21.01.2008
Ogni giorno veniamo a contatto con apparecchiature elettriche o elettroniche la cui targa riporta le caratteristiche nominali cui il prodotto è chiamato a funzionare o le prestazioni che lo stesso è in grado di offrire.
Nulla di più normale è che, fra le grandezze che compaiono nella targa del nostro apparecchio, ci sia anche la sua tensione nominale.
Allo stesso modo non ci stupiamo quando classifichiamo la tensione nominale con le definizioni di bassa tensione, media tensione o alta tensione.
Già, ma come sono classificate le tensioni dalle norme tecniche e dalle principali disposizioni legislative? Qui comincia l'avventura. Sistemi elettrici
Secondo quanto definito dalla norma tecnica Cei 64-8 "Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1.000 V in corrente alternata e a 1.500 V in corrente continua", in relazione alla tensione nominale i sistemi elettrici si dividono in:
• sistemi di categoria 0 (zero), quelli a tensione nominale minore o uguale a 50 V se a corrente alternata o a 120 V se in corrente continua (non ondulata);
• sistemi di I categoria, quelli a tensione nominale da oltre 50 V fino a 1.000 V se a corrente alternata o da oltre 120 V fino a 1.500 V se a corrente continua (non ondulata);
• sistemi di II categoria, quelli a tensione nominale oltre 1.000 V se a corrente alternata o oltre 1.500 V se in corrente continua, fino a 30.000 V compresi;
•sistemi di III categoria, quelli a tensione nominale maggiore a 30.000 V (capitolo 22, comma 22.1).
Come noto, la norma Cei 64-8 si applica (capitolo 11, comma 11.2, punto a)) ai circuiti alimentati a tensione nominale non superiore a 1.000 V se a corrente alternata e 1.500 V se a corrente continua.
Analoga classificazione dei sistemi in categorie secondo la tensione nominale la ritroviamo pressoché identica al capitolo 2, comma 2.1.3c della norma tecnica Cei 11-1 "Impianti elettrici con tensione superiore a 1 kV in corrente alternata". In questo punto della norma, è presente anche una nota esplicativa nella quale è indicato che "nella presente norma il termine «bassa tensione» indica i sistemi di categoria I ed il termine «alta tensione» i sistemi di categoria II e III".
Definizioni
Prima di continuare nella nostra ricerca, proviamo a concentrare l'approfondimento delle definizioni di tensione nominale e di sistema elettrico che ci tornerà utile nel proseguo.
La norma Cei 64-8 riporta, al capitolo 21, comma 21.7, la definizione di sistema elettrico, ovvero, "parte di un impianto elettrico costituito dal complesso dei componenti elettrici aventi una determinata tensione nominale".
Al successivo comma 22.1 del capitolo 22 tensioni, la norma Cei 64-8 definisce la tensione nominale, ovvero, "la tensione per cui un impianto o una sua parte è progettato".
La stessa norma precisa che la tensione reale differisce dalla tensione nominale entro i limiti di tolleranza permessi così come precisato nella norma tecnica 8-6 "Tensioni nominali dei sistemi elettrici di distribuzione pubblica a bassa tensione", su cui torneremo nel seguito.
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Anche la norma Cei 11-1 riporta alcune definizioni, fra le quali è utile riprendere:
• impianto elettrico: complesso di componenti elettrici, anche a tensioni nominali d'esercizio diverse, destinato ad una determinata funzione (articolo 2.1.1a);
• sistema elettrico (nel seguito chiamato sistema): parte di impianto elettrico costituita dal complesso dei componenti elettrici aventi una determinata tensione nominale (d'esercizio) (articolo 2.1.1b);
• impianto utilizzatore: impianto costituito dai circuiti di alimentazione degli apparecchi utilizzatori, comprese le relative apparecchiature di sezionamento, di manovra, di interruzione, di trasformazione, di protezione, eccetera che non facciano parte di impianti di produzione, trasmissione e distribuzione. Si considera come origine dell'impianto utilizzatore il punto di consegna dell'energia elettrica all'impianto stesso, in genere da una rete del distributore (articolo 2.1.1c);
• componente elettrico: ogni elemento utilizzato per produzione, trasformazione, trasmissione, utilizzazione e distribuzione dell'energia elettrica, quali: macchine, trasformatori, apparecchiature, strumenti di misura, dispositivi di protezione, condutture ed apparecchi utilizzatori (articolo 2.1.1);
• tensione nominale di un sistema: valore arrotondato appropriato della tensione utilizzata per denominare od identificare un sistema (articolo 2.1.3). Norma CEI EN 50110-1
Oltre alla nota riportata nella definizione della classificazione dei sistemi in categorie secondo la loro tensione nominale riportata dalla citata norma Cei 11-1, anche la norma tecnica Cei En 50110-1 "Esercizio degli impianti elettrici" (classificazione Cei 11-48), riporta la definizione di tensione nominale.
