Ue vs Ui vs Uimp: Guida ai valori nominali di tensione elettrica

Stai confrontando due MCCB con identiche correnti nominali: entrambi sono dispositivi tripolari da 100A. Ma le specifiche di tensione riportano valori diversi: uno mostra “Ue 400V, Ui 690V, Uimp 8kV” mentre l'altro elenca “Ue 690V, Ui 800V, Uimp 6kV”. Quale si adatta al tuo sistema trifase a 400V? Puoi utilizzare in sicurezza il primo interruttore anche se la sua Ue corrisponde alla tensione del tuo sistema ma la Uimp è diversa?

Questi tre parametri di tensione—Ue, Ui e Uimp—appaiono su ogni scheda tecnica di apparecchiature elettriche, dagli MCCB e contattori A relè e morsettiere. Ma la confusione su cosa significhino realmente porta a apparecchiature sottodimensionate che si guastano prematuramente, componenti sovradimensionati che sprecano budget e problemi di conformità durante l'approvazione del progetto.

Il problema non è solo leggere tre numeri. Ogni valore nominale testa una diversa sollecitazione elettrica: funzionamento a regime, integrità dell'isolamento e resistenza alle sovratensioni transitorie. Sono regolati da diversi standard IEC, verificati attraverso diverse procedure di test e svolgono ruoli distinti nella selezione delle apparecchiature. Trattarli come intercambiabili—o peggio, ignorarne due—crea reali rischi per la sicurezza e l'affidabilità.

Questa guida decodifica tutti e tre i valori nominali di tensione con precisione. Imparerai esattamente cosa misurano Ue, Ui e Uimp, quali test IEC convalidano ciascun parametro, come si relazionano agli standard di coordinamento dell'isolamento e, soprattutto, quale valore nominale è importante per quale decisione di specifica. Alla fine, leggerai le schede tecniche delle apparecchiature con sicurezza e selezionerai componenti che corrispondono sia alla tensione del tuo sistema sia al profilo completo di sollecitazione elettrica che il tuo impianto deve affrontare.

Cos'è Ue (Tensione Nominale di Esercizio)?

Ue è il tensione nominale di esercizio—la tensione alla quale l'apparecchiatura elettrica è progettata per funzionare in condizioni normali e indisturbate. Questo è il numero che corrisponde alla tensione nominale del tuo sistema quando selezioni MCCB, contattori, relè o altri dispositivi di comando.

Nella terminologia IEC 60947, Ue definisce il dominio della tensione di applicazione dell'apparecchiatura. Funziona in combinazione con altri due parametri critici: Ie (corrente nominale di esercizio) e categoria di utilizzazione (come AC-3 per motori o AC-23 per carichi misti). Insieme, queste tre specifiche descrivono l'inviluppo delle prestazioni operative del dispositivo.

Cosa Testa Realmente Ue

Ue non corrisponde a una specifica tensione di prova autonoma. Invece, stabilisce la tensione di riferimento per i test di prestazione:

• Test di durata operativa: L'apparecchiatura deve completare cicli operativi nominali (inserzione e disinserzione della corrente nominale) a Ue senza guasti
• Verifica dell'aumento di temperatura: Alla corrente nominale e alla tensione di esercizio, le temperature del dispositivo devono rimanere entro i limiti
• Coordinamento delle prestazioni: I produttori dichiarano la capacità di commutazione della corrente, le prestazioni di cortocircuito e i dati di coordinamento a specifici valori di Ue

Per un contattore con Ue 400V AC-3 e Ie 95A, ciò significa che è stato testato per commutare carichi induttivi del motore da 95A a 400V per la sua durata meccanica ed elettrica dichiarata.

Valori Tipici di Ue per Apparecchiature Industriali

I valori nominali standard di Ue seguono le tensioni di sistema comuni:

• 230V / 240V AC: Sistemi monofase europei e internazionali
• 400V / 415V AC: Sistemi trifase europei, asiatici e molti sistemi industriali
• 480V AC: Sistemi industriali trifase nordamericani
• 690 V CA: Applicazioni industriali ad alta tensione, apparecchiature minerarie
• 24V / 48V / 110V DC: Circuiti di controllo, sistemi di automazione, installazioni con batteria di backup

Si selezionano apparecchiature in cui la Ue dichiarata corrisponde o supera la tensione nominale del sistema. Un dispositivo con Ue 690V può funzionare in un sistema a 400V (è sovradimensionato per la tensione), ma un dispositivo con Ue 230V non può essere utilizzato in un'applicazione a 400V—è sottodimensionato.

