Impianto Elettrico 27 piedi

[germig]

Buonasera a tutti gli ADV,
è la mia prima discussione che avvio e spero di essere all'altezza dei vostri commenti e consigli. Un anno fa ho acquistato la mia prima barca a vela, un 27 piedi del 1989 e da allora ho iniziato a conoscerla esplorandola palmo palmo. Sono emersi dei problemi che all'inizio non mi hanno fatto dormire(lesione sul serbatoio acqua, sfilettatura prefiltro caburante, perdita tubo della doccia) ma poi ho capito che rimboccandosi le mani e con tanta umiltà e pazienza si risolve (quasi) sempre tutto.
Ho iniziato quindi con la manutenzione del motore e adesso mi vorrei cimentare con l'impianto elettrico, anche perchè ho scoperto non essere proprio ben messo (lezione da tenere a menta quando si acquista una barca: non solo verificare che tutto funzioni ma se possibile farsi mostrare anche il retro)...

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Sono presenti due batterie da 100Ah in parallelo, ben cariche per il momento, un carica batterie, un pannello solare da 100W con il suo controller. Vi è poi uno staccabatterie collegato alla batteria motore ed un deviatore 1-2-Both collegato alla batteria servizi e che funge anche da ponte con la prima.

Ho letto molto sulla rete e qui sul forum ed ho comprato il libro di D.Z. per avere un'infarinatura. Ho quindi fatto una ricognizione della barca, piede piede, e tirato giù la tabella utenze - consumi - sezione cavi (sia secondo il metodo più rigoroso tenendo conto anche della distanza e della resistenza del cavo sia con la formula semplificata 3A/mm2) - Fusibili o interruttori di sicurezza.

Vorrei iniziare dal pannello di controllo. Quello originale ha solo sei pulsanti che nel tempo sono stati intasati dall'aggiunta di altre utenze. L'ho riconfigurato con uno da 14 pulsanti + 1 separato (già presente) per la pompa di sentina con la doppia modalità Manuale - Automatico

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La prima domanda che vi pongo è questa: se un dispositivo richiede un fusibile da 12 A (da calcolo o da scheda tecnica) ed io ne installo uno da 15 A, collegandolo ad un cavo da 6mm2, come faccio a proteggerlo? Scusate se la domanda non è ben posta.

Mi fermo qui per non appesantire molto la discussione e sono aperto a qualsiasi consiglio e suggerimento vorrete darmi.
Buon vento a tutti

[Wally]

Si, infatti la tua preoccupazione esatta qual'é? che si surriscalda il cavo o dimensionare correttamente il fusibile da installare per proteggere l'utenza?, co.unque per quello che sia il tuo impianto é messo meglio di quello del mio Mousse e comunque funzionano.

[germig]

Ciao Wally, la mia preoccupazione è scegliere correttamente il fusibile, tenendo conto da un lato delle indicazioni riportate sui manuali dei differenti dispositivi (es. frigo o pilota automatico) e dall'altro quanto disponibile in commercio in termini di Amperaggi.
Grazie

[giorgio8596]

Beh! un po' d'ordine nei fili non ci starebbe male, somiglia un po' troppo ad un nido di corvo. Per rispondere alla tua domanda (che non capisco del tutto), tieni conto che il fusibile non serve a proteggere il dispositivo (quello, quando e' andato, e' andato) ma serve a proteggere la linea dalla corrente eventualmente richiamata dal dispositivo fulminato (corrente di c.c.). Per questo i fusibili vanno messi sempre "all'inizio" di ciascuna linea utente, non in prossimita' dell'utente dove non servirebbero a niente. A monte di quella linea utente, poi, c'e' un'altra linea utente generalmente piu' grossa, che deve essere a sua volta protetta alla sua radice da un fusibile piu' grosso, compatibile con la sua sezione, e cosi' indietro fino alla batteria. Qui, qualcuno ci mette il fusibile piu' grosso di tutti, qualcuno ha paura che il motorino di avviamento o il salpancore glielo faccia saltare nel piu' bello e quindi non ce lo mette proprio. Ma un corto sulle sbarre principali, vicino alla batteria, puo' causare correnti di c.c. fortissime, e anche provocare l'esplosione della batteria stessa, meglio proprio che non capiti. Proteggi bene i positivi delle batterie dai contatti accidentali che potrebbero accadere per la caduta di chiavi o attrezzi.
Comunque, una linea da 6 mmq. porta correnti molto piu' elevate di 15A, quindi e' senz'altro ben protetta da quel fusibile.

