Post on 06-Nov-2020
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Sicurezza elettrica
Prof. Ing. Mariacristina Roscia
Università di Bergamo
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DEFINIZIONI
Parti Attive
In qualsiasi sistema di distribuzione
le parti attive sono quelle che
si trovano in tensione nel servizio ordinario;
pertanto sono da considerarsi parti attive
i conduttori di fase (L1 - L2 - L3) e di neutro (N).
Quest'ultimo infatti può presentare una tensione
verso terra: piccola in condizioni normali,
ma che può raggiungere valori elevati
in caso di guasto.
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DEFINIZIONI
Isolamento
• Isolamento funzionale: isolamento esistente tra le parti attive, senza questo isolamento la macchina
non potrebbe funzionare.
• Isolamento principale: isolamento delle parti attive necessario a proteggere contro la folgorazione.
• Isolamento supplementare: isolamento che garantisce la protezione delle persone nel caso di cedimento
dell’isolamento principale.
• Doppio isolamento: isolamento principale più isolamento supplementare.
• Isolamento rinforzato: sostituisce il doppio isolamento se garantisce lo stesso grado di protezione.
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DEFINIZIONI
Isolamento
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DEFINIZIONI
Massa
• Parte conduttrice facente parte dell’impianto
elettrico,che può essere toccata e che
non è normalmente in tensione,
ma che può andarci se si ha un cedimento
dell’isolamento principale.
• Una parte conduttrice che può andare in tensione
durante un guasto d’isolamento,
solo perché è a contatto con una massa,
non è da considerare una massa.
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DEFINIZIONI
Massa
• Non è una massa una parte conduttrice,
che può andare in tensione, in caso di guasto,
interna ad un apparecchio ed accessibile solo dopo
aver rimosso un involucro saldamente fissato,
in genere rimovibile con l’uso di un attrezzo.
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DEFINIZIONI
Massa
• Una parte conduttrice separata dalle parti attive
da un isolamento doppio o rinforzato
non è da considerarsi una massa proprio
perché non va in tensione in caso di guasto
all’isolamento principale.
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DEFINIZIONI
Massa estranea
Parte conduttrice non facente parte
dell’impianto elettrico, in buon
collegamento elettrico col terreno, in
grado di introdurre il potenziale di terra: tubazione idrica interrata, l’armatura del cemento
armato, strutture portanti di edifici metallici ecc.
o altro potenziale: tubo che si collega con
l’impianto idrico e che in caso di guasto,
ad es. uno scaldacqua,
può portare un potenziale pericoloso
nella vasca da bagno di un altro condomino.
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DEFINIZIONI
MASSE
fig. 1
fig. 2
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DEFINIZIONI
NON MASSE
fig. 1
fig. 2fig.4
fig.5
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DEFINIZIONICONTATTI DIRETTI
Si parla di contatto diretto quando si entra in contatto con una parte attiva
dell’impianto e cioè con conduttori
che sono normalmente in tensione,
ad esempio i conduttori di una
linea elettrica, compreso il Neutro
ma escluso il conduttore PEN.
DEFINIZIONIContatti diretti
Il contatto con parti attive è denominato “contatto diretto”.
Il circuito è chiuso dal corpo umano
attraverso due punti di contatto.
Contatto diretto mano-piede Contatto diretto mano-mano
220V
220V
0V
0V
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DEFINIZIONIContatti diretti
Le parti in tensione toccate possono essere parte integrante
e funzionale di apparecchiature o impianti,
che per una ragione qualsiasi si vengano a trovare esposte,
ovvero prive di protezione ,
ad es. le parti interne di un'apparecchiatura di cui sia stato
rimosso il coperchio di protezione o
dei fili elettrici con l'isolante danneggiato per abrasione.
DEFINIZIONIContatti diretti
Il contatto diretto può interessare due punti qualsiasi del corpo
umano, anche se il più comune è quello che avviene tra mano/i
e piede/i, con la richiusura del circuito attraverso la terra.
Le resistenze interessate dal fenomeno
(resistenza di contatto della mano, resistenza interna del corpo,
resistenza di contatto del piede, resistenza del pavimento)
variano da qualche kΩ a qualche MΩ,
rendendo NON riproducibili gli effetti del contatto.
220V
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DEFINIZIONICONTATTI INDIRETTI
Un contatto indiretto è il contatto di una personacon una massa o con una parte conduttrice a
contatto con una massa
durante un guasto all’isolamento
(ad Es. la carcassa di un elettrodomestico),
è necessario un adeguato sistema di protezione.
Il contatto indiretto è pericoloso quanto il diretto.
DEFINIZIONIContatti indiretti
Ad esempio: una lavatrice ha la carcassa metallica
normalmente non in tensione rispetto a terra:
un guasto potrebbe mettere in contatto una parte attiva
con la carcassa elevandone il potenziale.
Toccando la carcassa si
subirebbe il potenziale
della parte attiva
rispetto a terra,
trasmesso dalla
carcassa stessa.
220V
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
La salvaguardia delle persone dai contatti diretti
si persegue generalmente attraverso
l'isolamento delle parti attive e/o l'uso di involucri,
ostacoli o barriere che non permettono di entrare
in contatto con le parti attive.
Ogni volta che si individua una parte attiva
“a portata di mano” ovvero che si può
volontariamente toccare, senza utilizzare chiavi
o attrezzi e senza rompere nulla,
si è in una condizione di ELEVATO RISCHIO.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Gli impianti e gli apparecchi elettrici devono essere
isolati e protetti in modo che le persone non possano
venire in contatto con parti in tensione senza
deliberato proposito.
Occorrono delle
MISURE DI PROTEZIONE….
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I criteri di protezione
delle persone e degli
animali nei confronti dei
contatti elettrici sono
definiti dalla
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MISURE DI PROTEZIONE
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Si attua la protezione contro i contatti diretti ponendo in essere
tutte quelle misure e accorgimenti idonei a proteggere
le persone dal contatto con le parti attive di un circuito elettrico.
La protezione può essere totale o parziale.
La scelta tra la protezione totale o parziale dipende
dalle condizioni d’uso e d’esercizio dell’impianto
(può essere parziale solo dove l’accessibilità ai locali
è riservata a persone addestrate).
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
1. Protezioni di grado totale (contro il contatto volontario)
che sono ottenute mediante:
1.a Isolamento delle parti attive senza possibilità di
rimozione;
1.b Involucri o barriere che sono rimovibili mediante
utensili, interblocchi,barriere intermedie.
2. Protezioni di grado parziale (contro il contatto involontario)
che sono ottenute mediante:
• Allontanamento delle parti a V diversa simultaneamente accessibili.
3. Protezioni addizionali che sono ottenute utilizzando relè
differenziali ad alta sensibilità (Id max = 30 mA).
MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione totali
Sono destinate alla protezione di personale NON addestrato
e si ottengono mediante:
1.a isolamento delle parti attive
Devono essere rispettate le seguenti prescrizioni:
– parti attive ricoperte completamente con isolamento
che può essere rimosso solo a mezzo di distruzione;
– altri componenti elettrici devono essere provvisti
di isolamento resistente alle azioni meccaniche,
chimiche, elettriche e termiche alle quali
può essere soggetto nell’esercizio.
Vernici, lacche, smalti e simili, utilizzati per l'isolamento funzionale
(es. avvolgimenti di motori, trasformatori, bobine ecc.) non si considerano
normalmente idonei ad assicurare la protezione contro i contatti diretti.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione totali
1.b involucri o barriere
Per involucro si intende un elemento
(scatola, custodia, contenitore, quadro, ecc.)
che impedisca il contatto diretto in ogni direzione
e che assicuri, quando richiesto,
anche una protezione contro determinati
agenti esterni (corpi solidi o acqua).