La Relazione Ue-Ie-Categoria

Ue non esiste mai isolatamente. Un MCCB potrebbe mostrare Ue 400V con più valori di Ie (40A, 63A, 100A) a seconda delle dimensioni del telaio e delle impostazioni di intervento termico. Un contattore potrebbe elencare diversi valori di Ie a diversi livelli di Ue—ad esempio, Ie 95A a Ue 400V ma solo Ie 80A a Ue 690V, perché una tensione più alta sollecita i contatti durante l'interruzione dell'arco.

Verifica sempre tutte e tre le specifiche. Un dispositivo dimensionato per la tua tensione ma con la categoria di utilizzazione sbagliata può guastarsi anche se la Ue corrisponde perfettamente.

Cos'è Ui (Tensione Nominale di Isolamento)?

Ui è il tensione nominale di isolamento—la tensione di riferimento utilizzata per determinare i livelli di prova dielettrica e le distanze minime di dispersione. A differenza di Ue (che descrive le prestazioni operative), Ui definisce la capacità di isolamento dell'apparecchiatura. Non è una tensione di esercizio ammissibile; è un riferimento di progettazione che garantisce un'adeguata resistenza dell'isolamento.

La regola fondamentale: Ue non deve mai superare Ui. Le schede tecniche delle apparecchiature mostrano esplicitamente questa relazione—un contattore con Ue 400V mostrerà tipicamente Ui 690V o 800V, il che significa che può funzionare a qualsiasi tensione fino a 400V mantenendo l'isolamento progettato per livelli di sollecitazione di 690V o 800V.

Cosa Testa Realmente Ui: Rigidità Dielettrica

Ui determina la prova di tenuta dielettrica a frequenza industriale tensione. Questo test verifica che l'isolamento possa resistere a una sollecitazione elettrica sostenuta senza cedimenti:

• Tensione di prova: Tipicamente 2 × Ui + 1000V per apparecchiature con Ui ≤ 690V (secondo IEC 60947-1)
• Durata del test: 60 secondi (1 minuto di tensione AC sostenuta)
• Frequenza di prova: 50 Hz o 60 Hz AC (frequenza industriale)
• Criteri di superamento: Nessuna scarica disruptiva, nessun cedimento, corrente di dispersione entro i limiti specificati

Ad esempio, i morsettiere con Ui 690V sono sottoposti a test dielettrici a circa 2.380V AC per un minuto. Questo simula anni di invecchiamento e sollecitazione dell'isolamento condensati in un singolo test controllato.

Perché Ui Supera Ue: Il Margine di Sicurezza

Le apparecchiature elettriche subiscono sollecitazioni di tensione superiori ai livelli nominali:

• Sovratensioni transitorie: Sovratensioni di commutazione, operazioni di banchi di condensatori
• Variazioni della tensione di sistema: Fluttuazioni della rete, problemi di regolazione del generatore
• Invecchiamento dell'isolamento: L'umidità, la contaminazione, i cicli termici degradano l'isolamento nel tempo
• Margine di sicurezza: Gli standard IEC richiedono un isolamento progettato per sollecitazioni superiori alla tensione operativa

Un sistema a 400 V raramente vede esattamente 400 V ininterrottamente. La tensione può oscillare di ±10% in condizioni normali e gli eventi transitori la spingono più in alto. Specificare apparecchiature con Ui sostanzialmente superiore a Ue garantisce l'integrità dell'isolamento per tutta la durata utile dell'apparecchiatura.

Requisiti di Ui e distanza di dispersione

Ui determina direttamente il minimo distanze di dispersione—il percorso più breve tra le parti conduttive misurato lungo la superficie isolante. Le tabelle IEC 60664-1 specificano la distanza di dispersione richiesta in base a:

• Tensione nominale di isolamento (Ui)
• Grado di inquinamento (livello di contaminazione: pulito, normale, conduttivo)
• Gruppo di materiali isolanti (resistenza al tracking: I, II, IIIa, IIIb)

Una Ui più alta richiede una maggiore distanza di dispersione. Le morsettiere per Ui 1000 V necessitano di uno spazio significativamente maggiore rispetto alle morsettiere Ui 400 V, anche se entrambe operano nello stesso sistema a 400 V. Ciò influisce sulle dimensioni fisiche e sulla densità dei terminali.

Valori comuni di Ui

Valori nominali Ui standard per apparecchiature a bassa tensione:

• 300V: Componenti di controllo per impieghi leggeri, applicazioni a bassa tensione
• 500V / 690V: Più comuni per MCCB industriali, contattori, relè in sistemi a 400 V/480 V
• 800V / 1000V: Isolamento più elevato per applicazioni esigenti, copertura estesa della gamma di tensione

Verificare sempre che l'apparecchiatura selezionata mostri Ui ≥ la tensione massima prevista del sistema. Per un sistema a 480 V, la scelta di componenti con Ui 500 V fornisce un margine minimo; Ui 690 V o 800 V offre una migliore affidabilità a lungo termine.

