Sbarre: distanze di isolamento in aria e superficiali contro il rischio d'arco

Come IEC 60664-1 e IEC 61439 si dividono i compiti, cosa cambia con grado di inquinamento e altitudine e perché la precisione di lavorazione mantiene la distanza progettata.

Le distanze di isolamento in aria e superficiali delle sbarre determinano se un quadro di bassa tensione resiste a una sovratensione o si degrada lentamente per formazione di tracce conduttive. Una nuova guida tecnica di PAYAPRESS spiega come i quadristi possono dimensionarle correttamente secondo IEC 61439 e IEC 60664-1.

Due distanze, due modi di guasto
La distanza di isolamento in aria è il percorso più breve attraverso l'aria tra parti attive. Protegge dalla scarica durante sovratensioni di manovra o di origine atmosferica e si dimensiona in base alla tensione nominale di tenuta a impulso (Uimp). La distanza superficiale è il percorso più breve lungo una superficie isolante. Protegge dalla formazione di tracce conduttive, un processo lento in cui polvere e umidità creano un film conduttivo che carbonizza l'isolante nell'arco di mesi o anni. Superare una verifica non garantisce l'altra.

Quale norma per cosa
La IEC 60664-1 è la norma di coordinamento dell'isolamento che fornisce i valori di distanza per apparecchiature fino a 1.000 V CA o 1.500 V CC. La IEC 61439-1 è la norma di prodotto per il quadro finito; il paragrafo 10.4 rimanda alla IEC 60664-1 invece di definire valori propri. Per le apparecchiature con involucro metallico oltre 1 kV si applica invece la IEC 62271-200.

Un esempio di calcolo
Per un tipico quadro industriale con tensione nominale di isolamento di 1.000 V e categoria di sovratensione III, Uimp vale 8 kV, a cui corrisponde una distanza minima in aria di 8 mm fino a 2.000 m di altitudine. Oltre questa quota la distanza si moltiplica per un fattore di correzione di 1,14 a 3.000 m, 1,29 a 4.000 m e 1,48 a 5.000 m. La distanza superficiale non si corregge per l'altitudine, ma richiede un dato aggiuntivo: il gruppo del materiale isolante definito dall'indice di resistenza alla traccia (CTI).

Grado di inquinamento, il parametro più spesso sbagliato
Secondo la guida, la maggior parte dei quadri industriali dovrebbe partire dal grado di inquinamento 3 anziché 2, perché polvere conduttiva e condensa sono normali in stabilimento. Passare da PD2 a PD3 può aumentare sensibilmente la distanza superficiale richiesta a parità di tensione. Nervature e scanalature sugli isolatori allungano il percorso superficiale senza aumentare l'ingombro.

Dal disegno al rame
Secondo l'articolo, la causa reale più frequente di un arco non è un errore di calcolo, ma una sbarra lavorata leggermente fuori quota e forzata in posizione durante il montaggio, che lascia 5 mm dove il disegno prevedeva 8 mm. Per lo stesso motivo conta l'interasse dei supporti: le forze di cortocircuito possono deviare una sbarra verso la fase adiacente. La precisione di taglio, punzonatura e piegatura delle sbarre fa quindi parte della progettazione dell'isolamento, non solo della produzione.

La guida completa, con tabelle comparative, la sequenza di calcolo per categoria di sovratensione e le domande frequenti, è disponibile in inglese su payapress.com.