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione totali
1.B la barriera invece è un elemento
che impedisce
il contatto diretto
nella direzione abituale di accesso.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione totali
1.b involucri o barriere
Devono essere rispettate le seguenti prescrizioni:
– parti attive contenute entro involucri o dietro barriere con
grado di protezione almeno IP2X o IPXXB;
– superfici orizzontali delle barriere o involucri a portata di
mano, con grado di protezione almeno IP4X o IPXXD;
– involucri o barriere saldamente fissati in modo da garantire,
nelle condizioni di servizio prevedibili, la protezione nel tempo;
– barriere o involucri devono poter essere rimossi o aperti
solo con l’uso di una chiave o di un attrezzo speciale;
– il ripristino dell’alimentazione deve essere possibile solo
dopo sostituzione o richiusura delle barriere o degli involucri.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione totali
1.b involucri o barrierePer parti a portata di mano si intendono tutti
quegli elementi (conduttori o parti conduttrici) compresenel volume di accessibilità che una persona può raggiungere
dal piano di calpestio senza l'impiego di mezzi ausiliari.
Per alcuni componenti particolari, quali ad es. portalampade,portafusibili, binari elettrificati ecc.,
considerati da specifiche norme, sono ammessi gradi di protezione< IPXXB.
Tutti gli involucri e le barriere, anche in relazione alle specifichecondizioni ambientali, devono essere saldamente fissati
per garantire, nel tempo, la massima separazione delle parti attive.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)Misure di protezione totali
Gradi di protezione degli involucri
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione totali
Gradi di protezione degli involucri
Per identificare il grado di protezione,
convenzionalmente si è adottato un codice composto
dalle lettere IP, seguite da due cifre
ed eventualmente da un terza lettera addizionale:
la prima cifra indica il grado di protezione
contro i corpi estranei e contro i contatti diretti,
la seconda contro la penetrazione di liquidi
mentre la terza lettera addizionale ha lo scopo
di designare il livello di inaccessibilità dell’involucro
alle dita o alla mano, oppure ad oggetti
impugnati da una persona.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione totali
Gradi di protezione degli involucri
Esempio: se un componente è classificato IP44 significa che è protetto contro l'ingresso di corpi solidi di dimensioni > 1mm
e protetto contro gli spruzzi d'acqua.
Se il materiale è classificato per un solo tipo di protezione
la cifra mancante viene sostituita da una X es:
IP 2X oppure IP X2.
L'eventuale lettera (A, B, C, D) dopo le X è riferito
unicamente alla protezione contro i contatti diretti:
A- protetto dal contatto con la mano aperta
B- protetto dal contatto con il dito
C- protetto dal contatto con un filo avente ø > 2,5 mm
D- protetto dal contatto con un filo avente ø > 1 mm.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Gradi di protezione contro i corpi estranei
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Gradi di protezione contro i corpi estranei
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Gradi di protezione contro i liquidi
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Gradi di protezione contro i liquidi
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Gradi di protezione
Le superfici superiori
orizzontali di involucri o barriere,
se si trovano
a portata di mano,
devono presentare
un grado minimo IPXXD
(filo del diametro di 1 mm).
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione totali
1.b involucri o barriere
Se durante il servizio ordinario è richiesta la possibilità
di aprire gli involucri o rimuovere le barriere è necessario
che venga rispettata almeno una delle seguenti condizioni:
- impiego di una chiave o attrezzo in unico o limitato numero di esemplari da affidare a persone addestrate.
- sezionamento delle parti attive con interblocco: la richiusura del circuito deve avvenire solo dopo
la richiusura dell'involucro o la sistemazione della barriera.
- interposizione di una barriera con grado di protezione
minimo IPXXB, (protetto dal contatto con il dito)
removibile esclusivamente mediante
l'impiego di un attrezzo (chiave o simile).
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione totali
1.b involucri o barriere
In ogni caso il personale addestrato deve di regola sezionare
il circuito prima di operare su parti attive o in vicinanza.
In alcuni casi di comprovata necessità e solo
con l’approvazione del diretto superiore e dopo aver preso
le necessarie misure di sicurezza, è ammesso lavorare
su parti in tensione non superiore a 1.000 V.
L’interruttore differenziale con corrente nominale d’intervento
non superiore a 30mA è riconosciuto come
protezione attiva addizionale, contro i contatti diretti,
in caso di insuccesso delle altre misure di protezione
o di incuria da parte degli utenti.
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Misure di protezione
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione parziali
La protezione parziale è ritenuta sufficiente solo in luoghi
dove operano persone addestrate allo svolgimento
di una specifica e particolare attività in relazione al tipo
di impianto, al tipo di operazione e alle condizioni ambientali.
Persona addestrata - Persona avente conoscenze tecniche o esperienza o
che ha ricevuto istruzioni specifiche sufficienti per permetterle di
prevenire i pericoli dell’elettricità, in relazione a determinate operazioni
condotte in condizioni specificate.
Nota: il termine addestrato è pertanto un attributo relativo:
– al tipo di operazione;
– al tipo di impianto sul quale, o in vicinanza del quale, si deve
operare;
– alle condizioni ambientali contingenti e di supervisione da parte di
personale più preparato.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione parziali
La scelta tra la protezione totale o parziale
è stata definita
in sede normativa :
- la protezione totale è applicabile in tutte le condizioni;
- la protezione parziale mediante ostacoli
o mediante distanziamento è permessa
in locali accessibili a persone addestrate, es. cabine,
(visibilmente contrassegnati con opportune segnalazioni).
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione parziali
Le misure di protezione parziale si ottengono
mediante ostacoli e mediante distanziamento.
Hanno il compito di proteggere dai contatti accidentali
e di realizzare l’allontanamento di parti a
tensione diversa simultaneamente accessibili
ma non hanno efficacia verso i contatti intenzionali.
Sono destinate solo alla protezione di personale addestrato
e vengono applicate nelle officine elettriche.
Non devono poter essere rimosse accidentalmente,
ma la rimozione intenzionale deve poter avvenire
senza chiave o attrezzo.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione parziali
a) Protezione mediante ostacoli
si ottiene utilizzando opportune strutture che hanno
lo scopo di impedire l'avvicinamento non intenzionale,
a parti di circuito in tensione
e di evitare il contatto involontario dell'operatore
durante interventi sul circuito elettrico in tensione
per lavori di riparazione, manutenzione, modifiche e simili
che per particolari ragioni di funzionalità
non possono essere effettuate a circuito aperto;
il grado di protezione offerto dagli ostacoli realizzati
impiegando griglie, parapetti ecc,
può essere inferiore a IPXXB.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione parziali
a) Protezione mediante ostacoli
Devono impedire:
• l’avvicinamento NON intenzionale del corpo
a parti attive;
• il contatto NON intenzionale con parti attive,
durante lavori sotto tensione nel funzionamento ordinario.
Gli ostacoli possono essere rimossi senza una chiave o un
attrezzo speciale, ma devono essere fissati in modo da
impedire la rimozione accidentale.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione parziali
b) Protezione mediante distanziamento
consiste nell'adottare opportuni criteri installativi al fine
di evitare che elementi di circuito elettrico a tensione pericolosa
possano trovarsi a portata di mano.
Si considerano
simultaneamente accessibili
parti conduttrici che distano
fra di loro < 2,5 m in verticale
o di 2 m se sono a portata di mano
di 1,25m se NON sono a portata di mano.
in luoghi particolari
dove vengono normalmente
svolti lavori.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione parziali
b) Protezione mediante distanziamento
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)
Misure di protezione parziali
b) Protezione mediante distanziamento
In luoghi particolari dove vengono normalmente svolti lavori
con l’utilizzo di oggetti conduttori di grande lunghezza,
le distanze fra le parti conduttrici devono essere,
di volta in volta, opportunamente valutate.
Si intendono per parti conduttrici simultaneamente accessibili
non solo le parti attive del circuito elettrico
ma anche le masse, le masse estranee, i conduttori di protezione,
i dispersori, i pavimenti e le pareti non isolanti.
Si ricorda che per massa estranea si intende una parte conduttrice
non facente parte dell'impianto elettrico, ma in grado di introdurre
in un ambiente il potenziale di terra o altri potenziali.
le tubazioni dell'acqua, del gas, del riscaldamento,
gli elementi metallici parte di strutture di edifici.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)Misura di protezione addizionale mediante
interruttori differenziali
La protezione con interruttori differenziali con Idn 30mA,
pur eliminando gran parte dei rischi dovuti ai contatti diretti,
non è riconosciuta quale elemento unico
di protezione completa e richiede l’abbinamento
con una delle misure di protezione viste in precedenza.
