Apparecchiature di protezione dai contatti indiretti e...

1

Protezione degli impianti e sicurezza elettrica

Maurizio MonticelliDipartimento di Ingegneria dell’Informazione

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI FIRENZE

Sistemi elettrici per l’ambiente

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Sommario1) Classificazione degli impianti elettrici

2) Protezione contro le sovracorrenti

3) Protezione contro le sovratensioni

4) Protezione contro gli infortuni

elettrici

5) Impianto di messa a terra

6) Verifica caduta di tensione massima


3Sistemi elettrici per l’ambiente

3

1) Classificazione degli impianti elettrici

Definizione di impianto elettrico: complesso di componenti elettrici,

anche a tensioni nominali di esercizio diverse (a ciascuna corrisponde un

sistema) destinato a una determinata funzione .


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Definizione di rete di distribuzione: Impianto elettrico, destinato alla

distribuzione dell'energia elettrica agli impianti utilizzatori


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Definizione di tensione nominale: valore di tensione con il quale è denominato il

sistema, nei sistemi trifasi è la tensione concatenata.

La scelta del valore della tensione nominale è un problema tecnico-economico. In prima approssimazione, a

pari potenza richiesta con l'aumentare della tensione, diminuisce il dimensionamento termico degli elementi

di un impianto (e quindi anche le perdite) però aumenta il costo per quanto attiene l'isolamento degli stessi.

Gli impianti devono essere costruiti ed eserciti in modo che 0,9 Un ≤ U ≤ 1,1 Un.

Per i sistemi di distribuzione in bassa tensione i valori nominali della tensione stabiliti dalle Norme CEI sono: 230 V fra fase e

neutro e 400 V fra le fasi per le reti trifasi a quattro conduttori.


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Classificazione secondo la tensione nominale.

Categoria Tensione continua (V) Tensione alternata (V)

0(1) Vn ≤ 120 non ondulata Vn ≤ 50

I(2) 120 < Vn ≤ 1500 50 < Vn ≤ 1000

II 1500 < Vn ≤ 30 000 1000 < Vn ≤ 30 000

III 30 000 < Vn 30 000 < Vn

Note:

(1)I sistemi di categoria 0 vengono divisi in tre sottocategorie:

- SELV (Safety Extra Low Voltage): Bassissima Tensione di Sicurezza;

- PELV (Protection Extra Low Voltage): Bassissima Tensione di Protezione;

- FELV (Functional Extra Low Voltage): Bassissima Tensione Funzionale.

(2)I sistemi di 1a categoria collegati direttamente a terra devono presentare una tensione verso terra non

superiore a 600V c.a. e 900V c.c. La tensione effettiva può variare entro le abituali tolleranze.


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Classificazione secondo il collegamento a terra dei sistemi di categoria I

Sistema Stato del neutro della rete Collegamento della massa

TN TN-C A terra Diretto al conduttore di neutro (PEN)

TN-S A terraAl conduttore di neutro per mezzo del

conduttore di protezione (PE)

TN-C-S A terra In parte al PEN in parte al PE

TT A terraA impianto di terra locale indipendente

dal neutro

ITIsolato o connesso a terra

tramite impedenza

A impianto di terra locale separato o

unito a quello del neutroNote:

Prima lettera - Situazione del sistema rispetto a terra:

T = collegamento diretto a terra di un punto (in genere il neutro);

I = isolamento da terra, oppure collegamento di un punto (in genere il neutro) a terra tramite un'impedenza.

Seconda lettera - Situazione della massa rispetto a terra:

T = collegamento a terra;

N = collegamento al punto del sistema elettrico collegato a terra.


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Stato del neutro nei sistemi di trasporto e distribuzione trifase dell’energia

elettrica

Sistemi trifasi Stato del neutroMotivazioni principali

(Norme CEI 99-2 e 99-3)

Categoria prima (reti a

bassa tensione)A terra, direttamente

Sicurezza persone e limitazione

tensioni di isolamento

apparecchiature collegate

Categoria seconda (reti

a media tensione)

A terra, tramite

reattanza (bobine di

Petersen)

Limitazione correnti di guasto

omopolare e conseguentemente

anche dei valori tensioni di passo e

contatto. Maggiore selettività fra

protezioni ENEL e utente.