Al capitolo 3.6 tensioni nominali, la norma definisce:
• bassissima tensione (Elv): di norma non superiore a 50 V in corrente alternata (ca) o a 120 V in corrente continua non ondulata (cc) sia tra conduttori sia verso terra, essa comprende circuiti Selv, Pelv e Felv;
• bassa tensione (bt): di norma non superiore a 1.000 V in corrente alternata o a 1.500 V in corrente continua;
• alta tensione (AT): di norma superiore a 1.000 V in corrente alternata o a 1.500 V in corrente continua.
Nel commento all'articolo 411.1 della norma tecnica Cei 64-8/4, sono definiti:
- Selv, la bassissima tensione di sicurezza;
- Pelv, la bassissima tensione di protezione;
- Felv, la bassissima tensione funzionale.
La rappresentazione delle tensioni nominali descritta in tabella 1 si arricchisce, quindi, di una nuova definizione, quella della bassissima tensione (Elv).
Media tensione
La definizione di media tensione compare, invece nella norma tecnica Cei 11-27 "Esecuzione dei lavori su impianti elettrici a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua", al capitolo 3 «definizioni».
Secondo quanto indicato nella norma, per media tensione (Mt) s'intende la tensione nominale di sistemi oltre 1 kV fino a 30 kV (sistemi di Categoria II) sia in corrente alternata, sia in corrente continua (articolo 3.2).
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Per completezza si riportano anche le altre definizioni indicate dalla norma in tema di tensione nominale:
• alta tensione (AT): è la tensione nominale di sistemi oltre 30 kV (sistemi di Categoria III) sia in corrente alternata sia in corrente continua (articolo 3.1);
• bassa tensione (bt): è la tensione nominale di sistemi fino a 1 kV sia in corrente alternata sia in corrente continua. Essa, pertanto, comprende anche la bassissima tensione (sistemi di categoria 0 e I, escluse le tensioni superiori a 1000 V fino a 1500 V in corrente continua) (articolo 3.3);
• bassissima tensione (Elv): Di norma, tensione non superiore a 50 V in corrente alternata (ca) o a 120 V in corrente continua non ondulata (cc) sia tra conduttori sia verso terra (sistemi di categoria 0); essa comprende circuiti Selv, Pelv e Felv (vedi HD 384.4.41 S2, sezione 411) (articolo 3.4). Sulla definizione di media tensione (Mt) non pare, però concordare la norma tecnica Cei EN 50160 "Caratteristica della tensione fornita dalle reti pubbliche di distribuzione dell'energia elettrica" (classificazione Cei 110-22), secondo la quale si definisce media tensione "una tensione, utilizzata per la fornitura di elettricità, il cui valore efficace nominale è compreso fra 1 kV e 35 kV" (articolo 1.3.8).
La stessa norma tecnica riporta anche la definizione di bassa tensione, questa volta allineata a quanto già espresso dalla norma Cei 11-1 e dalla norma Cei 11-27.