[giorgio8596]

Come puoi trovare piu' volte nelle discussioni, la sezione della linea va dimensionata in funzione della caduta di tensione massima accettabile, indotta dalla corrente nominale richiamata dal carico, poi va protetta a monte da un fusibile compatibile invece con la portata massima di quella sezione (il carico non c'entra piu' niente), fusibile che deve evitare che la linea vada a fuoco se il carico va in corto e ti richiama una corrente molto piu' elevata di quella per cui e' stata dimensionata.

[germig]

Grazie Giorgio. Hai chiarito il mio dubbio. Provo con un esempio per essere sicuro di aver ben inteso. La mia autoclave da manuale assorbe 5A, vuole un fusibile da 7A ed un cavo con sezione 2.5 mm2. Fusibili da 7A non ne trovo, quindi ne acquisto uno da 10A ma il cavo con 10 A e quella sezione si cuocerebbe in caso di corto sull'autoclave, quindi porto la sezione a 4 mm2. In caso di corto, salta così prima il fusibile preservando il cavo.
Se ho ben compreso...abbiamo risolto un primo problema.

[giorgio8596]

Esatto, il ragionamento da fare e' proprio questo. Adesso pero' ti complico un po' la vita. Esistono dei carichi, tipicamente i motori elettrici (carichi induttivi), che variano il proprio assorbimento in funzione del punto di lavoro. Ad es. un motore elettrico che trascina qualcosa, puo' avere una corrente nominale di 5A (es.), ma se subentra col tempo un qualche freno al suo funzionamento, quel motore comincia ad assorbire piano piano sempre di piu', finche' si brucia. In questo caso, un fusibile studiato opportunamente potrebbe anche salvartelo prima del fattaccio, da qui il pensiero comune che il fusibile serva a proteggere il carico. Non e' cosi', il fusibile protegge la linea, ma con un certo tipo di carichi, se studiato bene, puo' salvarti anche l'utenza. Poi pero' non devi solo cambiarlo quando si brucia, ma devi anche capire perche' si e' bruciato e perche' la corrente assorbita e' aumentata. La cosa non e' applicabile naturalmente a illuminazione, elettronica, ecc. ecc. dove le correnti nominali sono sostanzialmente costanti.
Toglimi una curiosita': cos'e' quel tubo retinato, con quella valvola a sfera, che passa vicino alle batterie?

[germig]

(02-02-2022 11:08)giorgio8596 Ha scritto:  ...
Toglimi una curiosita': cos'e' quel tubo retinato, con quella valvola a sfera, che passa vicino alle batterie?

E' il tubo dell'acqua che dal serbatoio in VTR a prua arriva al vaso di espansione del lavandino e della doccetta di poppa. La valvola è quella antiriflusso. E' un'altra criticità da risolvere perchè non mi piace avere quel tubo lì con un punto di giunzione proprio accanto alle batterie. Avevo pensato di sostituirlo dandogli continuità ed eliminando quella valvola in quel punto.

Grazie ancora...sistemo la tabella delle utenze e inizio a cercare un pannello adeguato.

[giorgio8596]

Si, non e' il massimo, anche quel 220V che gira li' a caso non sarebbe proprio a casa sua. Ciao, buon lavoro

[giorgio8596]

