Home » Notizie » Impiantistica e Antincendio » Che funzioni ha e come si compone un quadro elettrico?

Quadro elettrico

Che funzioni ha e come si compone un quadro elettrico?

Tempo di lettura stimato: 7 minuti

Il quadro elettrico è tra gli elementi più importanti di un impianto elettrico, responsabile della distribuzione di energia e del controllo dei circuiti. Scopri quante tipologie esistono e che funzioni hanno

Il quadro elettrico, chiamato anche centralino o quadro di distribuzione, è uno degli elementi principali di un impianto elettrico, tanto di tipo civile quanto di tipo industriale. Il quadro elettrico è l’elemento da cui parte la distribuzione dell’energia e da cui gestire tutti i circuiti elettrici ad esso connessi. Per questa ragione è indispensabile conoscerlo nel dettaglio.

In questo articolo vedremo quindi come si compone, che funzioni ha e la normativa di riferimento per la progettazione e realizzazione di un quadro elettrico. Prima di proseguire, ricordiamoci sempre che il modo migliore per realizzare una progettazione impiantistica in sicurezza e nel rispetto delle normative, è quello di affidarsi all’uso di software per la progettazione di impianti elettrici specifici e professionali.

Che cos’è un quadro elettrico?

Per poter definire con doverosa precisione che cos’è un quadro elettrico dobbiamo prima di tutto anticipare, per poi parlarne nel dettaglio in uno specifico paragrafo a seguire, che esistono delle differenze tra quadro elettrico di tipo civile e di tipo industriale.

Ciò che accomuna entrambi è che dal quadro elettrico, chiamato anche centralino o quadro di distribuzione, parte appunto la distribuzione dell’energia elettrica. Infatti, dal quadro elettrico, tanto civile quanto industriale, la corrente giunge presso le scatole di derivazione, più precisamente i cavi raggiungono la scatola di derivazione principale e qui l’energia continua il suo percorso raggiungendo prese e luci attraverso altri cavi elettrici.

Il quadro elettrico di tipo civile rappresenta la parte fondamentale dell’impianto elettrico e ha la triplice funzione di:

  • alimentare l’intero circuito;
  • proteggere il circuito da possibili surriscaldamenti;
  • evitare folgorazioni accidentali.

Il quadro elettrico domestico è costituito da una struttura metallica o in materiale plastico preposta, appunto, alla distribuzione dell’energia elettrica e alla gestione dei dispositivi elettronici presenti nell’abitazione.

Viene disposta a valle del contatore, generalmente all’interno dell’abitazione in prossimità della porta di ingresso, o in altri locali adeguati.

Il quadro elettrico di tipo industriale avrà, rispetto a quello civile, dimensioni e ingombro maggiore e soprattutto gestirà una potenza molto più alta.

Per la progettazione di impianti elettrici di tipo industriale e del relativo quadro elettrico, dunque, subentrano oltre alle normative valide per quello di tipo domestico (continua a leggere l’articolo per maggiori dettagli sulle normative vigenti in materia) altre normative CEI ancora più rigide proprio perché i pericoli connessi a questo tipo di impianto sono maggiori e maggiore, quindi, è la complessità di progettazione e i protocolli di sicurezza da seguire. In base al paese di riferimento le caratteristiche che disciplinano l’utilizzo legittimo delle componenti impiantistiche, cambiano in base alla destinazione d’uso. Riguardo ai cavi, ad esempio, la normativa Europea prevede l’utilizzo di cavi con marcatura CE, quella americana prevede invece cavi UL.

Quanti e quali tipologie di quadro elettrico esistono?

Come avrai già capito, i quadri elettrici non sono tutti uguali ma in base alle esigenze di progetto avranno differenti materiali, dimensioni, ingombro e grado di protezione dagli agenti atmosferici.

Più nel dettaglio, possiamo fare due classificazioni dei quadri elettrici. La prima classificazione prende in considerazione il posizionamento del quadro e quindi avremo quadri:

  1. da incasso: usato soprattutto per i quadri elettrici industriali, viene incassato direttamente dentro il muro. La scelta su questa tipologia di quadro elettrico ricade soprattutto quando ci sono spazi ridotti oppure si rischia di danneggiare la parte esterna;
  2. a parete: questa tipologia è invece molto più diffusa negli impianti civili. Qui il quadro elettrico viene poggiato direttamente a muro e fermato con tasselli. Generalmente si tratta di un quadro di forma scatolare di colore bianco (disponibili in altre varianti) con sportellino trasparente o colorato;
  3. da interno: dedicato ad un utilizzo casalingo o comunque in ambienti interni, differirà da quello da esterno per il grado di protezione dagli agenti atmosferici;
  4. da esterno: questa tipologia essendo dedicata ad un montaggio in ambiente esterno, avrà un grado di protezione maggiore. Sono definiti, infatti, come “stagni”, in quanto isolati dall’acqua, liquidi in generale e umidità, nonché dagli agenti atmosferici. Nonostante questo, dove possibile, è sempre meglio prediligere il montaggio coperto o parzialmente coperto o utilizzare una scatola stagna “idrobox”.