Cos'è Uimp (Tensione nominale di tenuta a impulso)?

Uimp è il tensione nominale di tenuta a impulso—il valore di picco della tensione che l'apparecchiatura può sopportare quando sottoposta a impulsi di sovratensione transitori standardizzati senza guasti all'isolamento. Mentre Ui testa la rigidità dielettrica alla frequenza di rete, Uimp convalida la capacità dell'apparecchiatura di sopravvivere a sovratensioni rapide e ad alta energia dovute a fulmini, eventi di commutazione e disturbi della rete.

Uimp è espresso in kilovolt (kV) di picco e utilizza una forma d'onda a impulsi standardizzata: 1.2/50 μs (tempo di salita di 1,2 microsecondi al picco, decadimento di 50 microsecondi al valore dimezzato). Questa forma d'onda simula la firma elettrica delle sovratensioni indotte da fulmini e dei transitori di commutazione.

Cosa testa effettivamente Uimp: Immunità alle sovratensioni

Il test di tenuta a impulso sottopone l'apparecchiatura a impulsi transitori ad alta tensione:

• Forma d'onda di prova: Impulso di tensione 1.2/50 μs (forma IEC standard)
• Tensione di prova: Uimp dichiarata dell'apparecchiatura (6 kV, 8 kV, 12 kV, ecc.)
• Procedura di prova: Impulsi multipli applicati con entrambe le polarità (positiva e negativa)
• Intervallo tra gli impulsi: Minimo 1 secondo
• Criteri di superamento: Nessun arco voltaico, nessun cedimento dell'isolamento, nessun degrado delle distanze

Per un interruttore automatico con Uimp nominale di 8 kV, i tecnici di prova applicano ripetutamente impulsi di picco di 8.000 volt per verificare che le distanze interne e l'isolamento resistano a queste sollecitazioni transitorie senza guasti.

La connessione della categoria di sovratensione

I valori Uimp non sono arbitrari: sono coordinati con categorie di sovratensione definite nella norma IEC 60664-1. Queste categorie classificano le installazioni in base alla loro esposizione a sovratensioni transitorie:

• Categoria I: Apparecchiature con esposizione transitoria ridotta (circuiti elettronici protetti)
• Categoria II: Elettrodomestici e apparecchiature portatili (carichi residenziali tipici)
• Categoria III: Installazioni fisse (pannelli di distribuzione, macchinari industriali)
• Categoria IV: Origine dell'installazione (ingresso di servizio, contatori di utenza, linee aeree)

Le categorie superiori affrontano transitori più severi. Le tabelle IEC 60664-1 mappano le tensioni nominali del sistema ai livelli di tenuta a impulso richiesti per ciascuna categoria. Per un sistema trifase a 400 V:

• Categoria II: Uimp 2,5 kV tipico
• Categoria III: Uimp 6 kV tipico
• Categoria IV: Uimp 8 kV tipico

Le apparecchiature industriali installate in sistemi di distribuzione fissi (Categoria III) necessitano di Uimp più elevata rispetto agli apparecchi collegati alle prese a muro (Categoria II), anche se entrambi funzionano alla stessa tensione nominale.

Valori tipici di Uimp per apparecchiature industriali

Valori nominali Uimp standard per apparecchiature di comando e manovra a bassa tensione:

• 4 kV: Applicazioni di categoria inferiore, apparecchiature residenziali
• 6 kV: Comune per MCCB domestici/residenziali, apparecchiature di Categoria II/III
• 8 kV: Standard per MCCB industriali, contattori, installazioni fisse di Categoria III/IV
• 12 kV: Applicazioni industriali esigenti, apparecchiature di livello di utenza, luoghi ad alta esposizione

Le schede tecniche delle apparecchiature mostrano in genere i valori Uimp corrispondenti alla categoria di installazione prevista. I componenti di livello industriale hanno come impostazione predefinita 8 kV o superiore, mentre i prodotti residenziali possono mostrare 4-6 kV.

Perché Uimp è importante: eventi di sovratensione nel mondo reale

I sistemi elettrici affrontano regolarmente sovratensioni transitorie:

• fulmini: I fulmini diretti o nelle vicinanze inducono sovratensioni ad alta tensione nelle reti di distribuzione
• Operazioni di commutazione: L'apertura/chiusura di grandi carichi, banchi di condensatori o trasformatori crea picchi di tensione
• Guasti di rete: L'eliminazione dei guasti e le operazioni di richiusura generano transitori
• Avviamento del motore: La commutazione di carichi induttivi produce picchi di tensione localizzati

Le apparecchiature con Uimp inadeguato si guastano in modo imprevedibile, a volte immediatamente dopo un temporale, a volte dopo che danni cumulativi da sovratensione indeboliscono l'isolamento nel corso dei mesi. Una corretta specifica Uimp garantisce che l'apparecchiatura sopravviva all'ambiente transitorio specifico per la sua posizione di installazione e categoria.