L'Autorità per l'energia elettrica ed il gas pare, invece, allineata alla definizioni riportate dalla norma Cei En 50160. All'articolo 1, comma 1.1 dell'allegato A alla Deliberazione 30 gennaio 2004 "Testo integrato delle disposizioni dell'Autorità per l'energia elettrica e il gas per l'erogazione dei servizi di trasmissione, distribuzione, misura e vendita dell'energia elettrica per il periodo di regolazione 2004-2007 e disposizioni in materia di contributi di allacciamento e diritti fissi" (Deliberazione n. 5/04), pubblicata nella Gazzetta Ufficiale della Repubblica italiana - serie generale n. 83 dell' 8 aprile 2004 - Supplemento Ordinario n.62, riporta le seguenti definizioni:
• altissima tensione (AAT) è una tensione nominale tra le fasi superiore a 150 kV;
• alta tensione (AT) è una tensione nominale tra le fasi superiore a 35 kV e uguale o inferiore a 150 kV;
• media tensione (Mt) è una tensione nominale tra le fasi superiore a 1 kV e uguale o inferiore a 35 kV;
• bassa tensione (bt) è una tensione nominale tra le fasi uguale o inferiore a 1 kV.
Sempre la norma Cei En 50160 (capitolo 3), poi, riferisce che "gli utenti i cui prelievi superano la capacità del sistema di alimentazione a bassa tensione sono generalmente alimentati a valori di tensione dichiarata sopra 1 kV. La [...] norma si applica a forniture di elettricità a tensione dichiarata fino a 35 kV".
Nelle reti di alimentazione a bassa tensione, la tensione dichiarata è (guida Cei Cls/Tr 50422) normalmente uguale alla tensione nominale (Uc = Un)
Bassa tensione
Proviamo, infine, a verificare quali provvedimenti legislativi definiscono i valori di bassa tensione ed il relativo valore nominale.
Una prima enunciazione la ritroviamo nel Decreto del Presidente della Repubblica 27 aprile 1955, n. 547 "Norme per la prevenzione degli infortuni sul lavoro", pubblicato sul supplemento ordinario della Gazzetta Ufficiale della Repubblica italiana n. 158 del 12 luglio 1955.
Molti ricorderanno che all'articolo 268 del Titolo VII " Impianti macchine ed apparecchi vari", Capo I "Disposizioni di carattere generale", troviamo la «definizione di alta e bassa tensione»: "Agli effetti del presente decreto, un impianto elettrico è ritenuto a bassa tensione quando la tensione, del sistema è uguale o minore a 400 Volta efficaci per corrente alternata e a 600 Volta per corrente continua. Quando tali limiti sono superati, l'impianto elettrico è ritenuto ad alta tensione".
Ritornando alle norme tecniche, la norma Cei En 50160 al comma 2.2 definisce il valore della tensione nominale Vn delle reti pubblica di distribuzione. Nel comma è citato che la tensione nominale normale Vn per i sistemi a bassa tensione è:
• nel caso di un sistema trifase a quattro conduttori:
Vn = 230 V tra fase e neutro;
• nel caso di un sistema trifase a tre conduttori:
Vn = 230 tra le fasi.
Come avevamo già preannunciato, anche la norma tecnica Cei 8-6 "Tensioni nominali dei sistemi elettrici di distribuzione pubblica a bassa tensione" si preoccupa di definire i valori nominali della tensione nominale e le sue relative tolleranze.
Il riferimento, di entrambi i documenti normativi, è la norma HD 472 S1 "Nominal Voltages for Low Voltage Public Electricity Supply Systems" e la norma Iec 60038:1983 + A1:1994 Iec standard voltages.
Ai sistemi di distribuzione pubblica di corrente alternata trifase, a tre o quattro conduttori, aventi tensione nominale fra 100 V e 1.000 V inclusi, si applica, quindi, quanto definito dalla norma Cei 8-6.
In particolare (capitolo 3), la norma raccomanda che, in condizioni ordinarie di esercizio della rete, la tensione al punto di consegna non differisca di oltre il ±10% rispetto al valore nominale.
La tensione nominale delle attuali reti a 230/380 V e 240/415 V deve evolvere verso il valore normale di 230/400 V.
Il periodo di transizione dovrebbe essere il più breve possibile e non dovrebbe superare l'anno 2008 (N.d.R. il periodo di transizione è stato variato in più occasioni in ambito internazionale - norma HD 472 S1).
Come prima fase, durante questo periodo, le aziende distributrici che hanno sistemi a 220/380 V dovrebbero portare la tensione nel campo: 230/400 V + 6% - 10%, e quelle con sistemi a 240/415 V dovrebbero portare la tensione nel campo: 230/400 V + 10% - 6%. Al termine del periodo di transizione si dovrebbe raggiungere il valore di 230/400 V con tolleranza ± 10%.
