insieme alle sbarre |
| 2b | Sì | No | Sì | Zona comune insieme alle unità funzionali |
| 3a | Sì | Sì | No | Zona comune insieme alle sbarre |
| 3b | Sì | Sì | Sì | Zona comune separata dalle sbarre e dalle unità funzionali |
| 4a | Sì | Sì | Sì | Nello stesso compartimento della propria unità |
| 4b | Sì | Sì | Sì | In un compartimento dedicato alla singola partenza, distinto dalla propria unità |
La scelta tra 4a e 4b dipende soprattutto da come si gestiscono i cavi. Con la 4b si può lavorare sui terminali di una partenza senza aprire il compartimento dell’apparecchiatura, e viceversa.
La forma di segregazione richiesta, nell’accezione completa, va dichiarata in specifica e verificata sul progetto. Ad esempio, indicare “forma 4” senza la lettera aggiuntiva lascia aperta l’interpretazione proprio sul punto che incide di più sulla manutenzione.
Che differenza c’è tra cassetto fisso, ed estraibile?
La forma di segregazione ci dice come è diviso internamente il quadro. Il tipo di esecuzione (fisso od estraibile) ci dice come l’unità funzionale è collegata ai circuiti principali ed ausiliari e come si può operare per la sua eventuale riparazione o sostituzione.
- Cassetto fisso. È montato e collegato in modo stabile. Per sostituire le apparecchiature installate al suo interno, bisogna scollegare i relativi conduttori e rimuovere le viti di fissaggio meccanico dei componenti. Può essere necessario mettere fuori tensione le barrature principali del quadro.
- Cassetto estraibile. Si può rimuovere dal quadro e ripristinare in servizio anche con le barrature principali del quadro in tensione. Rimane meccanicamente vincolato al quadro e si sposta su guide tra posizioni definite: totalmente inserito/test/totalmente estratto (può assumere, quindi, anche posizioni intermedie).
Un cassetto estraibile ha tipicamente quattro posizioni:
- Inserito: circuiti principali e ausiliari collegati, la partenza è in servizio.
- Prova: circuiti principali scollegati, ausiliari collegati. Si verificano logiche di comando e segnalazioni senza alimentare il motore.
- Sezionato: circuiti principali e ausiliari scollegati, con distanze di sezionamento garantite; sia per i circuiti di potenza, che per quelli di comando e controllo.
- Rimosso: il cassetto è fuori dal quadro e può essere sostituito con un’unità di ricambio.
La IEC 61439-2 prevede anche un codice a tre lettere per il tipo di connessione dell’unità: circuito principale di ingresso, circuito principale di uscita e circuiti ausiliari. F indica connessione fissa, D sezionabile, W estraibile. Un’unità completamente estraibile è quindi WWW, una fissa FFF.
Come cambiano continuità di servizio e manutenzione?
Forma costruttiva e tipo di esecuzione del cassetto vanno letti insieme. Una segregazione elevata con cassetti fissi protegge l’operatore, ma non accorcia molto i tempi di sostituzione. Cassetti estraibili in un quadro poco segregato riducono i tempi, ma limitano gli interventi possibili con le unità vicine in servizio.
| Configurazione | Intervento su una partenza | Impatto sul resto dell’impianto |
|---|---|---|
| Forma 2b, unità fisse | Fuori servizio del quadro o di una sezione | Fermo esteso, tempi lunghi |
| Forma 3b, unità fisse | Intervento sulla singola unità con procedure dedicate | Fermo limitato, sostituzione lenta |
| Forma 4b, cassetti estraibili | Estrazione e sostituzione del cassetto | Le altre partenze restano in servizio |
Con cassetti estraibili standardizzati conviene tenere a magazzino alcune unità di ricambio per ogni taglia. La sostituzione diventa un’operazione di minuti, mentre la riparazione del cassetto guasto avviene in officina elettrica.
Resta un punto fermo: le attività su quadri in tensione o in prossimità di parti attive seguono le procedure della CEI EN 50110-1 e della CEI 11-27. La segregazione riduce i rischi, ma non sostituisce l’organizzazione del lavoro elettrico.
Quali interblocchi servono in un MCC con cassetti estraibili?