L’uso dell’interruttore differenziale da 30 mA permette
anche la protezione contro i contatti indiretti
in condizioni di messa a terra incerte
ed è sicuramente una protezione efficace contro
i difetti di isolamento, origine di piccole correnti di fuga
verso terra (rischio d’incendio).
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)Misura di protezione addizionale mediante
interruttori differenziali
A questo proposito vale la pena ricordare che non sempre
le correnti di forte intensità sono responsabili di innesco d’incendio,
spesso invece lo sono quelle di bassa intensità.
Gli incendi che hanno origine nei vari punti dell’impianto elettrico
(quadri di distribuzione primaria e secondaria, cassette di distribuzione,
motori, cavi elettrici, ecc) sono dovuti, in buona parte dei casi,
al cedimento dell’isolamento, per invecchiamento,
per surriscaldamento o per sollecitazione meccanica
delle parti isolanti, con il conseguente fluire di deboli correnti di
dispersione verso massa o tra le fasi che,
aumentando di intensità nel tempo, possono innescare “l’arco”,
sicura fonte termica per l’inizio di un incendio.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti diretti)Misura di protezione addizionale mediante
interruttori differenziali
Ad esempio, una corrente di 200 mA,
alla V di fase di 220 V, sviluppa una potenza termica di 44W
che, paragonata a quella di circa 35 W
della fiamma di un fiammifero, non è molto dissimile,
e può innescare un incendio.
L’esperienza dimostra che pericoli d’incendio possono
presentarsi, in alcune condizioni,
già quando la corrente oltrepassa
i 70 mA a 220 V (15,5 W). Per un’efficace protezione contro l’incendio è necessario che il guasto
venga eliminato al suo insorgere, ed è possibile solo con l’impiego di
dispositivi di protezione che intervengano in corrispondenza dei
suddetti valori di corrente, ossia con gli interruttori differenziali.
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MISURE DI PROTEZIONE
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
Quando la protezione contro i contatti indiretti
viene attuata con sistemi che NON prevedono
l’interruzione automatica del circuito,
si ha la protezione passiva.
In questo caso si tende a limitare
non il tempo di permanenza di un guasto,
ma il valore della tensione alla quale
il soggetto umano può essere sottoposto.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
Sono sistemi di protezione passiva:
– bassissima tensione di sicurezza
– doppio isolamento
– luoghi non conduttori
– collegamento equipotenziale locale non connesso a terra
– separazione elettrica.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
– bassissima tensione di sicurezza
Un sistema elettrico è a bassissima tensione se soddisfa le
seguenti condizioni imposte :
– la tensione nominale non supera 50 V, valore efficace in c.a.
e 120 V in c.c.;
– l’alimentazione proviene da una sorgente SELV o PELV;
– sono soddisfatte le condizioni di installazione
specificatamente previste per questo tipo
di circuiti elettrici.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
– bassissima tensione di sicurezza
SELV e PELV sono acronimi di:
– Safety Extra Low Voltage
– Protective Extra Low Voltage
e caratterizzano ciascuno specifici requisiti
che devono possedere i sistemi a bassissima tensione.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
– bassissima tensione di sicurezza
Un circuito SELV ha le seguenti caratteristiche:
1) È alimentato da una sorgente autonoma o da una sorgente di
sicurezza. Sono sorgenti autonome le pile, gli accumulatori, i
gruppi elettrogeni. Sono considerate sorgenti di sicurezza le
alimentazioni ottenute attraverso un trasformatore di sicurezza.
2) Non ha punti a terra. È vietato collegare a terra sia le masse sia le
parti attive del circuito SELV.
3) Deve essere separato da altri sistemi elettrici. La separazione da
altri circuiti deve essere garantita per tutti i componenti; a tal
fine i conduttori del circuito SELV o vengono posti in canaline
separate o sono muniti di una guaina isolante supplementare.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
– bassissima tensione di sicurezza
In un circuito SELV deve dunque essere garantito:
l'isolamento verso terra di tutti i componenti
in ogni situazione di funzionamento;
l'isolamento da ogni altro circuito
tramite doppio isolamento o schermo metallico messo a terra.
Per questi ultimi 2 motivi
deve essere impossibile connettere
la spina di un sistema SELV
ad una presa di qualunque altro sistema.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)Alimentazione - trasformatore di sicurezza rispondente alla Norma CEI 96-7
- gruppo motore-generatore con le stesse caratteristiche di isolamento fornite dal
trasformatore di sicurezza;
- batteria di accumulatori con circuiti di ricarica che presentano le stesse
caratteristiche di isolamento dei trasformatori di sicurezza;
- dispositivo elettronico che presenti un isolamento tale da contenere, anche in caso
di guasto, la tensione in uscita inferiore a 50 V in c.a. e 120 V in c.c.
Parti attive E' vietata la messa a terra delle parti attive e delle apparecchiature alimentate
Masse Le masse non devono essere collegate:
- a terra,
- a conduttori di protezione o a masse di altri circuiti elettrici,
- a masse estranee ad esclusione dei casi in cui la natura dei componenti
dell'impianto lo richieda e purché tali masse estranee non possano assumere
tensioni superiori a quelle previste.
Separazione dei
circuiti
La separazione deve essere ottenuta adottando uno dei seguenti metodi:
- mediante conduttori separati materialmente;
- con i conduttori del circuito SELV dotati di isolamento principale e protetti mediante
guaina;
- con i conduttori dei circuiti a tensione diversa separati da uno schermo o da una
guaina metallica collegati a terra;
- coni circuiti a tensione diversa contenuti in uno stesso cavo multipolari o in uno
stesso raggruppamento di cavi, purché i conduttori dei circuiti SELV siano isolati,
nell'insieme o individualmente, per la massima tensione presente.
Prese a spina Le spine e le prese SELV non devono possedere il contatto di terra e non deve
essere possibile l'accoppiamento delle spine con prese di altri sistemi elettrici
compresi il PELV e il FELV
Simboli grafici
caratteristici di un
trasformatore di
sicurezza di Classe II
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
– bassissima tensione di sicurezza
Un circuito PELV(protective extra) possiede gli stessi requisiti di un sistema
SELV(safety extra) ad eccezione del divieto di avere punti a terra;
al contrario nei circuiti PELV almeno un punto è sempre collegato a terra.
Questo sistema non è equivalente per sicurezza al precedente e può essere
impiegato quando la Norma non richiede specificamente il tipo SELV.
Parti attive E' ammesso il collegamento a terra che può
essere realizzato mediante una
appropriata connessione al conduttore
di protezione del circuito primario.
Masse E' ammesso il collegamento a terra
Prese a
spina
Possono essere provviste di contatto di
terra e non devono permettere
l'accoppiamento con prese di altri
sistemi elettrici compresi il PELV e il
FELV
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)Misure di Protezione passiva
– bassissima tensione di sicurezza
C’è una terza tipologia circuitale per i sistemi di categoria zero:
i circuiti FELV (Functional Extra Low Voltage).
Questi circuiti, realizzabili quando per ragioni funzionali NON possono
essere soddisfatte le prescrizioni dei circuiti SELV o PELV,
richiedono, allo scopo di assicurare la protezione contro i contatti
diretti e indiretti, che vengano soddisfatte le seguenti prescrizioni:
Protezione contro i “contatti diretti”
Deve essere assicurata da:
– barriere o involucri con grado di protezione conforme alle Norme CEI;
oppure:
– un isolamento corrispondente alla tensione minima di prova
richiesta per il circuito primario. Se tale prova non viene superata,
l’isolamento delle parti accessibili non conduttrici del componente
elettrico, deve essere rinforzato durante l’installazione in modo che
possa sopportare una tensione di prova di 1500 V c.a. per 60 s. >>>
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A causa di un guasto tra gli avvolgimenti del trasformatore
sulla massa si stabilisce una tensione verso terra di 230 V
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
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A causa di un guasto tra i circuiti a bassissima tensione e i
circuiti a bt si stabilisce una tensione verso terra di 230 V
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
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Da qui il collegamento a terra dell'apparecchio alimentato tramite sistema
FELV, collegamento che deve essere realizzato sempre,
anche in assenza del morsetto di terra.
In caso di incidente su un circuito alimentato con un sistema FELV,
l'installatore è sempre ritenuto responsabile in prima persona per aver
omesso il collegamento a terra della massa dell'apparecchio .