Differenze chiave: Ue vs Ui vs Uimp

Questi tre valori nominali di tensione misurano sollecitazioni elettriche fondamentalmente diverse. Comprendere le loro distinzioni previene errori di specifica e ti aiuta ad abbinare l'apparecchiatura alle effettive condizioni operative.

Operativa vs. Isolamento vs. Sovratensione: Domande diverse

Ogni valore nominale risponde a una specifica domanda di progettazione:

• Ue (Tensione Operativa): “A quale tensione di sistema può funzionare questo dispositivo in condizioni normali e continue?”
• Ui (Tensione di Isolamento): “Quale riferimento di tensione determina la resistenza di isolamento e le distanze di dispersione di questo dispositivo?”
• Uimp (Tensione di Tenuta ad Impulso): “A quale tensione transitoria di picco può sopravvivere questo dispositivo senza rotture dell'isolamento?”

Sono complementari, non intercambiabili. Non puoi sostituire Ui con Ue e un Uimp elevato non compensa un Ue inadeguato. Tutti e tre devono essere allineati ai requisiti della tua applicazione.

Differenze nel Metodo di Prova

Valutazione	Tipo di test	Tensione di prova	Durata	Cosa Valida
Ue	Test di prestazioni operative	Tensione nominale del sistema	Migliaia di cicli	Capacità di commutazione, durata, aumento della temperatura
Ui	Tenuta dielettrica alla frequenza di rete	~2 × Ui + 1000V AC	60 secondi	Integrità dell'isolamento contro sollecitazioni AC sostenute
Uimp	Test di tenuta all'impulso	Picco kV di impulso nominale	Microsecondi (scatti multipli)	Adeguatezza del gioco contro sovratensioni transitorie veloci

I test Ui utilizzano AC a 50/60 Hz sostenuta per un minuto: una sollecitazione lenta e faticosa sull'isolamento. I test Uimp utilizzano impulsi di 1,2/50 μs: picchi di tensione rapidi e netti che sollecitano in modo diverso i giochi e gli spazi d'aria. Superare un test non garantisce il superamento dell'altro.

Relazioni di Grandezza della Tensione

L'apparecchiatura tipica mostra una specifica gerarchia di tensione:

Ue ≤ Ui < Uimp

Esempio: Un MCCB industriale per un sistema a 400V potrebbe mostrare:

• Ue = 400V (la tensione operativa corrisponde al sistema)
• Ui = 690V (isolamento progettato per sollecitazioni più elevate)
• Uimp = 8 kV (tenuta all'impulso per installazioni di Categoria III)

Nota l'ordine di grandezza: Ue e Ui sono in centinaia di volt, mentre Uimp salta a migliaia di volt. Ciò riflette la diversa natura delle sovratensioni transitorie rispetto al funzionamento a regime stazionario.

Quale Valore Nominale Regola Quale Decisione?

Diverse decisioni di specifica dipendono da diversi valori nominali:

Utilizzare Ue per determinare:

• Compatibilità del sistema (l'apparecchiatura corrisponde alla tua tensione nominale?)
• Coordinamento della corrente nominale (valori Ie dichiarati a specifici livelli Ue)
• Applicabilità della categoria di utilizzo (AC-3, AC-23, ecc.)
• Configurazioni parallele/serie (considerazioni sulla condivisione della tensione)

Utilizzare Ui per verificare:

• Adeguato margine di sicurezza dell'isolamento (Ui dovrebbe superare significativamente Ue)
• Conformità ai requisiti di distanza di dispersione per il grado di inquinamento
• Affidabilità dell'isolamento a lungo termine nel tuo ambiente
• Idoneità dell'apparecchiatura su diverse gamme di tensione (un dispositivo, più applicazioni)

Utilizzare Uimp per garantire:

• Protezione da sovratensioni transitorie per la categoria di sovratensione dell'installazione
• Coordinamento con i dispositivi di protezione contro le sovratensioni a monte
• Adeguata progettazione del gioco per posizioni ad alta esposizione
• Conformità agli standard di coordinamento dell'isolamento (IEC 60664-1)

Standard IEC e Requisiti di Prova

I tre valori nominali di tensione non sono affermazioni arbitrarie del produttore: sono regolati da rigorosi standard internazionali IEC che definiscono le procedure di prova, i criteri minimi di prestazione e i requisiti di documentazione.