Categoria terza (reti ad

alta tensione)A terra, direttamente

Riduzione livelli di isolamento (e

costo) degli elementi di impianto


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Sistema TN: il neutro è collegato direttamente a terra. Le masse sono collegate

al conduttore di neutro, direttamente (TN-C) o tramite un conduttore di

protezione (TN-S). Il conduttore che svolge la funzione sia di conduttore di

neutro (N), sia di conduttore di protezione (PE), assume la denominazione di

conduttore PEN.


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Sistema TT: il neutro è collegato direttamente a terra. Le masse sono collegate

a un impianto di terra locale, elettricamente indipendente da quello del neutro.


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Sistema IT: il neutro, è isolato o connesso a terra tramite un'impedenza. Le

masse sono collegate a un impianto di terra locale, che può essere separato o

unito a quello eventuale del neutro.


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Definizione di sovratensione: tensione anomala superiore a quella di

esercizio, in base alla quale vengono dimensionati i livelli di isolamento e

predisposti i dispositivi di protezione. Le sovratensioni possono essere

originate da scariche atmosferiche o da fenomeni transitori interni alla

rete (ad es. brusche variazioni dei carichi).


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Effetti delle sovratensione: in generale causano la sfondamento

dell’isolamento, con effetti termici più o meno devastanti: quelle più

leggere si limitato al danneggiamento degli apparati elettronici mentre

quelle più pesanti possono determinare la completa distruzione degli

impianti.


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Categoria di tenuta all’impulso degli apparecchi utilizzatori.

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2) Protezione contro le sovratensioniLa protezione contro le sovratensioni viene effettuata con appositi dispositivi chiamati

comunemente scaricatori (o SPD, Surge Protective Device). Le sovratensioni che interessano gli

impianti elettrici, sono solitamente originate da un impulso elettromagnetico causato da un fulmine

(LEMP) o da una commutazione effettuata sugli impianti (SEMP). In generale la protezione contro

l’impulso elettromagnetico si basa sul concetto di zona di protezione (LPZ). In relazione a questo

principio l’edificio da proteggere viene suddiviso in varie zone di protezione (LPZ) con valori di

rischio differenti


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2) Protezione contro le sovratensioniA questo riguardo la Norma CEI 81-10/4 classifica le zone di protezione in:

Zone esterne:

LPZ 0: zona in cui il pericolo è costituito dall’intero campo elettromagnetico non attenuato del fulmine e

dove gli impianti interni possono essere interessati da impulsi dovuti a tutta o parte della corrente di

fulmine. LPZ 0 é suddivisa in :

• LPZ 0A: zona in cui il pericolo è costituito dalla fulminazione diretta e dall’intero campo

elettromagnetico non attenuato del fulmine. Gli impianti interni possono essere interessati da

impulsi dovuti all’intera corrente di fulmine;

• LPZ 0B: zona protetta contro la fulminazione diretta, ma dove persiste il pericolo dell’intero campo

elettromagnetico non attenuato del fulmine. Gli impianti interni possono essere interessati da

impulsi dovuti a frazioni significative della corrente di fulmine.


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2) Protezione contro le sovratensioniZone interne (protette contro la fulminazione diretta):

• LPZ 1; zona in cui gli impulsi sono limitati dalla ripartizione della corrente di fulmine e dagli SPD al

confine della zona stessa; schermi locali possono attenuare il campo elettromagnetico;

• LPZ 2 … n; zone in cui gli impulsi sono ulteriormente limitati dalla ripartizione della corrente di

fulmine e da SPD al confine delle zone stesse; schermi locali addizionali possono attenuare

ulteriormente il campo elettromagnetico.


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Caratteristiche principali degli SPD

La normativa classifica gli SPD in:

Classe 1: provati con la corrente impulsiva Iimp

(10/350 µs) e con la corrente nominale di scarica

In (8/20 µs).

Classe 2: provati con la corrente nominale di

scarica In (8/20 µs) e con la massima corrente di

scarica Imax (8/20 µs), anche se quest’ultima non è

utilizzabile ai fini della scelta dell’SPD.

Classe 3: provati con il generatore combinato che

applica a vuoto una tensione Uoc (1,2/50 µs) ed in

corto circuito una corrente presunta In (8/20 µs).

Classe 4: provati con sollecitazioni inferiori a

quelle previste per la classe 3

100 kA

20 kA

6 kA

3 kA


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Esempi di utilizzo


20


Esempi di utilizzo


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Può essere:

- funzionale (per esempio: corrente di spunto nella

fase di avviamento di un motore);

- anomalo (per esempio: eccessivo inserimento di

carichi elettrici, rispetto a quelli previsti).