Gli apparecchi alimentati dal sistema FELV possono avere l' involucro
isolante: l'isolamento deve essere dimensionato per la Vprimaria del
trasformatore per evitare che sul secondario del trasformatore, a causa di un
guasto di isolamento, si possa trasferire la V primaria.
Con la perdita dell’isolamento dell'apparecchio, la persona a contatto
con la massa potrebbe essere sottoposta al rischio di un contatto diretto.
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)Misure di Protezione passiva
– bassissima tensione di sicurezza
FELV (Functional Extra Low Voltage).
– dal collegamento delle masse del circuito FELV al conduttore di
protezione del circuito primario a condizione che quest’ultimo risponda
a una delle misure di protezione contro i contatti diretti;
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)Misure di Protezione passiva
– bassissima tensione di sicurezza
FELV (Functional Extra Low Voltage).
– dal collegamento di una parte attiva del circuito FELV al conduttore di
protezione del circuito primario, a condizione che sia applicata una
misura di protezione mediante interruzione automatica del circuito
primario stesso.
• Prese a spina
Le prese a spina del sistema FELV
non devono potersi inserire in altre prese
alimentate con altre tensioni
e le spine di altri circuiti
non devono inserirsi nelle prese del sistema FELV.
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MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)Misure di Protezione passiva
– bassissima tensione di sicurezza
FELV (Functional Extra Low Voltage).
Alimentazione L'alimentazione può essere fornita da uno delle seguenti
sorgenti:
- trasformatore ordinario non di sicurezza;
- autotrasformatore;
- alimentatore elettronico senza adeguato isolamento
galvanico fra l'ingresso e l'uscita
Parti attive Un punto del circuito può essere collegato a terra
Masse In relazione al sistema di protezione del circuito primario
devono essere collegate:
- protezione mediante interruzione automatica
dell'alimentazione, al conduttore di protezione del circuito
primario;
- protezione per separazione elettrica, al conduttore
equipotenziale isolato da terra che connette le masse fra loro.
Separazione dei
circuiti
Non è necessaria una particolare separazione, è sufficiente un
isolamento commisurato alla tensione nominale del circuito
primario.
Prese a spina Devono essere munite di contatto per il collegamento al
conduttore di protezione. Deve essere impedita la
connessione delle prese a spina con circuiti di altri sistemi
anche se a bassissima tensione.
Parti attive E' ammesso il collegamento a terra che può essere realizzato
mediante una appropriata connessione al conduttore di
protezione del circuito primario.
Masse E' ammesso il collegamento a terra
Prese a spina Possono essere provviste di contatto di terra e non devono
permettere l'accoppiamento con prese di altri sistemi elettrici
compresi il PELV e il FELV
78
MISURE DI PROTEZIONE
79
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
Gli apparecchi elettrici vengono suddivisi dalle Norme CEI in 4
classi, in base al tipo di protezione offerta contro i contatti indiretti.:
Classe 0:
apparecchio dotato di isolamento principale e Sprovvisto del morsetto
per il collegamento della massa al conduttore di protezione.
Classe I:
apparecchio dotato di isolamento principale e provvisto del morsetto
per il collegamento della massa al conduttore di protezione.
Classe II:
apparecchio dotato di doppio isolamento o di isolamento rinforzato e
Sprovvisto del morsetto per il collegamento della massa al conduttore
di protezione.
Classe III:
apparecchio destinato ad essere alimentato a bassissima tensione di
sicurezza. L’isolamento può essere ridotto e non deve essere in alcun
modo collegato a terra o al conduttore di protezione di altri circuiti.
80
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
– doppio isolamento
Il doppio isolamento è ottenuto aggiungendo all’isolamento principale
o fondamentale (il normale isolamento delle parti attive)
un secondo isolamento chiamato supplementare.
81
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
– doppio isolamentoÈ ammesso dalle Norme la realizzazione di un unico isolamento
purché le caratteristiche elettriche e meccaniche non siano inferiori a
quelle realizzate con il doppio isolamento; in questo caso
l’isolamento è chiamato isolamento rinforzato.
Il tipo di protezione offerto dal doppio isolamento consiste nel diminuire
fortemente la probabilità di guasti perché,
in caso di cedimento dell’isolamento principale,
rimane la protezione dell’isolamento supplementare.
Un’apparecchiatura elettrica dotata di doppio isolamento o di
isolamento rinforzato è classificata di classe II.
82
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Un apparecchio dotato del solo
isolamento principale
è considerato di classe I
e come tale deve disporre
di morsetto per il collegamento
delle masse
al conduttore di protezione
PE
83
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Un apparecchio di classe I
deve essere dotato di morsetto
per il collegamento delle masse
al conduttore di protezione,
perché in caso di cedimento
dell'isolamento principale
la corrente di dispersione
verso terra determina
l'intervento
del dispositivo di protezione
entro i tempi previsti .
84
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Un apparecchio
può essere considerato
di classe II
quando è dotato
di doppio isolamento,
principale e supplementare
85
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Un apparecchio
è considerato di classe II
anche quando presenta
un isolamento
rinforzato
meccanicamente ed
elettricamente
86
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
NB.La Norma proibisce il
collegamento a terra degli
apparecchi classe II.
Si ritiene infatti più probabile che
tensioni pericolose
possano essere introdotte
dal collegamento a terra
piuttosto che si verifichi
il cedimento
sia dell'isolamento principale
sia di quello supplementare.
87
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Un apparecchio di classe II
dotato di carcassa metallica
potrebbe, teoricamente, essere
collegato a terra se provvisto di
dispositivo di interruzione
automatica del guasto.
Se viene meno l'isolamento
principale e a seguire cede
anche l'isolamento
supplementare, la corrente di
dispersione verso terra provoca
l'apertura automatica del
circuito fornendo una
protezione di rincalzo al doppio
isolamento dell'apparecchio
88
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
Gli apparecchi elettrici vengono suddivisi dalle Norme CEI in 4
classi, in base al tipo di protezione offerta contro i contatti indiretti.:
Classe 0:
apparecchio dotato di isolamento principale e sprovvisto del morsetto
per il collegamento della massa al conduttore di protezione.
Classe I:
apparecchio dotato di isolamento principale e provvisto del morsetto
per il collegamento della massa al conduttore di protezione.
Classe II:
apparecchio dotato di doppio isolamento o di isolamento rinforzato e
sprovvisto del morsetto per il collegamento della massa al conduttore di
protezione.
Classe III:
apparecchio destinato ad essere alimentato a bassissima tensione di
sicurezza. L’isolamento può essere ridotto e non deve essere in alcun
modo collegato a terra o al conduttore di protezione di altri circuiti.
89
MISURE DI PROTEZIONE
90
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
– luoghi NON conduttori
Questa misura di protezione viene applicata quando
si vogliono evitare contatti simultanei con parti
che possono trovarsi ad un potenziale diverso
a causa di un cedimento dell’isolamento principale di parti attive.
Per la sua particolarità, è praticamente inapplicabile
negli edifici civili e similari,
dove, di fatto, non esistono locali in grado di soddisfare
le condizioni richieste per la sua applicazione,
per le seguenti ragioni:
– presenza di un sempre maggior numero di masse estranee nei locali;
– possibili modifiche ai pavimenti che possono trasformare un locale
da non conduttore a conduttore;
– presenza di prese a spina ed uso di cavi elettrici di prolunga
che variano la distanza degli apparecchi utilizzatori,
il che può renderli simultaneamente accessibili.
91
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
– luoghi NON conduttori
È ammesso l’uso di componenti elettrici di classe 0 OPPURE di classe I
NON collegati a terra, purché siano soddisfatte le seguenti condizioni:
1) le masse devono essere distanziate, tra loro e da masse estranee,
almeno 2 m in orizzontale e 2,5 m in verticale
affinché le persone non vengano in contatto simultaneamente con esse
(le distanze possono essere ridotte a 1,25 m al di fuori della zona a
portata di mano), oppure:
92
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
– luoghi NON conduttori
È ammesso l’uso di componenti elettrici di classe 0 o di classe I non
collegati a terra, purché siano soddisfatte le seguenti condizioni:
– interposizione di ostacoli non collegati a terra o a massa,
possibilmente isolati, tra masse e masse estranee, che consentano di
tenere le distanze nei valori sopraindicati;
– isolamento delle masse estranee. L’isolamento deve avere una
resistenza meccanica sufficiente e deve sopportare una tensione di prova
di almeno 2000 V. Inoltre la corrente di dispersione verso terra non deve
essere maggiore di 1A, in condizioni normali d’uso.