Ciao germig,
rileggendo ho capito che avevamo lasciato una cosa un po' in sospeso. Scusami, magari son cose che gia' sai, ma con le correnti in bassissima tensione non si scherza, quindi, prima che uno degli "anziani del villaggio" mi tiri (giustamente) le orecchie aggiungerei ancora una cosa.
Abbiamo detto che il fusibile di protezione va dimensionato in funzione della portata massima di corrente della linea. Ma qual'e' questa portata massima (Iz)? La portata massima e' quella corrente che genera un calore, e di conseguenza una temperatura, che non compromette l'isolamento del conduttore. Ad es. un conduttore isolato in PVC avra' una portata massima inferiore a un conduttore isolato in gomma (la gomma tollera temperature piu' alte) e via discorrendo. Esistono quindi delle tabelle normate che danno la portata massima dei conduttori (Iz0) ad una temperatura prefissata di 30°C. Poi pero', se con la barca vai al caldo, la temperatura ambiente sara' piu' alta, quindi il conduttore sara' in grado di disperdere meno calore e si scalda di piu'. Ci sono quindi dei coefficienti che danno la riduzione di portata massima in funzione della temperatura ambiente effettiva. Poi ancora, se quel conduttore lo leghi ad altri, o fa parte di un cavo multipolare, sara' in grado di raffreddarsi ancora di meno, quindi ci sono degli altri coefficienti che tengono conto di questo e riducono ulteriormente la portata massima del conduttore. Alla fine, le portate massime tollerabili possono piu' che dimezzarsi.
Qui sotto, a solo titolo di esempio per chiarire il problema, ti metto alcuni valori, per una temperatura di 45°C e considerando un fascio di cinque cavi in tensione "caricati"
sezione Iz0 Izt45 Iz45n=5
1,5 mmq 17,5A 14A 8A
2,5 mmq 24A 20A 12A
4 mmq 32A 25A 15A
6 mmq 41A 32A 19A
10 mmq 57A 45A 27A
16 mmq 76A 60A 36A
25 mmq 101A 80A 48A
35 mmq 125A 99A 60A
50 mmq 151A 119A 71A
Come vedi, la scelta e la protezione dei cavi non e' un problema da sottovalutare, e va studiata con criterio.
Ciao, ancora buon lavoro

[germig]

Ciao Giorgio, quanto mi hai evidenziato non lo conoscevo praticamente pur sospettandolo. Noto dalla tabella che sino a 6 mmq la regola empirica dei 3A/mmq è soddisfatta anche per Iz45_5, mentre sempre meno per le sezioni più ampie. Quindi per la maggior parte dell'impianto posso lasciare le sezioni determinate con la formula
S=resistività_rame x 2 lungh_cavo x I / (3% V)
e con il discorso fusibili fatto ieri.
Per il circuito primario considerare, invece, le sezioni 35 o 50 mmq in base alla tipologia di cavo.
Appena sistemo tabella ed individuo i cavi lo ricondivido.

E' sempre un enorme piacere imparare cose nuove e farne tesoro.

[giorgio8596]

Bene, tieni anche conto che e' difficile che tu abbia un fascio di 5 cavi da 35 o 50 mmq., fascettati insieme, e che la durata della portata di corrente massima di quei cavi poi, e' generalmente abbastanza breve. L'unico pericoloso e' il truster (che tu non dovresti avere), quello capita di cucinarlo per bene.

[Dato]

Vorrei giusto aggiungere, in complemento alle ottime informazioni gia' date da giorgio8596, qualche considerazione, scusandomi se per molti potrebbero sembrare banali. Come gia' detto, l'intera linea la si protegge il piu' a monte possibile con fusibile/magnetotermico.
Per alcune utenze puo' pero' risultare che l'assorbimento dell'utenza singola sia molto inferiore alla capacita' della linea multiutenze alla quale sono collegate. Per un impianto fatto bene "ex novo" queste situazioni si dovrebbero evitare: per esempio non mettere frigo, radio VHF, radio FM, AIS, Radio, luci di navigazione tutte sulla stessa utenza, ma a volte si devono raggiungere dei compromessi, e comunque magari la prima parte del circuito a valle dei fusibili/magnetotermici individuali, pur essendo protetta da un fusibile "principale", e' in comune. E' quindi importante studiare il circuito nel suo insieme, capire come suddividerlo, ed anche quando aggiungere protezioni individuali, soprattutto su quei circuiti dove sono installate utenze strategiche.

Per esempio:
se avete sullo stesso circuito radio FM, radio VHF e AIS, se salta la radio FM saltano anche VHF e AIS. Oltre al fusibile/magnetotermico "principale" dimensionato per la linea di queste tre utenze, conviene che ciascuna di queste tre utenze di questo esempio abbia anche un fusibile piu' piccolo (e piu' rapido) dedicato.
Altra utenza da privilegiare sono, per esempio, le luci di navigazione.
Altri casi sono chartplotter, strumenti, eventualmente se lo si ha il pilota o il radar ...
Ovviamente inutile fare la stessa cosa per ciascuna luce di illuminazione interna della barca, volendo magari si suddividono le luci interne in due circuiti separati.