Gli interblocchi impediscono le manovre in sequenza errata. Quelli più comuni sono:
- estrazione o inserimento del cassetto possibile solo con l’interruttore aperto (deve avvenire in assenza di flusso di corrente);
- apertura della porta impedita con l’unità inserita e in servizio;
- predisposizione per bloccare il cassetto in posizione sezionata durante la manutenzione;
- otturatori che coprono i contatti fissi quando il cassetto è estratto;
- segnalazione della posizione del cassetto al sistema di controllo.
La forma di segregazione garantisce la tenuta all’arco interno?
No. La forma riguarda la protezione contro i contatti diretti (rischio folgorazione) e l’eventuale passaggio di corpi estranei tra un compartimento e l’altro. Il comportamento in caso di arco interno nei quadri di bassa tensione si valuta con prove specifiche, secondo il rapporto tecnico IEC TR 61641.
I due requisiti sono complementari e vanno specificati separatamente. Un quadro in forma 4b non è per questo motivo un quadro provato ad arco interno.
Come scegliere la configurazione dell’MCC?
La scelta parte da quattro domande: quanto costa un’ora di fermo della linea, quante partenze motore ci sono, chi fa la manutenzione e quanto spazio è disponibile in sala quadri.
Nella gamma IMESA le due soluzioni coprono esigenze diverse:
| Caratteristica | MCC32 | MCCF |
|---|---|---|
| Esecuzione delle unità | Cassetti estraibili | Cassetti fissi |
| Tensione nominale | Fino a 690 V | Fino a 690 V |
| Corrente nominale delle sbarre | Fino a 3.750 A | Fino a 1.600 A |
| Corrente di breve durata (1 s) | Fino a 80 kA | Fino a 50 kA |
| Forme costruttive | 3b, 4a, 4b | 2b, 3b, 4a, 4b |
| Grado di protezione a porte chiuse | IP54 | Fino a IP55 |
L’MCC32 è indicato quando la continuità di servizio è prioritaria, come negli impianti di processo a ciclo continuo. L’MCCF è adatto a impianti con meno partenze o con finestre di manutenzione programmate. Per arrivi e grandi partenze di distribuzione si possono realizzare configurazioni combinate di quadri MCC con quadri tipo Power Center (PC), fino a 6.300 A.
Gli MCC possono inoltre scambiare stati, misure e allarmi delle singole partenze con il sistema di automazione e supervisione SCADA. Le applicazioni tipiche sono descritte nella pagina dedicata al settore Industry.
Domande frequenti su segregazione e cassetti negli MCC
Qual è la differenza tra forma 4a e forma 4b?
In entrambe sbarre, unità e terminali sono separati. Nella 4a i terminali si trovano nello stesso compartimento della loro unità funzionale (es.: l’interruttore, l’avviatore, ecc.); nella 4b i terminali sono in un compartimento distinto, accessibile senza dover aprire quello dell’apparecchiatura.
Un cassetto estraibile permette di lavorare con il quadro in tensione?
Permette di estrarre e sostituire una partenza mentre le altre restano alimentate. Le modalità operative restano soggette alle procedure di sicurezza per i lavori elettrici.
A cosa serve la posizione di prova?
A verificare il corretto funzionamento di comandi, interblocchi e segnalazioni con i circuiti ausiliari alimentati e i circuiti principali scollegati. L’avviatore viene attivato, ma il motore non viene alimentato, in questa posizione del cassetto.
Si può trasformare un MCC a cassetti fissi in uno a cassetti estraibili?
La trasformazione non è prevista. Struttura, connessioni e segregazioni sono diverse, e ogni modifica necessaria comporterebbe il decadimento delle certificazioni ottenute con l’esecuzione delle prove di tipo, previste dalle normative di prodotto (IEC 61439-1 / 2). Ne parliamo nell’articolo su quando un quadro di bassa tensione è davvero conforme alla IEC 61439.
Configurare l’MCC con IMESA
Numero di partenze, potenze dei motori, logiche di comando e strategia di manutenzione definiscono la forma e il tipo di cassetto più adatti. Condividi i dati del tuo impianto con il nostro ufficio tecnico dalla pagina Contatti: ti aiuteremo a definire la configurazione del Motor Control Center.