Le condizioni di cui sopra sono riferite solo a componenti elettrici
fissi ed è inoltre vietato l’uso di prese a spina;
93
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
– luoghi NON conduttori
È ammesso l’uso di componenti elettrici di classe 0 , di classe I
NON collegati a terra, purché siano soddisfatte le seguenti condizioni:
2) il luogo deve avere pavimenti e pareti isolanti.
La misura della resistenza elettrica deve essere eseguita almeno
3 volte nello stesso locale, delle quali una a circa 1 m
da qualsiasi massa estranea accessibile posta nel locale
e le altre 2 misure a distanza maggiore.
La resistenza elettrica non deve essere inferiore a:
50 kΩ per tensioni di alimentazione < 500 V;
100 k Ω per tensioni di alimentazione > 500 V.
Se il valore riscontrato della resistenza risulta inferiore ai valori
suddetti, i pavimenti e le pareti sono da considerarsi masse estranee
94
MISURE DI PROTEZIONE
95
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
– collegamento equipotenziale locale non connesso a terra
Il collegamento equipotenziale locale non connesso a terra
evita il manifestarsi di una tensione di contatto pericolosa.
Questo tipo di protezione non trova mai applicazione nei locali ad uso
civile o similare, a causa della poca disponibilità di tali locali a soddisfare
le prescrizioni richieste per la sua applicazione:
– I conduttori di collegamento equipotenziale devono collegare tra loro le
masse e tutte le masse estranee simultaneamente accessibili.
– Il collegamento equipotenziale locale non deve essere collegato a terra
né direttamente né tramite masse o masse estranee.
– Si devono usare apparecchi di Classe I con morsetto di terra e in questo
caso, a differenza di quanto indicato per i locali isolanti, essendo garantita
l’equipotenzialità non è necessario accertarsi che i due apparecchi
non siano simultaneamente accessibili.
96
MISURE DI PROTEZIONE
97
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
– separazione elettrica.
Questo tipo di protezione evita correnti pericolose
nel caso di contatto con masse che possono andare in tensione
a causa di un guasto all’isolamento principale del circuito.
Le prescrizioni da rispettare affinché la protezione sia assicurata
sono quelle indicate nella Norme CEI se:
il circuito separato alimenta un solo componente elettrico;
il circuito separato alimenta più di un componente elettrico.
Si raccomanda inoltre che il prodotto della tensione nominale, in volt, del
circuito separato, per la lunghezza della conduttura elettrica in metri,
non superi il valore di 100.000;
Dove la tensione non deve essere superiore a 500V e
la lunghezza della conduttura non deve però essere > 500 m.
98
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di Protezione passiva
Un luogo si definisce conduttore ristretto quando si presenta delimitato
da superfici metalliche o comunque conduttrici in buon collegamento
elettrico con il terreno e al suo interno è elevata la probabilità che una
persona possa venire in contatto con tali superfici attraverso un'ampia parte
del corpo diversa da mani e piedi (es. i serbatoi metallici naturalmente o
intenzionalmente a terra, gli scavi, i tralicci, ecc... ).
Generalizzando si possono considerare luoghi conduttori ristretti tutti
quegli ambienti nei quali,
una persona
possa trovarsi
in condizioni di pericolo
a causa
delle particolari
caratteristiche ambientali.
99
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)Misure di Protezione passiva
sono considerarti particolarmente pericolosi
per i seguenti motivi:
•bassa resistenza verso terra
•resistenza ridotta del corpo umano
•percorsi della corrente attraverso il corpo umano più pericolosi
•difficoltà di interruzione del contatto dalle parti conduttrici.
In queste condizioni risultano essere particolarmente pericolosi gli
Apparecchi portatili che vengono impugnati durante l'uso dall'operatore.
Si presume infatti che sia maggiore la frequenza di guasti su questi
utilizzatori rispetto a quelli di tipo fisso e che sia più elevata la probabilità
che la persona possa entrare in contatto con l'apparecchio elettrico, spesso
con entrambe le mani e con una maggiore pressione di contatto, in caso di
un guasto. Di questi luoghi si occupa alla sezione 706 la Norma CEI 64-8.
100
Nei luoghi conduttori ristretti risultano essere particolarmente pericolosi
gli apparecchi portatili maneggiati durante l'uso dall'operatore.
Le sorgenti di alimentazione di questi apparecchi, SELV e
trasformatore di isolamento,
devono essere situate all'esterno del luogo conduttore ristretto.
La tensione di alimentazione delle lampade portatili, solitamente di
piccola potenza, può essere limitata a 25 V
101
Le sorgenti di alimentazione, con un singolo trasformatore
per ogni utensile oppure un trasformatore con più secondari
con un avvolgimento per ogni utensile, devono essere
collocate all'esterno del luogo conduttore ristretto e gli
utensili è consigliabile siano di classe II
102
Gli utensili portatili possono essere alimentati tramite
circuiti tipo SELV con la sorgente di alimentazione
installata fuori dal luogo conduttore ristretto
103
MISURE DI PROTEZIONE
104
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di protezioni attive
Può avvenire un contatto diretto a causa
del cedimento della protezione passiva o più
semplicemente per imprudenza da parte dell’utente.
Viene utilizzato l’interruttore differenziale ,
che è un dispositivo amperometrico di protezione
che interviene quando
l’impianto presenta
una dispersione
di corrente verso terra.
105
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di protezioni attive
Questo dispositivo, esegue in continuazione
la somma vettoriale delle correnti di linea
del sistema monofase o trifase
e finché questa somma è uguale a zero,
consente l’alimentazione elettrica dell’utenza;
la interrompe invece nel tempo prestabilito quando
la risultante supera
un valore prefissato secondo
la sensibilità dell’apparecchio.
106
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di protezioni attive
le Norme riportano la seguente definizione del differenziale :
“dispositivo meccanico destinato
a connettere e a disconnettere un circuito all’alimentazione,
mediante operazione manuale,
e ad aprire il circuito automaticamente
quando la corrente differenziale
supera un valore predeterminato”.
Con questo dispositivo è possibile attuare :
• la protezione contro i contatti indiretti ;
• una protezione addizionale contro i contatti diretti ;
• la protezione contro gli incendi causati dagli effetti termici dovuti alle correnti di guasto verso terra.
107
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di protezioni attive
108
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di protezioni attive
La corrente Idn di 30 mA dell’interruttore differenziale
ad alta sensibilità, non corrisponde esattamente a quella
che il corpo umano può sopportare per un tempo imprecisato,
ma è frutto di un compromesso tra le esigenze di sicurezza
per le persone e la continuità di servizio dell’impianto.
L’interruttore differenziale non limita il valore della I
ma solamente il tempo in cui questa corrente permane
e la sicurezza della persona è assicurata solo se,
per ogni valore di I, il circuito viene aperto in un tempo
compatibile con la protezione del corpo umano.
109
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di protezioni attive
La protezione data dagli interruttori differenziali contro
le tensioni di contatto e il pericolo di elettrocuzione è
fondamentale in tutte le comuni applicazioni impiantistiche
civili e industriali, tanto che già con la Legge 46/90
l’inserimento dell’interruttore differenziale
negli impianti è diventato oggetto di prescrizione
legislativa al pari della messa a terra.
Inoltre il differenziale risulta indispensabile in particolari
situazioni per le quali i fattori di rischio possono incrementarsi;
in tal senso si ricordano alcuni
dei più significativi impieghi specifici:
110
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di protezioni attive
– protezione dei locali ad uso medico, riguardante non solo
i grandi complessi ospedalieri, le case di cura e gli
ambulatori, ma anche gli studi medici e dentistici,
i locali per trattamento idro e fisio-terapeutico,
i complessi per cure termali, ecc.;
– protezione degli utenti e dei manutentori
di ascensori e montacarichi;
– protezione dei cantieri edili;
– protezione dei locali di balneazione pubblici e privati
(docce, bagni, piscine, saune);
111
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di protezioni attive
– protezione degli utenti di apparecchi portatili non a
doppio isolamento e di apparecchi da giardinaggio;
– protezione degli utenti di campeggi;
– protezione degli impianti di alimentazione situati sulle
banchine di attracco delle imbarcazioni.