Sovraccarico

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Il sovraccarico provoca il

riscaldamento anomalo dei

componenti con

conseguente:

• decadimento delle caratteristiche

meccaniche dei metalli;

• decadimento delle caratteristiche

dielettriche degli isolanti;

• pericolo di incendi.

Sovraccarico

Curve di invecchiamento isolamento dei cavi

La durata di vita convenzionale si riduce quando si supera la temperatura di riferimento per un certo tempo.

Si è assunto che un cavo possa subire fino a 100 eventi di sovracorrente convenzionali (quindi anche di sovratemperatura)

nell’arco della sua vita, ciascuno dei quali abbia il medesimo effetto di invecchiamento sul cavo.

Considerando una riduzione di vita totale del 10% rispetto alla vita convenzionale corrispondente alla massima temperatura

ammessa in funzionamento normale (70°C per il PVC), ciascun evento di sovracorrente convenzionale provoca una

riduzione della vita del cavo pari allo 0,1% della vita convenzionale.

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Sovraccarico degli utilizzatori e delle condutture e relativa

protezione secondo le Norme CEI 64-8

Alimentazione Utilizzatore

Conduttura

Criterio di

dimensionamento(3)

Possibilità di

sovraccarico

Protezione contro

il sovraccarico

Conduttura di

alimentazione di un

singolo utilizzatore

(linea di

alimentazione)

Sovraccaricabile:

-motore

-presa a spina

In ≤ Iz Sì Richiesta

Non sovraccaricabile:

-utilizzatore termico

-apparecchio di illuminazione

Ib ≤ Iz No Non richiesta

Singolarmente protetto contro i sovraccarichi In ≤ Iz No Non richiesta(1)

In luoghi con pericolo di esplosione o di incendio In ≤ Iz(2) Richiesta

Conduttura di

alimentazione di un

gruppo di utilizzatori

Sovraccaricabile e singolarmente protetto:

-quadro di distribuzione

-quadro di alimentazione e di comando di un

utilizzatore complesso

-linea dorsale (conduttura con derivazioni)

ΣIni ≤ Iz(fc = 1)

No Non richiesta

ΣIni > Iz

(fc < 1)Sì Richiesta

Non sovraccaricabile:

-utilizzatori termici

-apparecchi di illuminazione

ΣIbi ≤ Iz

(fc = 1)No Non richiesta

ΣIbi > Iz

(fc < 1)Sì Richiesta

(1) Poiché la protezione propria contro i sovraccarichi dell'utilizzatore è prevista in relazione alle esigenze di quest'ultimo, è necessario che essa sia anche atta a prevenire il

sovraccarico della conduttura.

(2) Le norme CEI comprendono fra le condutture soggette a sovraccarico tutte le condutture installate nei luoghi con pericolo di esplosione o di incendio.

(3) fc = fattore di contemporaneità.

Ib = corrente di impiego che percorre la conduttura in condizioni normali;

In = corrente nominale del dispositivo di protezione;

Iz = corrente corrispondente alla portata della conduttura.

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Dalla norma CEI 11-25:

• Corrente simmetrica iniziale di cortocircuito

(I”k): valore efficace della componente

simmetrica alternata di una corrente

presunta (esistente) di cortocircuito,

nell’istante in cui si manifesta il

cortocircuito, se l’impedenza conserva il suo

valore iniziale.

• Corrente di cortocircuito permanente (Ik):

valore efficace della corrente di cortocircuito

che rimane dopo l’estinzione dei fenomeni

transitori.

• Valore di cresta della corrente di

cortocircuito (ip): massimo valore istantaneo

possibile della corrente presunta (esistente)

di cortocircuito.

Cortocircuito

LEGENDA

a = Corrente

b = Inviluppo superiore

c = Componente continua ic.c. della corrente di cortocircuito

d = Tempo

e = Inviluppo inferiore

I”k = corrente iniziale simmetrica di cortocircuito.

ip = valore di cresta della corrente di cortocircuito.

Ik = corrente di cortocircuito permanente.

ic.c = componente continua (aperiodica) della corrente di cortocircuito

A = valore iniziale della componente aperiodica.

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Calcolo semplificato delle correnti di cortocircuito nei sistemi TN

Valore efficace della corrente di cortocircuito (Icc): Corrispondente anche ai valori eff icaci di Ik e di I”k.

Icc = cc

cc

Z

U

dove:

Ucc : è la tensione fra le parti prima del cortocircuito. Zcc : è l’impedenza complessiva dell’anello di guasto.

Fattore di potenza di cortocircuito (coscc):

coscc = cc

cc

Z

R

dove: Rcc : è la resistenza complessiva dell’anello di guasto. Zcc : è l’impedenza complessiva dell’anello di guasto.

Valore di cresta della corrente di cortocircuito (ip):

ip = ccIK 2 dove K: è il coeff iciente ricavabile dal seguente grafico in funzione del

rapporto fra R/X o X/R.

Cortocircuito fase-fase (L-L): (Ucc) Tensione di Cortocircuito e (Zcc) Impedenza dell’anello di guasto

Ucc = oU3

22 )()(2 LELECC XXRRZ

Cortocircuito fase-fase (L-N): (Ucc) Tensione di Cortocircuito e (Zcc) Impedenza dell’anello di guasto

Ucc = oU

22 )()( NLENLECC XXXRRRZ

Cortocircuito simmetrico ed equilibrato sulle tre fasi (L-L-L): (Ucc) Tensione di Cortocircuito e (Zcc) Impedenza dell’anello di guasto

Ucc = oU

22 )()( LELECC XXRRZ

Dove:

oU = tensione stellata (fase-neutro), pari nelle reti italiane, a 230 V

RE e XE = resistenza e reattanza equivalente secondaria trasformatore RL e XL = resistenza e reattanza di fase delle condutture

RN e XN = resistenza e reattanza di neutro delle condutture

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Correnti di cortocircuito nei sistemi TT

I sistemi TT, sono caratterizzati da potenze che oscillano in genere fra i 3-6 kW

monofase fino ad arrivare ad un massimo di 50-75 kW trifase. Il fornitore dell’energia

provvede ad alimentare queste utenze direttamente in bassa tensione dalle proprie

cabine di trasformazione MT/bt. La Norma CEI 0-21 fornisce i valori di riferimento per

la corrente di cortocircuito massima .

Tipo fornitura Icc (kA) Zcc (m)Fattore di

Potenza

Rcc

(m)

Xcc

(m)

Monofase 6 38 0,7 26,6 26,6

Trifase (guasto monofase) 6 38 0,7 26,6 26,6

Trifase Pc 33 kW 10 40 0,5 20 34,6

Trifase Pc > 33 kW 15 27 0,3 8,1 25,7

Nota: i valori indicati sono basati sull’utilizzo di trasformatori MT/BT di potenza non superiore a 630

kVA, con Vcc pari al 6 %. Per trasformatori esistenti di caratteristiche diverse (Vcc inferiore al 6 %

e/o taglia superiore) in fase di nuova connessione il Distributore comunica la corrente di

cortocircuito presunta ai fini del dimensionamento delle apparecchiature, qualora i valori al punto di

connessione siano superiori ai valori convenzionali adottati dalla Norma.

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Effetti del cortocircuito

Effetti termici: il corto circuito è caratterizzato da elevate correnti che per

ovvie ragioni debbono essere interrotte in tempi abbastanza rapidi, tramite

fusibili o interruttori automatici. L’effetto termico del corto circuito è

caratterizzato da un’energia pari a:

I2∙t

dove I è la corrente di corto circuito (in valore efficace) e t il tempo in cui essa

perdura; esso può essere causa di:

• innesco di incendi o esplosioni;

• ustioni e danneggiamento agli occhi delle persone;

• danneggiamento di apparati elettrici;

• danneggiamento termico delle conduttore.

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Forze elettrodinamiche unitarie tra due conduttori in funzione della distanza e del valore

effettivo della corrente (valore di cresta) in kA. Ascisse: distanza fra i conduttori, in cm;

ordinate: forza elettrodinamica, in kg/m.

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La protezione contro le sovracorrenti

può essere realizzata con:

• dispositivi che assicurano

contemporaneamente la protezione

contro il cortocircuito e il

sovraccarico;


unicamente la protezione contro i

cortocircuiti;


unicamente la protezione contro i

sovraccarichi.


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La protezione contro i cortocircuiti è sempre richiesta e deve essere

posta all’inizio della conduttura da proteggere, è ammesso

l’installazione del dispositivo di protezione fino a 3 metri di distanza

dall'origine della conduttura, purché il tratto non protetto sia

realizzato in modo:

• da ridurre al minimo il pericolo di corto circuito;

• che anche in caso di corto circuito sia ridotto al minimo il pericolo

di incendio o di danno per le persone.

Il dispositivo P non assicura la protezione contro i

cortocircuiti del tratto di conduttura OV, ma il tratto

OV’ è costruito in modo tale da ridurre al minimo i

rischi di cortocircuito e non è installato in vicinanza

di materiali combustibili. Il dispositivo P′ protegge

la derivazione OV contro i sovraccarichi, e il tratto

VV′ anche contro i cortocircuiti


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La protezione contro i sovraccarichi non è necessaria nei seguenti

casi:

- condutture di minor sezione derivate direttamente da altre

condutture che risultino comunque protette dai dispositivi posti a

protezione della conduttura di sezione maggiore;

• condutture che alimentano direttamente (assenza di prese a spina)

dispositivi che per loro natura non possano dar luogo a

sovraccarichi (es. illuminazione e resistenze elettriche);

• impianti di telecomunicazione, comando, segnalazione e simili.

Il dispositivo P assicura la

protezione contro i

sovraccarichi e i

cortocircuiti anche della

conduttura OV di sezione

S2


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Occorre in ogni caso proteggere dai

sovraccarichi le condutture poste nei luoghi a

maggior rischio in caso d’incendio (strutture

portanti in materiale combustibile, elevato carico

d’incendio, elevata presenza di persone)

A differenza della protezione contro il

cortocircuito, la protezione contro i

sovraccarichi può essere posizionata (a

prescindere dalla distanza) anche lungo il

percorso della conduttura

Il dispositivo P non assicura la

protezione contro i sovraccarichi del

tratto di conduttura OV (S2 < S1). Il

dispositivo P′ protegge la

derivazione OV contro i

sovraccarichiSistemi elettrici per l’ambiente

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E’ vietato proteggere dai

sovraccarichi i circuiti di sicurezza

(es. alimentazione lampade di

sicurezza e pompe antincendio).

In generale la protezione contro le

sovracorrenti (sovraccarichi e

cortocircuiti) non è comunque

richiesta in caso in cui la sorgente

di alimentazione possa fornire una

corrente massima non superiore alla

portata della conduttura (un

esempio tipico possono essere i

sistemi fotovoltaici).


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Corrente di impiego di un circuito (Ib): Corrente che può fluire in un

circuito nel servizio ordinario. In regime permanente la corrente di

impiego corrisponde alla più grande potenza trasportata dal circuito in

servizio ordinario tenendo conto dei fattori di utilizzazione e di

contemporaneità. In regime variabile si considera la corrente

termicamente equivalente che, in regime continuo, porterebbe gli

elementi del circuito alla stessa temperatura.

Portata di una conduttura (Iz): Massimo valore della corrente che può

fluire in una conduttura, in regime permanente ed in determinate

condizioni, senza che la sua temperatura superi un valore specificato

(70°C per il PVC e 90°C per la gomma o EPR).

Definizioni


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Corrente nominale di un dispositivo (In): Corrente assegnata dal

costruttore, che il dispositivo di protezione è destinato a portare in

servizio ininterrotto ad una temperatura ambiente di riferimento

specificata (30° C).

Corrente convenzionale di funzionamento di un dispositivo (If): Valore

specificato di corrente che provoca l’intervento del dispositivo di

protezione entro un tempo specificato, denominato tempo

convenzionale (tc), pari a:

• interruttori automatici:

• tc

= 1h -> In 63 A

• tc

= 2h -> In >63A

• fusibili:

• tc

= 1h -> In 63 A

• tc

= 2h -> 63< In 160 A

• tc

= 3h -> 160 < In 400A

• tc

= 4h -> In > 400A

Definizioni

Potere di corto circuito (Pc):

Componente alternata della corrente

presunta, espressa nel suo valore

efficace, che l’interruttore è concepito

per stabilire, per portare per il suo

tempo di apertura e per interrompere

sotto condizioni specificate.