Serie IEC 60947: Apparecchiature di manovra e controllo a bassa tensione

La serie IEC 60947 fornisce le basi per le definizioni dei valori nominali di tensione attraverso MCCB, contattori, relè, avviatori motore e apparecchiature di controllo:

• IEC 60947-1: Regole generali che stabiliscono le definizioni di Ue, Ui, Uimp, i requisiti di coordinamento dell'isolamento e le procedure di prova applicabili a tutti gli apparecchi di manovra e comando a bassa tensione
• Norma IEC 60947-2: Requisiti specifici per interruttori automatici (MCCB, ACB), inclusi il potere di interruzione in cortocircuito, le categorie di selettività e l'applicazione della tensione nominale
• IEC 60947-4-1: Contattori e avviatori motore, che definiscono le categorie di utilizzazione (AC-3, AC-4, ecc.) e come Ue si relaziona alla capacità di commutazione del motore
• IEC 60947-5-1: Dispositivi per circuiti di comando ed elementi di commutazione (finecorsa, selettori, pulsanti)

Tutte le parti fanno riferimento alla IEC 60947-1 per le definizioni fondamentali della tensione nominale, quindi aggiungono dettagli di prova specifici per il prodotto.

IEC 60947-7-1: Morsettiere per conduttori in rame

Le morsettiere seguono standard correlati:

• IEC 60947-7-1: Definisce l'aumento di temperatura, la tenuta dielettrica (convalida di Ui), la tenuta alla corrente di corto circuito e le prove a impulsi (convalida di Uimp) per le morsettiere
• I test includono: Prova dielettrica a frequenza industriale (60 secondi alla tensione di prova derivata da Ui) e prova di tensione a impulsi (forma d'onda 1,2/50 μs alla Uimp nominale)

Le morsettiere utilizzano lo stesso quadro fondamentale di Ui e Uimp degli MCCB e dei contattori, garantendo la coerenza del coordinamento dell'isolamento tra tutti i componenti del pannello.

IEC 60664-1: Coordinamento dell'isolamento all'interno di sistemi a bassa tensione

La IEC 60664-1 fornisce le tabelle di ingegneria che collegano la tensione di sistema alla Uimp e alle distanze di isolamento richieste:

• Categorie di sovratensione (da I a IV) classificano l'esposizione dell'installazione ai transitori
• Gradi di inquinamento (da 1 a 4) classificano i livelli di contaminazione ambientale
• Tabelle di tensione nominale di impulso: Mappano la tensione nominale del sistema e la categoria di sovratensione alla Uimp minima richiesta
• Tabelle di distanza in aria e superficiale: Specificano le distanze minime in aria e superficiali in base a Ui, grado di inquinamento e gruppo di materiali isolanti

Gli ingegneri utilizzano la IEC 60664-1 per determinare quali Uimp e distanze di isolamento richiede la loro applicazione, quindi selezionano apparecchiature con schede tecniche che mostrano valori nominali adeguati.

IEC 61810-1: Relè elettromeccanici

I relè elettromeccanici seguono il proprio standard ma utilizzano concetti identici di tensione nominale:

• IEC 61810-1: Definisce Ue (tensione di commutazione), Ui (tensione di isolamento) e Uimp (tensione di tenuta a impulso) per contatti e bobine del relè
• Procedure di prova: Le prove dielettriche a frequenza industriale e le prove a impulsi rispecchiano la metodologia della IEC 60947-1

Un relè con Ue 400V, Ui 690V, Uimp 6 kV utilizza lo stesso quadro interpretativo di un MCCB con quelle tensioni nominali: cambia solo il tipo di prodotto.

Prove di tipo vs. Prove di routine

La convalida della tensione nominale prevede due livelli di prova:

Test di tipo (eseguite una volta per progetto):

• Convalida completa che include tenuta dielettrica, prove a impulsi, aumento di temperatura, cicli di durata
• Condotte su campioni rappresentativi in laboratori di prova accreditati
• Risultati documentati in rapporti di prova di tipo e pubblicati nelle schede tecniche
• Costose, dispendiose in termini di tempo: i produttori non le ripetono per ogni unità di produzione

Test di routine (eseguite su ogni unità o lotto di produzione):

• Verifica di base: ispezione visiva, controlli dimensionali, prova dielettrica semplificata (tensione inferiore, durata più breve)
• Garantisce la coerenza della produzione senza ripetere la batteria completa di prove di tipo
• Controllo di qualità rapido ed economico

Quando si legge una scheda tecnica che mostra Ue, Ui e Uimp, quei valori rappresentano prestazioni certificate e testate in base al tipo. I test di routine confermano che ogni unità di produzione soddisfa il progetto testato in base al tipo.

Guida pratica alla selezione: utilizzo corretto delle tensioni nominali

La selezione di apparecchiature con tensioni nominali appropriate richiede un approccio sistematico. Seguire questo quadro decisionale per abbinare le tensioni nominali ai requisiti dell'installazione.