Tra i vantaggi derivanti dall’utilizzo degli interruttori
differenziali non va infine dimenticata la protezione
che tali apparecchi offrono contro gli incendi innescabili
da modeste dispersioni a terra non rilevabili
dagli interruttori automatici magnetotermici,
ma sufficienti a provocare l’innesco di un incendio.
112
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Misure di protezioni attive
è composto essenzialmente da un nucleo magnetico toroidale
su cui sono avvolte due bobine, che vengono collegate
in serie con la linea da proteggere,
e da una bobina di
rilevazione
differenziale
che agisce
sull’organo
di comando.
113
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive:funzionamento dell’interruttore differenziale
Le due bobine sono avvolte in modo che le fem
da esse prodotte, quando in condizioni normali sono
attraversate dalla stessa I, siano uguali ed opposte, tali quindi
da produrre una
fem risultante nulla.
Non si avrà perciò alcun
effetto magnetico e
il relè di sgancio (S)
NON interverrà.
114
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive:funzionamento dell’interruttore differenziale
Se l’isolamento dell’utilizzatore protetto dal dispositivo cede,una corrente di guasto Ig viene convogliata verso terra e
le correnti che circoleranno attraverso le due bobine non saranno più uguali provocando una I differenziale
ID=I1-I2.
La fem risultante
non sarà più nulla
e la variabilità del flusso
nel tempo indurrà
nella bobina differenziale
una fem che farà circolare
la I aprendo il circuito.
115
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive:funzionamento dell’interruttore differenziale
116
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive:funzionamento dell’interruttore differenziale
117
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: funzionamento dell’interruttore differenziale
118
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: classificazione
Gli interruttori differenziali sono classificati in:
- Interruttori differenziali puri
sono idonei alla sola protezione contro
le I di dispersione verso terra e
nell'installazione richiedono
l'impiego di dispositivi
(fusibili o interruttori automatici)
in grado di interrompere
le sovracorrenti (sovraccarico e cortocircuito)
per proteggere non solo il circuito
interessato dal guasto
ma anche il differenziale.
N. poli 2P
Idn 30 mA
Corrente nominale 25 A
Tensione nominale 230 V
N. mod. EN 50022 2
119
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: classificazione
- Interruttori differenziali magnetotermici.
costituiscono un complesso unico in grado
di aprire il circuito in caso di guasto sia che si
tratti di correnti di dispersione sia di sovracorrenti.
120
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: classificazione
L’interruttore magneto-termico ha la funzione di
limitare l’intensità della corrente ad un valore prestabilito,
fornendo la possibilità di dimensionare
l’impianto elettrico in base a tale valore.
È in grado d’interrompere la corrente in un circuito,
quando il valore della I di targa viene superato,
sia per un eccessivo assorbimento
da parte dei carichi
oppure per causa di un corto circuito.
I valori della corrente d’intervento più
comunemente utilizzati sono:
6A, 10A, 16A, 20A, 32A.
121
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: classificazione
122
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: classificazione
123
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: classificazione
124
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: classificazione
125
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: classificazione
Il magnetotermico differenziale è costituito da due parti componibili,
o fuse in un unico blocco.
Il corpo magnetotermico, sensibile termicamente e magneticamente,
offre una protezione contro i corto circuiti.
Il differenziale
offre
una protezione
contro
i contatti
Accidentali
(e non solo!)
126
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: classificazione
L'interruttore magnetotermico protegge
dal cortocircuito e dal sovraccarico
Le modalità di intervento magnetico sono 3 in base
ai limiti della I di intervento
(riferiti alla corrente nominale In) in caso di cortocircuito
TIPOLIMITI DELLA I DI
INTERVENTO
B 3In --- 5In
C 5In --- 10In
D 10In --- 20In
127
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: classificazione
Riguardo la destinazione d'uso i differenziali si distinguono:
- interruttori differenziali per uso domestico e similare
Sono apparecchiature destinate ad un'utenza non esperta
e per questo motivo sono normalmente di tipo monoblocco
con protezione magnetotermica incorporata
oppure adattabili, del tipo assiemabile
direttamente dall'installatore (norma EN 61009).
Gli interruttori differenziali con magnetotermico
incorporato svolgono la doppia funzione di
protezione delle condutture e di se stessi
eliminando quindi tutte le problematiche inerenti
gli interruttori differenziali puri.
128
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: classificazione
Riguardo la destinazione d'uso i differenziali si distinguono:
- interruttori differenziali per uso domestico e similare
Per la protezione addizionale contro i contatti diretti
un interruttore con corrente differenziale nominale
minore o uguale a 30 mA
può essere sufficiente
per difendere le persone dai pericoli di contatti
che provocano effetti fisiologici rilevanti
ma generalmente reversibili mentre garantire
una protezione maggiore si rendono indispensabili
differenziali con correnti non superiori a 10 mA.
129
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: classificazione
Riguardo la destinazione d'uso i differenziali si distinguono:
- interruttori differenziali per uso industriale.
con soglia di intervento differenziale fino a 3 A (fino a 3 s).
Nei grossi quadri generali e di distribuzione
vengono utilizzati relè differenziali, separati
dagli interruttori automatici magnetotermici,
con soglia di intervento differenziale fino a 25 A (e oltre)
e con tempi di ritardo fino a 5 s.
130
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: classificazione
Molti interruttori differenziali sono muniti
di elementi di commutazione destinati
alla regolazione della
I differenziale di intervento
e per alcuni tipi è prevista anche
la possibilità di regolazione del tempo di intervento:
differenziali selettivi.
Con essi è possibile realizzare
una efficace protezione
selettiva nel campo delle I di guasto.
131
132
coordinamento fra interruttore differenziale puro e
dispositivi di protezione contro il sovraccarico
133
134
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: classificazione
In base alla sensibilità di intervento distinguiamo:
Differenziali a bassa sensibilità:
I differenziale> 30mA,
devono essere coordinati con la Rt
(quindi impianto di terra obbligatorio),
Differenziali ad alta sensibilità:
I differenziale < di 30mA,
sono detti anche “salvavita”,
(Non è obbligatorio l’impianto di terra.)
135
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: classificazione
In relazione alla forma d'onda della corrente
di dispersione, le Norme CEI 23-18, 23-42 e 23-44
considerano i differenziali di tipo AC, A e B.
AC: per la sola I alternata: adatti ad impianti
in cui si prevedono utilizzatori con
correnti differenziali di guasto alternate sinusoidali.
A: adatti ad impianti in cui si prevedono utilizzatori con
I differenziali di guasto alternate e/o pulsanti, unidirezionali;
B:dove sono previsti utilizzatori con I di guasto alternate,
pulsanti ed anche in c.c.
136
MISURE DI PROTEZIONE (contatti indiretti)
Protezioni attive: classificazione
137
MISURE DI PROTEZIONE
Protezioni attive: classificazione
In caso di contatto diretto l’interruttore differenziale da 30mA,
a parità di corrente, interviene in un tempo inferiore rispetto
a quello ammesso per la protezione contro i contatti indiretti.
Nei contatti indiretti normalmente la persona,
nel momento in cui si verifica il guasto, non è a contatto
con la massa e la corrente si chiude a terra tramite
il conduttore di protezione determinando l’intervento
dell’interruttore differenziale, senza che la persona
sia percorsa da nessuna corrente.
Questo non può accadere nei contatti diretti in quanto
il dispositivo differenziale
è attivato dalla stessa corrente che attraversa la persona,
il che non ci permette di escludere che nell’infortunato
non possano insorgere fenomeni di fibrillazione ventricolare.
138
MISURE DI PROTEZIONE
Protezioni attive: interruttore differenziale
139
MISURE DI PROTEZIONE
Protezioni attive
la protezione differenziale contro i contatti diretti presenta alcune limitazioni:
Correnti di dispersione (fluisce attraverso l’isolamento)
Piccole correnti di dispersione di tipo capacitivo, sono presenti anche in impianti sani, se però la corrente di dispersione supera determinati valori
il dispositivo differenziale può intervenire “intempestivamente”.