[germig]

Grazie Giorgio e grazie Dato per il consiglio. Ne ho tenuto conto nel mio ipotetico quadro elettrico che vi allego. Spero di non avere commesso castronerie.

[Dato]

Bello, forse anche esagerato poiche' hai un fusibile su quasi tutte le singole utenze, comunque perche' no, qualche fusibile in piu' non guasta.
Almeno per le luci interne passerei a luci led, facile trovarne di compatibili, durano in eterno e la qualita' dell'illuminazione e' molto migliore. Io mi trovo bene con le Silamp tipo cob, sono lunghe 37 mm (compresi i contatti) diametro 10 mm compatibili con praticamente tutte le plafoniere. La qualita' della luce e' eccellente, ho scelto la temperatura di 4200 K per il quadrato ed il bagno, e di 3000 K per le cabine. Con luci led potrai scegliere eventualmente di mettere un fusibile piu' piccolo. Avendo cosi' tanti fusibili ricordati di numerarli o metterci delle etichette.
Mi sembra che si sta prospettando un bel lavoro, ti auguro buon vento.

[giorgio8596]

Dunque,
Partendo dalle luci di via, un cavo 2x2,5 e' abbastanza grosso, non so se ti entra nel pulpito. Un 2x1,5 e' gia' piu' che sufficiente. A monte un 6 e' decisamente troppo. Tieni conto che e' vero che la linea deve essere dimensionata correttamente ma anche esagerare non va del tutto bene. Una linea grossa ha anche una resistenza interna piu' bassa, quindi correnti di guasto (c.c.) piu' elevate. Un corto sul portalampade e' capace di scatenarti una corrente che poi ti fonde tutto.
Anche luce motore e luce fonda con 2,5 ne hai e ne avanzi. E' buona cosa avere fusibili separati per luce di prua luce di poppa.
Per le luci dinette va bene, ma il 6 a monte e' esagerato. Anche qui due fusibili per tutti i circuiti luce sono sufficienti, pero' con le luci di dinette/carteggio distribuite sui due.
La luce coperta 2,5 va piu' che bene, un cavo bipolare da 2,5 potrebbe essere anche troppo grosso per passare nella guida dell'albero.
Autoclave, frigo, pilota, VHF idem, 2,5 basta e avanza.
GPS va bene 1,5 (per quanto detto sopra).
Il salpancora ha un motore da 1000W in c.c. che assorbe in funzione di quanto tira e lavora per periodi relativamente brevi. Se non sei proprio un cannibale, non pretendi di tirare la barca col salpancore con 30 nodi di vento contrario (come fanno i migliori charteristi), magari dai un colpetto di motore, aspetti che ti tiri avanti la catenaria e soprattutto non pretendi di spiantare l'ancora dal fango tirando col salpancore, ma sempre con un colpetto di motore e lasci che l'inerzia della barca faccia il resto, poi tiri su col salpancora. Tra l'altro mi sembra che sia anche bello grosso per una barca di 27 piedi. Il mio tira da trent'anni una barca di dieci tonnellate e 83 A penso non li abbia neanche mai visti. Tutto questo per dire che anche per gli 83A, una linea da 35 mmq e' piu' che sufficiente, 50 se vuoi proprio esagerare (cavo saldatrice isolato in gomma).
Per le prese farei un solo circuito, non c'e' bisogno di proteggerle singolarmente.
Poi, come dice Dato, monta prima che puoi lampade a led, o almeno fluorescenti, le batterie ringrazieranno.
Ciao

[germig]

(05-02-2022 21:26)giorgio8596 Ha scritto:  Dunque,
Partendo dalle luci di via, un cavo 2x2,5 e' abbastanza grosso, non so se ti entra nel pulpito. Un 2x1,5 e' gia' piu' che sufficiente. A monte un 6 e' decisamente troppo. ....