Passo 1: Identificare la tensione nominale del sistema

Iniziare con i fatti di base del sistema:

• Sistemi monofase: 120V, 230V, 240V AC
• Sistemi trifase: 208V, 380V, 400V, 415V, 480V, 600V, 690V AC
• Sistemi DC: 24V, 48V, 110V, 220V DC (comune in applicazioni di controllo/batteria)

"Generatore di Backup in Loco" + "Filtro dell'Acqua". requisito minimo di Ue. L'apparecchiatura con Ue inferiore alla tensione del sistema non può essere utilizzata; l'apparecchiatura con Ue uguale o superiore alla tensione del sistema è accettabile dal punto di vista della tensione operativa.

Passo 2: Determinare la categoria di sovratensione dell'installazione

Consultare la IEC 60664-1 o i codici elettrici locali per classificare l'installazione:

Categoria I: Apparecchiature elettroniche sensibili con protezione da sovratensioni locale (raro nelle applicazioni industriali)

Categoria II: Circuiti di elettrodomestici e prese di corrente, apparecchiature portatili ad almeno 10 metri da sorgenti di Categoria III (residenziale, commerciale leggero)

Categoria III: Apparecchiature fisse negli edifici, quadri di distribuzione, macchinari industriali (applicazione industriale più comune)

Categoria IV: Origine dell'installazione, apparecchiature di ingresso di servizio, contatori di utenza, linee aeree

La categoria di installazione determina la Uimp minima richiesta. Per un sistema a 400V:

• Categoria II → Uimp ≥ 2,5 kV
• Categoria III → Uimp ≥ 6 kV (spesso specificata come 8 kV per un margine migliore)
• Categoria IV → Uimp ≥ 8 kV

Passo 3: Valutare il Grado di Inquinamento Ambientale

Valutare i livelli di contaminazione secondo IEC 60664-1:

• Grado di inquinamento 1: Ambienti puliti, involucri sigillati (raro)
• Grado di inquinamento 2: Condizioni interne normali, solo inquinamento non conduttivo (la maggior parte degli armadi di controllo)
• Grado di inquinamento 3: Inquinamento conduttivo o inquinamento non conduttivo secco che diventa conduttivo quando è umido (ambienti industriali, installazioni esterne)
• Grado di inquinamento 4: Inquinamento conduttivo persistente da pioggia, neve o contaminazione grave

Gradi di inquinamento più elevati richiedono apparecchiature con maggiori distanze di creepage, il che significa valori Ui più elevati per la stessa capacità di distanza. Un sistema a 400 V in Grado di Inquinamento 3 necessita di una creepage maggiore rispetto alla stessa tensione in Grado 2.

Passo 4: Selezionare l'apparecchiatura Ui con un margine adeguato

Regola generale: Specificare apparecchiature con Ui almeno 1,5 volte la tensione nominale del sistema, preferibilmente superiore.

Per sistemi comuni:

• Sistema trifase a 400 V: Specificare Ui ≥ 690 V (margine 1,73×)
• Sistema trifase a 480 V: Specificare Ui ≥ 690 V o 800 V
• Sistema monofase a 230 V: Specificare Ui ≥ 400 V o 500 V

Questo margine tiene conto delle variazioni di tensione, delle sovratensioni transitorie e dell'invecchiamento dell'isolamento durante la vita utile dell'apparecchiatura.

Passo 5: Verificare che Uimp corrisponda alla categoria di installazione

Controllare incrociatamente le schede tecniche delle apparecchiature rispetto alla categoria di installazione dal Passo 2:

• Assicurarsi che Uimp dichiarato ≥ minimo IEC 60664-1 per la tensione e la categoria del sistema
• Le installazioni fisse industriali (Categoria III) in genere necessitano di Uimp minimo di 6-8 kV
• Non sottospecificare per risparmiare sui costi: i guasti da sovratensione sono imprevedibili e costosi

Passo 6: Convalidare le correnti nominali a Ue selezionato

Le correnti nominali dell'apparecchiatura (Ie, In) sono dichiarate a valori Ue specifici. Verificare che:

• La corrente nominale sia adeguata per il carico al Ue dichiarato
• Se l'apparecchiatura elenca più opzioni Ue, verificare che la corrente non si riduca alla tensione scelta
• I contattori in particolare mostrano una Ie ridotta a livelli Ue più elevati: non presumere che la corrente rimanga costante

Passo 7: Documentare le selezioni per la verifica della conformità

Mantenere un registro delle specifiche che mostri:

• Tensione nominale del sistema e categoria di installazione
• Valori Ue, Ui, Uimp dell'apparecchiatura selezionata
• Grado di inquinamento e distanze di creepage richieste
• Giustificazione per eventuali deviazioni dalla pratica standard

Questa documentazione supporta i processi di approvazione, le revisioni di ispezione e le future decisioni di manutenzione/sostituzione.