Per limitare la corrente di dispersione,
essendo la risultante della corrente verso terra,
la somma vettoriale delle correnti di dispersione sulle tre fasi,
si possono suddividere i circuiti sulle varie fasi.
In ogni caso, per evitare interruzioni indesiderate,
la corrente di dispersione che interessa ogni singolo differenziale,
deve essere mantenuta
inferiore alla metà della sua corrente nominale differenziale <0,5Id,
ripartendo gli utilizzatori su più circuiti.
140
MISURE DI PROTEZIONE
Protezioni attive
componenti continue verso terra - in presenza
di componenti continue verso terra,
il dispositivo differenziale
potrebbe non essere in grado di aprire il circuito.
Per questo motivo
occorre scegliere l’interruttore differenziale
adatto al tipo di corrente di guasto Ig, verso terra.
141
MISURE DI PROTEZIONE
Protezione per limitazione della corrente
Alcune apparecchiature speciali (antenne televisive,
recinzioni elettriche, apparecchi elettromedicali,
interruttore di prossimità ecc..) hanno parti metalliche
accessibili collegate a circuiti attivi tramite
un’impedenza di valore elevato.
Per garantire dal pericolo dell’elettrocuzione il costruttore
deve fare in modo che la corrente che può attraversare
il corpo di una persona durante il servizio ordinario
non sia superiore a 1mA in ca o a 3mA in cc.
Le parti metalliche che non devono essere toccate durante
il servizio ordinario devono presentare una tensione di contatto
che deve dar origine, attraverso il corpo della persona,
a correnti non superiori a 3,5 mA in ca e a 10 mA in cc.
142
MISURE DI PROTEZIONE
Scelta dell’interruttore differenziale
L’interruttore differenziale è un dispositivo sensibile alle correnti verso terra, in grado di aprire un circuito elettrico in un certo tempo,
quando la corrente verso terra supera il valore prefissato.
Viene utilizzato per proteggere persone e cose da:
- Contatti diretti,
- Contatti indiretti,
- Perdite di isolamento
Le norme CEI lo rendono obbligatorio in :
locali con bagni o docce, vasche idromassaggio, piscine, cantieri edili,
locali agricoli, campeggi, locali con rischio di incendio o esplosione,
locali di pubblico spettacolo, locali medici, ecc…..
La norma CEI 64-8 lo rende obbligatorio (contatti indiretti)
sia negli impianti di tipo T T sia in quelli di tipo T N
143
MISURE DI PROTEZIONE
Scelta dell’interruttore differenziale
L’interruttore differenziale deve essere scelto tenendo in considerazione:
-Caratteristiche dell’utilizzatore,
-Tipologia della corrente,
-Selettività dell’intervento.
Se la I di guasto è sinusoidale, la scelta è per un interruttore diff.di tipo AC.
Da molti anni però i produttori di elettrodomestici e di svariati apparecchi elettrici usano l’elettronica per aumentare le prestazioni dei prodotti,
migliorarne il confort e risparmiare energia.
Utenze come lavatrici con variazione della velocità centrifuga, termostati industriali, regolatori di luminosità e di velocità dei motori (inverter) gruppi
statici di continuità, ecc…, funzionano con forme d’onda più o meno variabili (pulsanti, pulsanti con componente continua, ondulata, ecc…).
Se a seguito di un guasto dell’isolamento di un qualunque componente elettronico, si verifica una I di guasto verso terra, gli interruttori differenziali
standard (tipo AC), il cui funzionamento è previsto in corrente alternata 50/60 Hz, sono insensibili a questa corrente per cui non intervengono.
Il mancato intervento provoca, pericolo per le persone o cose in quanto
permane l’alimentazione e desensibilizzazione dell’interruttore stesso
a causa del passaggio di corrente (non di tipo alternata) di guasto.
144
MISURE DI PROTEZIONE
Scelta dell’interruttore differenziale
Dal punto di vista normativo si osserva che
la norma CEI 64-8 nel commento all’art. 532.2.1.4 afferma che
esistono apparecchi utilizzatori di Classe I incorporanti
circuiti elettronici con correnti di guasto a massa di tipo continuo,
in cui si raccomanda di usare protezione con interruzione automatica
dell’alimentazione, utilizzando interruttori differenziali di tipo B.
Altre guide CEI come la CEI 64-50 (Edilizia Residenziale),
CEI 64-13 (Impianti elettrici in locali adibiti ad uso medico)
prescrivono l’uso dell’interruttore differenziale di tipo A o di tipo B
quando la I di guasto verso terra non è perfettamente sinusoidale
ma pulsante o continua (UPS, Convertitori).
145
MISURE DI PROTEZIONE
Scelta dell’interruttore differenziale
In considerazione dell’art.7 della 46/90 e dell’art. 5
del regolamento di attuazione si deduce che:
la legge 46/90 chiede che l’impianto sia dotato di
terra e di interruttore differenziale con
corrente nominale di intervento < 1A.
Per gli impianti PREESISTENTI il regolamento
chiede un interruttore differenziale con
corrente nominale di intervento minore di
30mA, senza richiedere l’impianto di terra.
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MISURE DI PROTEZIONE
Interventi intempestivi
Si dice che l’intervento dell’interruttore differenziale è
intempestivo quando non è necessario per la sicurezza.
Questi interventi sono particolarmente dannosi perchè:
-Compromettono la continuità di servizio;
-Spingono l’utente a disattivare l’interruttore differenziale.
Alcuni interventi intempestivi sono dovuti a:
1) Presenza di filtri verso terra dovuti a motivi di compatibilità elettromagnetica;
2) Presenza di armoniche ad alta frequenza che, tramite la capacità parassita dell’impianto, causano forti correnti verso terra;
3) Sovratensioni di rete dovute a cause atmosferiche o a manovre di apertura e chiusura di carichi importanti;
4) Elevate correnti di spunto che possono causare difformità nel toroide.
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MISURE DI PROTEZIONE
Interventi intempestivi
Per evitare gli interventi intempestivi
esistono differenti tipi di differenziali:
-Differenziali con In di intervento più elevate, dove ci sono filtri EMC,
armoniche ad alte frequenze;
-Differenziali ritardati, che sono insensibili
ai transitori di breve durata;
-Differenziali per correnti continue o pulsanti,
quando la I guasto non è alternata sinusoidale;
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MISURE DI PROTEZIONE
Interventi intempestivi
Una buona ed efficace protezione contro i contatti diretti e indiretti,
non si ottiene installando o facendo installare un interruttore differenziale
genericamente definito da 30 mA poiché è necessaria invece
una precisa valutazione dell’impianto, controllando
la selettività dell’intervento, il tipo di corrente,
la frequenza, i disturbi, ecc.….
Nel caso dell’ascensore, che è un tipo di installazione in cui
è sempre presente l’impianto di terra, è indispensabile
sia rispettare la formula, sia fare una attenta valutazione
sul tipo di impianto,
ad esempio se il motore è alimentato direttamente da rete,
se è in corrente continua o alternata.
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MISURE DI PROTEZIONE
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MISURE DI PROTEZIONE
Funzionamento degli interrutori magneto – termici
Il funzionamento di un interruttore automatico si basa sul riscaldamento
dei conduttori che la corrente elettrica provoca al passaggio.
Un dispositivo, chiamato sganciatore magnetico, provoca l’intervento
dell’interruttore, quando è percorso da una corrente superiore a quella
per cui è stato tarato, tale corrente è detta corrente nominale (In).
In caso di corto circuito
la corrente che passa attraverso
l’interruttore assume quasi istantaneamente
valori elevati
(circa 8 ÷ 10 volte In)
in grado di far intervenire
lo sganciatore magnetico.
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MISURE DI PROTEZIONE
Funzionamento degli interrutori magneto – termici
In caso di difetto di isolamento e quindi con dispersione di
corrente verso la carcassa dell’utilizzatore, lo sganciatore
termico interverrà solo quando la corrente di guasto avrà
raggiunto il valore per il quale è stato tarato.
Quindi correnti pericolose
per l’uomo possono permanere
per un Intervallo di tempo
piuttosto lungo
sulla carcassa dell’utilizzatore.