Come molti ricorderanno, però in Italia, per effetto della Legge n. 105 dell'8 marzo 1949 "Normalizzazione delle reti di distribuzione di energia elettrica a corrente alternata, in derivazione, a tensione compresa fra 100 e 1000 Volt" (Gazzetta Ufficiale della Repubblica italiana n. 81 dell‘8 aprile 1949), non è ancora possibile eseguire il cambio dal valore di 220 V al valore di 230 V.
Di questa deviazione nazionale ne dà riferimento anche l'allegato A informativo della citata norma tecnica 8-6, che riporta appunto le deviazioni nazionali che non possono essere rimosse, dovute a normative la cui modifica è attualmente al di fuori dei poteri dei membri Cenelec.
Gli articoli in questione sono: l'articolo 1 tensioni nominali e l'articolo 2 costruzione di nuove reti di distribuzione della Legge 105/1949:
"Art. 1 (Tensioni normali)
I valori normali delle tensioni delle reti di distribuzione comprese fra 100 e 1000 volt sono fissati in 125 e 220 volt nei circuiti monofasi e in 125-220 e 220-380 volt (rispettivamente tensioni di fase e tensioni concatenate) nei circuiti trifasi.
Art. 2 (Costruzione di nuove reti di distribuzione)
A partire da un anno dall'entrata in vigore della presente legge, tutte le reti di nuova costruzione monofasi e trifasi di distribuzione di energia elettrica a tensione compresa fra 100 e 1000 volt dovranno essere predisposte e funzionare alle tensioni normali fissate dall'art. 1".
Se volessimo dunque concludere l'argomento della bassa tensione, potremmo dire che i valori delle tensioni nominali riportate dalla norma Cei 8-6 e dalla legge 105/1949 possono essere rappresentate dal diagramma di figura 3.
In breve
Si discute sempre molto sulle differenze delle definizioni che troviamo per le tensioni nominali. Come abbiamo visto, le definizioni di bassa tensione, media tensione e alta tensione differiscono fra di loro, ma in pratica le definizioni più utilizzate concordano in quelle utilizzate per i contratti di fornitura di energia elettrica descritti dalla Delibera Aeeg n. 5/04 e dalla norma tecnica Cei En 50160.
Il discorso si complica, quando dobbiamo definire il valore della tensione nominale utilizzata come riferimento per le reti di distribuzione di bassa tensione.
Il valore di 230 V è, ormai, il valore nominale utilizzato come riferimento per la totalità delle apparecchiature elettriche e, come abbiamo visto, la norma tecnica Cei 8-6 ne fissa i valori di tolleranza nel periodo di transizione. Anche la norma tecnica Cei En 50160 è dello stesso avviso.
Come detto, però, in Italia non è ancora possibile eseguire la trasformazione da 220 V a 230 V (ovvero da 380 V a 400 V) per effetto della legge n. 105 del 1949.
Questo è il motivo per cui, ad esempio, i contratti di fornitura di energia elettrica utilizzano ancora questi valori come riferimento nominale per la distribuzione dell'energia elettrica in bassa tensione.
Come già citato, in questo periodo la tolleranza per i sistemi 230/400 V sono +6% -10%.
È evidente come, nel caso di linee molto lunghe fuori dai centri abitati, oggi è possibile rilevare una tensione fino a 198 V che, secondo quando definito dalla Legge 105/1949 è un valore accettato (220 V -10%). Per effetto della norma tecnica Cei 8-6, questo valore, invece, diverrebbe 207 V con un guadagno di 9 V.
Per quanto riguarda, invece, le tensioni superiori al valore nominale, ma entro i limiti di tolleranza normativa, oggi i valori 220 V +10% e 230 V +6% praticamente coincidono (passando da 242 V a 244 V con una differenza di soli 2 V). Apparentemente, quindi, questo non crea problemi, essendo un valore invariato. Diversamente, dal 2008, il valore potrebbe crescere fino a 253 V con un aumento di 9 V e, forse, maggiori problemi per i nostri apparecchi.
Cosa fare? Non ci resta che aspettare speranzosi che la legge si adegui e cambi!
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