Per maggiori dettagli sulla disposizione del quadro elettrico in fase di progettazione ti consiglio questo approfondimento video: “Disposizione quadro e cassette”.

La seconda classificazione prende, invece, in considerazione la tensione gestita dal quadro elettrico e distinguiamo in:

  • quadri elettrici di bassa tensione, cioè quella inferiore a 1kW;
  • quadri elettrici di media tensione, tra 1 e 30kW;
  • quadri elettrici ad alta tensione, tra 30 e 150kW;
  • quadri elettrici ad altissima tensione, che gestiscono energia superiore ai 150kW.

Come anticipavamo nel paragrafo precedente, quella della tensione gestita dal quadro elettrico è una delle differenze principali tra quadro di tipo civile e di tipo industriale che a sua volta inciderà sulle caratteristiche strutturali del quadro stesso e sulla sua collocazione.

Quali funzioni svolge il quadro elettrico?

I quadri elettrici svolgono, in base alla tipologia, funzioni differenti che generano automaticamente una nuova classificazione in:

  • quadri elettrici di distribuzione: utilizzati principalmente in ambito civile, si occupano di distribuire energia, alimentare e proteggere le utenze, portando la corrente alle scatole di derivazione e ai dispositivi elettrici. I suoi componenti sono sempre accessibili per garantire sia il corretto funzionamento dei dispositivi ad esso collegati, sia la sicurezza degli operatori che utilizzano l’impianto. Sono generalmente caratterizzati da tensione a 400 V trifase con neutro, 230 V trifase o monofase con neutro, gradi di protezione da IP30 a IP65 secondo la Norma CEI 64-8;
  • quadri elettrici di automazione: preposti al comando e al controllo di apparecchiature automatizzate e macchine elettriche. Oltre a dispositivi di manovra e protezione come gli interruttori cosiddetti “salvamotore”, possono contenere anche apparecchi e dispositivi di comando, controllo e segnalazione, relè, teleruttori, PLC, inverter, azionamenti, pannelli operatori e pulsantiere. Sono particolarmente indicati per l’utilizzo industriale dal momento che possono automatizzare qualsiasi funzione svolta dalle macchine: dal semplice avviamento, fino alla gestione di processi di controllo e regolazione. Possono essere installati sia sulla macchina stessa che in prossimità e non sono accessibili, ma viene lasciato disponibile solo l’accesso a pulsantiere e spie;
  • quadri elettrici di bordo macchina: questo particolare quadro elettrico è di tipo industriale e contiene apparecchiature di potenza, organi di comando, segnalazione e controllo. Viene montato a valle del punto di consegna dell’energia elettrica che alimenta il macchinario e viene utilizzato dall’operatore della macchina per azionarla e controllarla. Contiene al suo interno tutto ciò che è necessario per il corretto e sicuro funzionamento della macchina, tra cui: contatori, interruttori automatici, interruttori di manovra, azionamenti, dispositivi di misura, relè, organi di comando e spie di segnalazione;
  • quadri elettrici per diagnostica: questi quadri vengono utilizzati per la diagnostica di apparecchiature semplici o complesse, o anche solo parti di cablaggi o di macchine. Visto le sue specificità questo quadro è particolarmente diffuso nel settore automotive, macchine agricole, medicale, macchine movimento terra, oleodinamica, e ogni genere di apparecchiatura ad uso professionale.
Classificazione quadri elettrici

Classificazione quadri elettrici

Quali sono le componenti di un quadro elettrico?

Affinché l’impianto elettrico funzioni correttamente e in totale sicurezza, il quadro elettrico conterrà al suo interno i seguenti componenti:

  • interruttore generale: ha lo scopo di scollegare l’intero impianto dalla corrente consentendo di effettuare interventi alla rete elettrica in totale sicurezza;
  • interruttori magnetotermici e differenziali: dedicati alle varie parti dell’impianto consentendo di disattivare il singolo circuito a cui sono collegati;
  • interruttore salvavita: è l’interruttore differenziale più importante perché garantisce la messa in sicurezza dell’intero impianto elettrico, prevenendo il rischio di folgorazione o guasto ai dispositivi collegati alla rete a seguito di corto circuiti, sbalzi di tensione o dispersione elettrica. In commercio troviamo due tipologie di salvavita:
    • semplice: scatta quando viene rilevato un problema di sicurezza nell’impianto e deve essere riattivato manualmente;
    • autoriarmante: scatta in caso di guasti o sbalzi di tensione, ma tenta di riarmarsi autonomamente senza necessità di un intervento manuale.

