Electrical_system

9.4.1 General

I sistemi elettrici che forniscono una struttura con energia accessibile per il riscaldamento, il raffreddamento, l’illuminazione e le attrezzature (dispositivi di telecomunicazione, personal computer, reti, fotocopiatrici, stampanti, ecc) e il funzionamento degli elettrodomestici (ad esempio, frigoriferi e lavastoviglie) ha assistito a sviluppi drammatici negli ultimi decenni, che comprendono il carico energetico in più rapida crescita all’interno di un edificio. Oggi più che mai, le strutture hanno bisogno di sistemi elettrici per fornire l’energia con cui funziona la maggior parte dei sistemi vitali dell’edificio. Questi sistemi controllano l’energia richiesta nell’edificio e la distribuiscono al luogo che la utilizza. La maggior parte delle volte, la tensione della linea di distribuzione portata ai pali di servizio è fornita a 2400/4160 V. I trasformatori abbassano questa tensione a livelli predefiniti per l’uso all’interno degli edifici. In una rete di distribuzione dell’energia elettrica, la forma più comune di servizio elettrico è attraverso l’uso di fili aerei noti come service drop, che è una linea elettrica che va da un palo di servizio all’edificio di un cliente o altri locali. È il punto in cui i servizi elettrici forniscono energia ai loro clienti.

Nelle installazioni residenziali in Nord America e nei paesi che usano il loro sistema, un service drop comprende due linee da 120 V e una linea neutra. Quando queste linee sono isolate e attorcigliate insieme, si parla di un cavo triplex. Affinché queste linee entrino nei locali di un cliente, di solito devono prima passare attraverso un contatore elettrico e poi il pannello di servizio principale, che di solito contiene un fusibile o un interruttore “principale”. Questo interruttore controlla tutta la corrente elettrica che entra nell’edificio in una volta sola, e una serie di fusibili/interruttori più piccoli, che proteggono i singoli circuiti derivati. C’è sempre un interruttore principale per spegnere tutta la corrente; quando si usano gli interruttori automatici, questo è fornito dall’interruttore principale. La linea neutra dal palo è collegata a una terra vicino al pannello di servizio – spesso un’asta conduttiva conficcata nella terra.

Nelle applicazioni residenziali, la caduta di servizio fornisce l’edificio con due linee separate da 120-V di fase opposta, così 240 V possono essere ottenuti collegando un circuito tra i due conduttori da 120-V, mentre i circuiti da 120-V sono collegati tra una delle due linee da 120-V e la linea neutra. Inoltre, i circuiti a 240 V sono usati per dispositivi ad alta potenza e grandi elettrodomestici, come condizionatori d’aria, asciugatrici, forni e caldaie, mentre i circuiti a 120 V sono usati per l’illuminazione e i piccoli elettrodomestici ordinari. Va notato che questi sono numeri “nominali”, il che significa che la tensione effettiva può variare.

In Europa e in molti altri paesi, viene usato un sistema trifase 416Y/230. La caduta di servizio consiste in tre fili da 240 V, o fasi, e un filo neutro, che è messo a terra. Ogni filo di fase fornisce 240 V ai carichi collegati tra esso e il neutro. Ognuno dei fili di fase trasporta corrente alternata a 50 Hz, che è 120° fuori fase rispetto agli altri due. Le tensioni più alte, combinate con l’economico schema di trasmissione trifase, permettono ad una goccia di servizio di essere più lunga che nel sistema nordamericano, e permettono ad una singola goccia di servire diversi clienti.

Per le gocce di servizio commerciali e industriali, che sono di solito molto più grandi e complesse, viene usato un sistema trifase. Negli Stati Uniti, i servizi comuni consistono in 120Y/208 (tre circuiti a 120-V 120° fuori fase, con 208 V da linea a linea), 240-V trifase, e 480-V trifase. In Canada, 575-V trifase è comune, e 380-415 V o 690-V trifase si trovano in molti altri paesi. Generalmente, tensioni più alte sono usate per carichi industriali pesanti, e tensioni più basse per applicazioni commerciali.

La differenza tra installazioni elettriche commerciali e residenziali può essere abbastanza significativa, in particolare con grandi installazioni. Anche se le esigenze elettriche di un edificio commerciale possono essere semplici, consistendo in poche luci per alcune piccole strutture, sono spesso abbastanza complesse, con trasformatori e attrezzature industriali pesanti. Quando le carenze dell’impianto elettrico o di illuminazione diventano evidenti e richiedono attenzione, di solito sono misurabili e includono sbalzi di tensione, interruttori scattati, alimentatori rumorosi e altre condizioni più ovvie come prese elettriche non funzionanti o apparecchi di illuminazione che sono spesso scoperti o osservati durante una revisione del sistema. Come illustrato nelle figure 9.16 e 9.17, ci sono un certo numero di carenze tipiche trovate sia nel sistema elettrico che in quello di illuminazione.

Figura 9.16. Diagramma che mostra le carenze tipiche trovate nei sistemi elettrici.

Figura 9.17. Diagramma che mostra le carenze tipiche riscontrate nei sistemi di illuminazione.

In molti edifici commerciali, il carico maggiore posto su un dato sistema elettrico proviene dai requisiti di illuminazione; quindi, la distribuzione e la gestione dei carichi elettrici e di illuminazione devono essere sempre monitorati su base regolare. La gestione dell’illuminazione deve essere controllata periodicamente anche perché gli usi degli spazi dell’edificio cambiano e gli utenti si trasferiscono all’interno dell’edificio. È inoltre altamente consigliabile che il sistema di illuminazione sia integrato con il sistema elettrico della struttura. I sistemi di illuminazione sono progettati per garantire un’adeguata visibilità sia all’interno che all’esterno di una struttura e sono composti da una fonte di energia e da elementi di distribuzione che normalmente consistono in cablaggi e apparecchiature che emettono luce.

Oggi ci sono diversi codici elettrici che vengono applicati in varie giurisdizioni degli Stati Uniti. Alcune delle città più grandi, come New York e Los Angeles, hanno creato e adottato i propri codici elettrici. Il National Electrical Code (NEC) e il National Fire Protection Code (NFPC), pubblicati dalla National Fire Protection Association (NFPA), coprono quasi tutti i componenti dell’impianto elettrico. Il NEC è comunemente adottato in tutto o in parte dai comuni. L’ispezione del sistema elettrico e di illuminazione dovrebbe includere una determinazione della conformità generale con questi codici nella struttura.