Riepilogo del diagramma di flusso delle decisioni

1. Tensione di sistema → Definisce Ue minimo
2. Categoria di installazione (IEC 60664-1) → Definisce Uimp minimo
3. Grado di inquinamento + Tensione → Definisce la creepage richiesta (convalida la selezione Ui)
4. Caratteristiche del carico + Ue → Definisce Ie e categoria di utilizzo richieste
5. Controllare incrociatamente tutte le valutazioni → Assicura che Ue ≤ Ui, Uimp adeguato, corrente sufficiente

Se una qualsiasi valutazione è marginale o poco chiara, specificare la successiva valutazione standard più alta. La differenza di costo è minima rispetto ai guasti sul campo e alle sostituzioni di emergenza.

Errori comuni da evitare nelle specifiche

Anche gli ingegneri esperti commettono errori di valutazione della tensione quando lavorano sotto pressione o hanno a che fare con tipi di apparecchiature sconosciuti. Ecco gli errori più frequenti e come evitarli.

Errore 1: Utilizzo solo di Ue e ignorando Ui/Uimp

Errore: Specificare l'apparecchiatura basandosi esclusivamente sulla corrispondenza Ue con la tensione del sistema, senza controllare Ui e Uimp.

Perché è sbagliato: Ue conferma la compatibilità operativa ma non dice nulla sulla resistenza dell'isolamento o sulla resistenza alle sovratensioni. Le apparecchiature con Ue corretta ma Uimp inadeguata si guastano in modo imprevedibile dopo eventi transitori.

Approccio corretto: Verificare sempre tutte e tre le valutazioni. Per un sistema a 400 V, verificare che Ue ≥ 400 V e Ui ≥ 690 V e Uimp ≥ 6-8 kV (a seconda della categoria di installazione).

Errore 2: Trattare Ui come tensione operativa massima

Errore: Supponendo che l'apparecchiatura con Ui nominale 690 V possa funzionare continuamente a 690 V.

Perché è sbagliato: Ui è una tensione di riferimento dell'isolamento, non un limite operativo. La regola fondamentale è Ue ≤ Ui: la tensione operativa non deve superare la Ue dichiarata, indipendentemente dal valore Ui.

Approccio corretto: Abbina la tensione del sistema a Ue, non a Ui. Per un sistema a 690 V, selezionare apparecchiature con Ue nominale 690 V (o superiore) con Ui 800 V o 1000 V. Non utilizzare apparecchiature con Ue nominale 400 V solo perché la sua Ui è 690 V.

Errore 3: Trascurare la categoria di installazione quando si seleziona Uimp

Errore: Specificare apparecchiature di livello residenziale (Uimp 4-6 kV) per installazioni fisse industriali (Categoria III).

Perché è sbagliato: IEC 60664-1 richiede Uimp più elevati per le installazioni più vicine all'origine dell'alimentazione elettrica. Gli ambienti industriali di Categoria III affrontano transitori più gravi rispetto ai circuiti degli apparecchi di Categoria II. Le apparecchiature con Uimp inadeguata subiscono un degrado cumulativo dell'isolamento e guasti imprevisti.

Approccio corretto: Determinare prima la categoria di installazione, quindi selezionare l'apparecchiatura con Uimp appropriata. Per la maggior parte delle applicazioni industriali (Categoria III), specificare Uimp ≥ 8 kV. Per le apparecchiature di ingresso di servizio (Categoria IV), utilizzare Uimp ≥ 12 kV.

Errore 4: Ignorare l'impatto del grado di inquinamento sulla distanza di isolamento superficiale

Errore: Selezionare l'apparecchiatura basandosi solo sulle tensioni nominali senza considerare la contaminazione ambientale.

Perché è sbagliato: Gradi di inquinamento più elevati richiedono maggiori distanze di isolamento superficiale tra le parti conduttive. L'apparecchiatura adeguata per il grado di inquinamento 2 (armadio di controllo pulito) potrebbe avere un isolamento superficiale insufficiente per il grado 3 (ambiente industriale con polvere/umidità). Ciò causa guasti per tracking e scariche superficiali.

Approccio corretto: Valutare onestamente l'ambiente (la maggior parte dei siti industriali sono di grado 3, non di grado 2), quindi selezionare l'apparecchiatura con Ui adeguata e distanze di isolamento superficiale verificate per il proprio grado di inquinamento. In caso di dubbio, specificare la successiva tensione nominale Ui più alta per garantire una spaziatura adeguata.

Errore 5: Supporre che le correnti nominali siano indipendenti dalla tensione

Errore: Selezionare un contattore con Ie nominale di 95A a Ue 400V e aspettarsi la stessa capacità di 95A a Ue 690V.