L’interruttore magnetotermico
non costituisce una buona protezione
conto i contatti indiretti
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MISURE DI PROTEZIONE
I sovraccarichi
I sovraccarichi di corrente sono quelle condizioni di
normale funzionamento in cui le utenze collegate
all’impianto assorbono più energia di quanta l’impianto
sia in grado di sopportare.
L’interruttore a protezione deve intervenire per evitare
che la I elevata possa provocare un surriscaldamento del cavo
o degli altri componenti .La capacità di un cavo di data sezione di sopportare
il passaggio di un certo valore di corrente dipende da molti fattori,
ad es. un cavo posato in terra, dove il terreno è fortemente umido,
si raffredderà più velocemente dello stesso cavo con lo stesso carico
ma posato al centro di un altro fascio di cavi,
in una canalina chiusa o in una tubazione piena.
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MISURE DI PROTEZIONE
I sovraccarichi
L'interruttore generale protegge bene
l'impianto in quanto non permette
che su alcuno degli elementi possa
passare una corrente superiore a quella
sopportabile dagli elementi stessi.
L'interruttore generale è tarato per una
I troppo grande.
E' il caso tipico di un impianto
sovraccaricato dove viene sostituito
solo l'interruttore generale.
Anche se le linee sono adeguatamente
dimensionate, l'impianto funziona, una
tale configurazione non garantisce che
si possa verificare un sovraccarico su
una singola presa
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MISURE DI PROTEZIONE
I sovraccarichi
E' il caso precedente, ma qui si è intervenuto proteggendo
localmente ogni singola presa con un interruttore automatico.
In questo modo si può caricare l'impianto (ovviamente dopo
aver verificato che la linea principale sia adeguata a sopportare
tutti i 25A) senza temere il sovraccarico sulle singole prese.
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MISURE DI PROTEZIONE
I cortocircuiti
I cortocircuiti si verificano sempre a seguito di un guasto
che può verificarsi sia sulle linee che sugli utilizzatori.
Altre cause di corto circuito sono i collegamenti sbagliati
(caso in assoluto peggiore, le correnti di corto circuito che si
sviluppano sono le massime possibili)
o il cattivo isolamento delle condutture
(isolante fessurato a causa di abrasioni subite in fase di posa o di
collegamento, o in seguito ad ingiuria meccanica,
caso quest'ultimo frequente con le prolunghe volanti).
Durante il cortocircuito due fasi attive vengono a contatto e
la resistenza del circuito diminuisce a valori minimi.
Questo comporta un istantaneo passaggio di corrente molto elevata
( anche diverse migliaia di Ampere) che surriscaldano enormemente
i conduttori (durante il cc si raggiungono temperature di centinaia di
gradi centigradi, in grado spesso di fondere e saldare il metallo).
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MISURE DI PROTEZIONE
Metodi per rendere impossibile il manifestarsi
di tensioni di contatto pericolose:
1)Impiego di apparecchi con isolamento doppio o rinforzato -Apparecchi di classe II (Non hanno masse, sono provvisti di
isolamento speciale, sono privi del morsetto di terra e sono adatti per proteggere piccoli apparecchi portatili o per apparecchi fissi da
installare in impianti senza impianto di terra) ;
2) Protezione per isolamento elettrico - Apparecchi di classe III.
Si realizza mediante l’impiego di opportuni trasformatori di isolamento o alimentando i circuiti con sorgenti autonome di energia aventi
caratteristiche d’isolamento uguali a quelle indicate dalle norme per i trasformatori d’isolamento (CEI 96-2) (Le parti in tensione possono
essere scoperte. Non è presente il morsetto di terra) ;
·
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MISURE DI PROTEZIONE
Metodi per rendere impossibile il manifestarsi di tensioni di contatto pericolose:
3) Locali isolanti con l’impiego di apparecchi di classe 0
Provvisti solo di isolamento principale necessario
per assicurare il normale funzionamento.
L’involucro metallico non possiede il morsetto di terra.
E’ vietata l’installazione negli impianti in edifici civili e similari.
Tale protezione consiste nel realizzare locali in cui
il pavimento e le pareti presentino una
Rt di 50.000Ω per V< 500V e 100.000 Ω per tensioni >a 500V.
Non possono essere utilizzati negli edifici civili,
non possono essere installate prese a spina
e il conduttore di protezione PE.
I locali devono essere mantenuti costantemente sotto controllo
da personale specializzato onde evitare che vengano introdotte
masse estranee o che vengano collegate a terra le apparecchiature. >>
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MISURE DI PROTEZIONE
Metodi per rendere impossibile il manifestarsi di tensioni di contatto pericolose:
3) Locali isolanti con l’impiego di apparecchi di classe 0
Gli ingressi devono essere costruiti in modo tale
che l’accesso ai locali delle persone avvenga
senza che le stesse siano sottoposte a potenziali pericolosi;
per questo scopo si possono usare pedane o scarpe isolanti.
Tutte le masse estranee entranti nel locale devono essere
interrotte con una o più giunzioni isolanti tali da impedire
l’introduzione di potenziali pericolosi nel locale isolato.
Gli apparecchi e gli elementi fissi devono avere tra di loro
una distanza minima di 2 metri se a portata di mano
e di 1,25 metri se non a portata di mano ;
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Inf=1.13*In è la corrente convenzionale di non intervento
If=1.45*In è la corrente convenzionale d'intervento
Im è la corrente che determina l'intervento istantaneo (13 ms).
Da ciò si deduce che
per correnti inferiori o uguali a Inf l'interruttore NON interviene
Per correnti uguali o maggiori a 1,45*In l'interruttore interviene entro un'ora
Per correnti uguali a Im l'interruttore interviene in 13 ms.
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Inf - corrente convenzionale di non intervento : è il valore di corrente fino al quale , in
determinate e specificate condizioni, non avviene lo sgancio dell’interruttore ;
If - corrente convenzionale d’intervento : corrente che in determinate e specificate condizioni
provoca lo sgancio dell’interruttore ;
I1m - corrente massima di intervento dello sganciatore termico oltre la quale potrebbe intervenire
quello elettromagnetico ;
I2m - corrente massima di intervento dello sganciatore termico oltre la quale interviene
sicuramente quello elettromagnetico ;
In - Massima corrente che non provoca l’intervento dello sganciatore termico.
Caratteristica d’intervento di un interruttore automatico
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Parametri caratteristici dei differenziali
1. tensione nominale:valore della tensione per la quale l'apparecchio è destinato a funzionare
2. corrente nominale In: valore di corrente che l'apparecchio è in grado di portare ininterrottamente. I valori previsti dalle norme sono: 6 - 10 - 13 - 16 - 20 - 25 - 32 - 40 - 50 - 63 -80 - 100 - 125 A
3. corrente differenziale nominale di intervento Idn: minimo valore della corrente differenziale che determina l'apertura del dispositivo in tempi specificati dalle norme. I valori di Idn sono: 10 mA - 30 mA (alta sensibilità), 0.1 - 0.3 - 0.5 - 1 A (bassa sensibilità)
4. corrente differenziale di non intervento Idno: valore massimo della corrente differenziale che non provoca l'intervento dell'interruttore. Il valore normale è: Idno = 0.5 Idn. Esiste una fascia di incertezza: da 0 a 0.5 Idn (non interviene), da 0.5 Idn a Idn (può intervenire), da Idn in poi (intervento sicuro)
5. tempo di intervento: intervallo di tempo tra l'istante in cui la corrente differenziale assume il valore >= Idn e l'istante in cui avviene l'apertura dei contatti.
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Caratteristiche di intervento: indicano le coppie di valori corrente differenziale di intervento-tempo checaratterizzano il funzionamento del dispositivo (in genere i tempi di intervento degliinterruttori in commercio sono inferiori a quelli fissati dalle norme CEI)
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Dai valori massimi delle tensioni di contatto a vuoto sopportabili dal
corpo umano in funzione del tempo, si è costruita una «curva di
sicurezza» dei limiti tensione-tempo. La tensione corrispondente al
tempo 5s è denominata tensione di contatto limite UL.
Il limite superiore delle tensioni che possono permanere su una
massa per un tempo indefinito senza pericolo per le persone sono in
condizioni normali considera UL=50V, in condizioni particolari
UL=25V (ad esempio ambienti bagnati, strutture adibite ad uso
zootecnico, ecc..).
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