Ciao Giorgio,
i tuoi valori delle sezioni consigliate mi tornano alla perfezione se utilizzo la legge empirica s=A/3.
Se però utilizzo la formula con dentro la lunghezza del cavo (S=resistività_rame x 2 lungh_cavo x I / (3% V)) i valori delle sezioni mi aumentano, influenzando tutto il resto.

Dove sbaglio?

[giorgio8596]

Beh! non sbagli in niente, e' semplicemente la differenza tra l'eseguire fedelmente il compito per casa con il conticino fatto scrupolosamente e invece progettare l'impianto con competenza e tenendo conto dei vincoli e delle condizioni che necessariamente derivano anche dai componenti che hai. Ad es., se le tue luci di via hanno un passacavo da 10, e' inutile che ti presenti li' con un cavo da 15, non riuscirai a farci un lavoro fatto bene, allora e' meglio che ti porti il tuo 2x2,5 fin sotto coperta dove metterai una scatoletta di transito e da li' attraverserai la coperta ed il pulpito con un 2x1 o quello che il pulpito e il passacavo ti lasceranno infilare, idem per l'albero, al suo interno probabilmente ci saranno dei tubi che guidano ogni cavo all'uscita che gli compete, anche li' non e' detto che tu ci possa infilare un cavo da 2x2,5 come vorresti, metterai al piede albero una comodissima scatoletta di transito da dove ripartirai con le sezioni che le guide potranno accettare senza farti diventare matto.
Poi, pensa anche che tu hai calcolato tutto con un deltaV del 3%, ma per le luci, ad es., puoi accettare anche un 6%, avrai solamente un po' meno di lumen dalla lampadina, ma nessuna petroliera ti tritera' per quello. Il 3% e' comunque sempre un po' eccessivo, la batteria ha una tensione tra 12,8 quando e' carica e 12,5 quando e' abbastanza scarica da richiedere di accendere il motore, quindi per certe utenze puoi accettare anche un 4-5% di deltaV senza problemi e rimani comunque sui 12V finali, che vanno comunque bene. Con le batterie al piombo e' bene non spingersi con la DOD oltre il 70-75%, quindi quando sarai intorno a 12,5/12,6V dovrai mettere in moto per ricaricare, di conseguenza e' inutile esplorare campi di funzionamento aldisotto di tali valori, che poi ti richiedono un deltaV inferiore, e ritrovarsi con cavi esageratamente grossi o incompatibili con gli apparecchi da alimentare.
Tieni conto che la legge empirica che tu citi s=A/3 e' semplicemente il "conto della serva" che ogni elettricista fa per un primo dimensionamento grossolano della linea, (qualcuno usa /2,5) ma per correnti non troppo elevate non porta poi a risultati particolarmente sbagliati o pericolosi.
Ciao

[Dato]

Il discorso di giorgio8596 e' ancora piu' valido per le luci interne, soprattutto se le trasformi (cosa a mio avviso dovuta) a led.
Per la VHF non capisco i 35 metri, anche dividendo per due hai 17 metri di distanza, forse potresti provare a cercare un percorso piu' breve?
Se ho capito bene e' un 27 piedi e non un 27 metri giusto?
Per il resto se passa piu' grosso del necessario senza problemi e senza fare giunzioni perche' no.

[germig]

Ciao Dato e Giorgio,
ho rivisto il mio foglio excel sulla base dei vostri ultimi consigli pratici.

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Mi trovo però in difficoltà nella scelta corretta dei fusibili da acquistare e quindi proverò ad appellarmi ancora una volta alla vostra pazienza e competenza.

Il problema è questo:
il VHF mi assorbe 6A (da manuale), metto un cavo da 2.5 mmq che quindi sopporta circa 7.5A.
Dovrei adesso mettere un fusibile a protezione della linea, quindi compreso tra i 6A richiesti dal VHF ed i 7.5A sopportati dal cavo. I fusibili più comuni sono però da 5 o 10 A. Se metto 10 A non è rischioso? Altrimenti come si fa?

Per altre utenze siamo abbastanza vicini tra corrente sopportata dal cavo e fusibile: ad esempio per la pompa sentina. Assorbe 1.5A, metto un cavo da 1,5mmq che regge sino a 4.5A circa e proteggo con un fusibile da 5A. Va bene ugualmente?

Grazie