Tramite il software per la progettazione di impianti elettrici è possibile configurare le componenti del quadro e più nel dettaglio puoi:

  • gestire i dispositivi presenti nel quadro elettrico;
  • configurare il cablaggio interno del quadro;
  • gestire i coefficienti di contemporaneità kc;
  • gestire selettività o backup tra le protezioni.

Se vuoi approfondire questi aspetti pratici ti consiglio di guardare il video di seguito di un approfondimento pratico molto utile per le tue progettazioni impiantistiche.

Quali componenti aggiuntive troviamo nel quadro elettrico industriale?

Nell’ambito industriale i componenti dei quadri elettrici possono essere suddivisi in:

  • componenti di parte metallica: riguardano essenzialmente la struttura di supporto dei quadri elettrici industriali, solitamente realizzata in acciaio opportunamente trattato;
  • componenti di parte attiva: questi componenti a loro volta contengono:
    • circuiti principali di potenza: trasportano l’energia e comprendono i dispositivi di alimentazione del quadro, di manovra e di protezione, gli arrivi, le terminazioni dei cavi di potenza e le partenze per la circuitazione esterna ai quadri di automazione, i morsetti e i connettori per l’allacciamento;
    • circuiti ausiliari: sono i dispositivi di comando, di misura, di controllo e di segnalazione.

Qual è la normativa di riferimento sul quadro elettrico?

Per la progettazione e installazione dei quadri elettrici bisogna fare riferimento alle norme CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) e in particolare alle norme:

  • CEI EN IEC 61439-1 e CEI EN 61439-2 – Apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT). Rispettivamente Parte 1: Regole generali.  E parte 2: Quadri di potenza. Questa è la norma madre sui quadri elettrici orientata principalmente sui “quadri di distribuzione” e contiene:
    • prescrizioni generali per la realizzazione del quadro;
    • criteri per la scelta della tipologia;
    • informazioni relative al collaudo del quadro sia civile che industriale e la documentazione necessaria.
  • CEI EN 60204-1: Sicurezza del macchinario – Equipaggiamento elettrico delle macchine. Parte 1: Regole generali. È la norma specifica dei quadri bordo macchina e fa riferimento alla protezione delle persone dai contatti Diretti e Indiretti nonché alla realizzazione di un sistema di comando sicuro;
  • CEI 23-51: prescrizioni per la realizzazione, le verifiche e le prove dei quadri di distribuzione per installazioni fisse per uso domestico e similare, specifica dunque per quadri ad uso domestico;
  • CEI 64-8: precisa i requisiti per la progettazione e realizzazione di un impianto elettrico a bassa tensione. Rappresenta il riferimento normativo CEI per la realizzazione di impianti a regola d’arte così come richiesto dalla Legge 186/68 che sul concetto di regola d’arte esplicita: “Tutti i materiali, le apparecchiature, i macchinari, le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici devono essere realizzati e costruiti a regola d’arte”; e dal D.M. 37/08 sulle norme per la sicurezza degli impianti.

Altre norme da considerare sono poi:

  • D.Lgs. n. 81/2008 o Testo Unico sulla salute e sicurezza dei lavoratori;
  • Legge 791/77 in merito alla responsabilità del costruttore.

La sicurezza e il rispetto delle normative vigenti nel settore della progettazione impiantistica elettrica sono una priorità di progettisti e costruttori. Per questa ragione ti consiglio di utilizzare un software per la progettazione di impianti elettrici con cui:

  • disegnare l’impianto elettrico direttamente sull’architettonico del progetto facendo affidamento ad un archivio completo di simboli (norme CEI-IEC) o accedendo ad una ricca libreria di simboli elettrici;
  • sfruttare una diagnostica che ti segnala rapidamente eventuali anomalie di disegno (oggetti non raggiunti da percorsi, elementi elettricamente non collegati, ecc.);
  • ottenere automaticamente dal disegno il dimensionamento dell’impianto, le verifiche e i calcoli tra cui: dimensionamento della sezione dei cavi secondo le norme CEI 64-8, verifica del livello prestazionale dell’impianto elettrico secondo la CEI 64-8, verifica della caduta di tensione sulle linee (CEI 35023), calcolo della sovratemperatura nei quadri (CEI IEC/TR 60890:2018 – CEI 17-43, CEI 23-51);
  • produrre automaticamente la relazione tecnica, gli schemi unifilari, gli esecutivi, il livello prestazionale;
  • modellare impianti multiservizio e reti di accesso cablate in fibra ottica;
  • progettare impianti di rivelazione incendi.

 

Impiantus-ELETTRICO

 

Impiantus-ELETTRICO

 

0 commenti

Lascia un Commento

Cosa ne pensi?
Lascia un commento sull'articolo.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *