MACCHINE E IMPIANTI ELETTRICI

Il corso ha lo scopo di fornire le conoscenze di base sulle macchine elettriche e gli impianti elettrici. Inoltre, ne sarà illustrato l’uso appropriato in applicazioni reali quali, ad esempio, la generazione distribuita di energia elettrica nelle reti intelligenti e l’impiego dell’energia elettrica in ambito industriale, domotico e di trazione, con particolare attenzione al risparmio energetico. Lo studio delle macchine elettriche fornirà gli strumenti concettuali per comprendere le principali caratteristiche costruttive ed il loro comportamento a regime attraverso modelli analitici e circuitali, valutandone le prestazioni. Lo studio degli impianti elettrici consentirà allo studente di conoscere i criteri di progettazione di massima di un impianto elettrico di bassa tensione e delle protezioni idonee a preservarne il funzionamento e la sicurezza delle persone.

In definitiva, le finalità del corso sono quelle di fornire allo studente dei concetti di base in ambito elettrico che possano facilitare la sua comunicazione professionale con ingegneri di alta specializzazione.

Lezioni frontali su argomenti di teoria svolte tramite videoproiettore. Esercitazioni svolte in aula tramite videproiettore con l'utilizzo della piattaforma di programmazione e calcolo numerico Matlab/Simulink. Svolgimento collettivo di esercizi numerici.​

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

1 IMPIANTI ELETTRICI

1.1 ASPETTI GENERALI

Configurazione dei sistemi elettrici e cenni sulle scelte tecniche fondamentali. Produzione, Trasmissione, Distribuzione ed Utilizzazione dell’energia elettrica. Classificazione dei sistemi elettrici e tensioni nominali.

Il problema termico negli impianti elettrici. Curve di riscaldamento e di raffreddamento. Invecchiamento degli isolanti e classi di isolamento. Diagramma di carico. Tipi di servizio.

Determinazione dei carichi convenzionali Potenza convenzionale e corrente di impiego. Fattori di utilizzazione e contemporaneità. Corrente di impiego termicamente equivalente.

1.2 LINEE ELETTRICHE

Caratteristiche costruttive delle condutture elettriche. Linee aeree: tipi di conduttori, isolatori e sostegni. Condotti a sbarre. Linee in cavo: classificazione e struttura dei cavi elettrici, caratteristiche funzionali, tipi costruttivi, sigle di identificazione, modalità di posa. Comportamento termico dei cavi. Portata di un cavo e fattori da cui dipende. Criteri di scelta dei cavi.

Calcolo elettrico delle linee R-L. Calcoli di progetto e di verifica. Criteri di progettazione. Criterio della perdita di potenza ammissibile. Criterio della temperatura ammissibile. Criterio della caduta di tensione ammissibile. Cenni sul criterio della massima convenienza economica. Sezioni minime delle condutture elettriche. Calcolo elettrico di linee con carichi distribuiti e diramati.

1.3 SOVRACORRENTI, E SISTEMI DI PROTEZIONE

Sovracorrenti. Sollecitazione termica per sovraccarico di un componente elettrico. Corrente di corto circuito. Sollecitazione termica per corto circuito. Sollecitazioni elettrodinamiche.

Apparecchi di manovra. Classificazione. Arco elettrico e sue modalità di estinzione. Interruttori. Sezionatori. Contattori.

Protezioni dalle sovracorrenti. Classificazione dei relè. Relè termico ed elettromagnetico di massima corrente. Protezione magnetotermica di massima corrente. Interruttori automatici per bassa tensione. Fusibili. Limitazione della corrente di corto-circuito. Protezione delle condutture contro il sovraccarico ed il corto circuito. Requisiti richiesti dalle Norme. Determinazione della corrente di corto circuito. Protezione in serie (backup). Protezione unica e distinta per sovraccarico e cortocircuito. Protezione dei conduttori di fase e di neutro. Selettività delle protezioni dalle sovracorrenti.

Rifasamento degli impianti elettrici. Aspetti teorici. Cause ed effetti di un basso fattore di potenza. Situazione tariffaria. Calcolo della potenza reattiva richiesta e della capacità delle batterie di rifasamento. Modalità di rifasamento. Caratteristiche funzionali dei condensatori. Scelta delle apparecchiature di protezione e manovra.

3.4 SICUREZZA ELETTRICA

Corrente elettrica e corpo umano. Cenni di elettrofisiologia. Effetti fisiopatologici della corrente elettrica sul corpo umano. Limiti di pericolosità della corrente elettrica sul corpo umano. Resistenza elettrica del corpo umano. Pericolosità del percorso.

Il terreno conduttore elettrico/ Impianto di terra. Resistenza di terra. I potenziali di terra. Dispersori in parallelo. Resistenza verso terra di una persona. Tensione totale e tensione di contatto.

Generalità sulla protezione contro i contatti indiretti. Tipi di isolamento. Massa e massa estranea. Distinzione tra contatti diretti e indiretti. Misure di protezione contro i contatti indiretti e classificazione degli apparecchi elettrici. Curva di sicurezza. Pericolosità della tensione al variare della frequenza. Classificazione dei sistemi elettrici in relazione alla tensione ed alla massa a terra.

Protezione contro i contatti indiretti nei sistemi TT. Requisiti della protezione. Protezione mediante dispositivi a massima corrente. Interruttore differenziale. Protezione mediante interruttore differenziale. Impianto di terra comune a più derivazioni. Selettività delle protezioni. Relè di tensione.

Colloquio orale.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze.

E' possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento, prof. A. Pagano.

1. Pericolosità della corrente elettrica

2. Impianto di terra

3. Tipologie di distribuzione.

4. Criteri di dimensionamento e verifica delle condutture elettriche

5. Protezione dai contatti diretti e indiretti

6. Interruttori automatici, fusibili e caratteristiche d'intervento.