Perché è sbagliato: Tensioni più elevate sollecitano maggiormente l'interruzione dell'arco di contatto. Contattori e interruttori in genere mostrano una capacità di corrente ridotta a tensioni più elevate. Le schede tecniche elencano più combinazioni Ue/Ie: il valore Ie diminuisce all'aumentare di Ue.

Approccio corretto: Leggere sempre le correnti nominali alla specifica tensione di esercizio. Se si sta progettando per un funzionamento a 690V, utilizzare il valore Ie dichiarato a Ue 690V, non il valore (più alto) dichiarato a Ue 400V.

Errore 6: Mescolare apparecchiature residenziali e industriali

Errore: Specificare MCCB residenziali (con Uimp nominale di 6 kV) nei pannelli di controllo industriali per risparmiare sui costi.

Perché è sbagliato: Le apparecchiature residenziali sono testate e certificate per applicazioni di Categoria II con minore esposizione ai transienti. Gli ambienti industriali (Categoria III/IV) superano l'inviluppo di progettazione delle apparecchiature residenziali. La miscelazione di componenti residenziali e industriali crea lacune di coordinamento e problemi di conformità.

Approccio corretto: Abbinare il grado dell'apparecchiatura al tipo di installazione. Utilizzare componenti di grado industriale (Uimp minimo di 8 kV) per fabbriche, impianti e installazioni fisse di edifici. Riservare le apparecchiature di grado residenziale (Uimp 4-6 kV) per le effettive applicazioni residenziali.

Errore 7: Dimenticare di verificare le tensioni nominali delle apparecchiature di ricambio

Errore: Sostituire le apparecchiature guaste con dispositivi “equivalenti” che corrispondono alle correnti nominali ma hanno tensioni nominali inferiori.

Perché è sbagliato: L'apparecchiatura originale è stata specificata con tensioni nominali complete (Ue, Ui, Uimp) per un motivo. I dispositivi di ricambio con Ui o Uimp inadeguati possono adattarsi fisicamente e inizialmente funzionare, ma si guastano prematuramente sotto stress elettrico.

Approccio corretto: Documentare le specifiche dell'apparecchiatura originale, comprese tutte le tensioni nominali. Verificare che le sostituzioni corrispondano o superino tutte e tre le tensioni nominali (Ue, Ui, Uimp), non solo la capacità di corrente e l'ingombro fisico.

Conclusione

Ue, Ui e Uimp non sono tre modi per dire la stessa cosa. Sono tre misurazioni distinte che affrontano diversi stress elettrici: capacità operativa (Ue), resistenza dell'isolamento (Ui) e resistenza alle sovratensioni transitorie (Uimp). La selezione dell'apparecchiatura richiede la valutazione di tutte e tre rispetto alla tensione del sistema, alla categoria di installazione e alle condizioni ambientali.

La domanda iniziale - quale MCCB si adatta a un sistema a 400V quando uno mostra “Ue 400V, Ui 690V, Uimp 8kV” e un altro “Ue 690V, Ui 800V, Uimp 6kV” - ora ha una risposta chiara. Il primo MCCB corrisponde alla tensione operativa (Ue 400V) con un adeguato margine di isolamento (Ui 690V) e una resistenza alle sovratensioni di livello industriale (Uimp 8 kV) adatta per installazioni di Categoria III. Il secondo è sovradimensionato per la tensione operativa (Ue 690V supera la necessità di 400V) e sottodimensionato per la protezione contro le sovratensioni (Uimp 6 kV è marginale per la Categoria III industriale). Il primo dispositivo è la scelta corretta.

Una corretta specifica significa una valutazione sistematica: identificare la tensione del sistema per determinare la Ue minima, classificare la categoria di installazione per definire la Uimp richiesta, valutare il grado di inquinamento per convalidare l'adeguatezza di Ui e della distanza di isolamento superficiale e ricontrollare le correnti nominali alla tensione di esercizio. Quando le tensioni nominali sono marginali, specificare il successivo valore standard più alto: sovradimensionare le tensioni nominali costa molto meno di guasti prematuri e sostituzioni di emergenza.

Ancora più importante, documentare le selezioni. Le schede tecniche delle apparecchiature che mostrano Ue, Ui e Uimp rappresentano prestazioni testate e certificate. Questi tre numeri indicano se un dispositivo è in grado di gestire il profilo completo di stress elettrico dell'applicazione, non solo il funzionamento a regime di oggi, ma anni di variazioni di tensione, contaminazione ambientale e sovratensioni transitorie. Leggerli correttamente, specificarli con attenzione e i sistemi elettrici forniranno le prestazioni affidabili promesse da tali standard.