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Determinazione dei carichi convenzionali (Ib)


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Coefficiente di utilizzazione (ku) e di contemporaneità (k

c) per utenze industriali


Tipo di utilizzazione ku Numero kc

Illuminazione 1 qualsiasi 0,8

Motori da 0,5 a 2 kW(*) 0,80

2 4 0,8

5 10 0,6

11 20 0,5

> 20 0,4

Motori da 2,5 a 10 kW(*) 0,85

2 4 0,85

5 10 0,65

11 20 0,55

> 20 0,45

Motori da 2,5 a 30 kW(*) 0,90

2 4 0,90

5 10 0,70

11 20 0,60

> 20 0,50

Motori oltre i 30 kW(*) 0,95

2 4 0,95

5 10 0,75

11 20 0,65

> 20 0,55

Forni a resistenza 1Stessi valori specificati per i

motori in funzione del

numero e della potenza

Saldatrici 0,7 1

Macchine utensili, trasportatori 0,6 0,8

Ascensori, impianti di sollevamento 0,8 1

(*) Valori validi per tutti i motori facenti parte di apparecchi e macchinari funzionanti in modalità on-off, nel caso di utilizzo di inverter occorre considerare un ulteriore

coefficiente di riduzione pari a 0,8.


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Coefficiente di utilizzazione (ku) e di contemporaneità (k

c) per

utenze civili


Tipo di utilizzazione ku Numero kc

Illuminazione 1

2 4 0,8

5 10 0,6

11 20 0,5

> 20 0,4

Elettrodomestici(*) 0,80

2 4 0,8

5 10 0,6

11 20 0,5

> 20 0,4

Macchine da ufficio 0,5

2 4 0,90

5 10 0,70

11 20 0,60

> 20 0,50

Ascensori, impianti di sollevamento 0,8 12 4 0,70

> 5 0,60

(*) Valori validi per tutti gli elettrodomestici funzionanti in modalità on-off, nel caso di

utilizzo di inverter occorre considerare un ulteriore coefficiente di riduzione pari a 0,8.


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Dimensionamento circuiti alimentanti prese a spina


Per il dimensionamento dei circuiti relativi alle prese

a spina destinate ai servizi generali, ovvero , la cui

potenza degli utilizzatori da collegare non è nota in

fase di progetto si prende come riferimento per il

dimensionamento della portata Iz

della linea di

alimentazione e per la corrente nominale In

del

dispositivo di protezione la corrente nominale delle

prese a spina (es. 10 o 16 A). Mentre ai fini della Ib

si

considera un valore forfettario percentuale stimabile

ad esempio sulla base della potenza complessiva

degli utilizzatori fissi (10-15%).


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Sulla base dei valori delle Ib

relative a

ciascun circuito si determina la Ibq

dei

rispettivi quadri e poi da queste le Ibs

dei quadri posti a livello superiore fino

ad arrivare al punto di consegna

dell’energia, sulla base delle seguenti

relazioni:

Ibq

=∑Ib

∙kcq

(A); Ibs

=∑Ibq

∙kcq

(A)

dove: kcq

è il coefficiente di contemporaneità fra

quadri e circuiti diversi; tale valore deve essere

stabilito di volta in volta sulla base delle

caratteristiche delle utenze alimentate da

ciascun quadro o circuito. In mancanza di

informazioni precise è possibile prendere come

riferimento i valori riportati nella tabella che

segue.

Q1

Q1.1 Q1.2 Q1.3

IbIb Ib

Ibs

Ibq Ibq Ibq


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Coefficiente di contemporaneità fra quadri e circuiti diversi (kcq

)

Numero

circuiti/quadri

kcq

Utenze civili Utenze industriali

1 1 1

2 4 0,8 0,9

5 10 0,6 0,8

> 10 0,4 0,7


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44



Potenza specifica installata al m2

relativa agli usi generali (kmq

)

e al condizionamento (kcd

)

Tipo di attività/utilizzatore kmq (VA/m2)

Cartiera 100

Industria tessile 80

Industria elettronica 75

Officina meccanica 60

Falegnameria 50

Ospedali 40

Uffici /Scuole/Alberghi 30

Abitazioni 25

Condizionamento (kcd)

- funzionamento solo estivo (raffrescamento) = 25 (VA/m2);

- funzionamento invernale e estivo (raffrescamento e riscaldamento) = 35 (VA/m2);


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Potenza specifica installata al m2

relativa all’illuminazione (kil)

Ambienti AbitazioniLavorazioni

pesantiUffici/Scuole/Alberghi Lavorazioni fini

Livello tipici di illuminamento E (LUX)

(min/max)50 75 100 200 250 400 500 750

Livello di efficienza lampade Coefficiente kil (VA/m2)

Altissima > 100 lm/W (es. LED) 0,63 0,94 1,25 2,50 3,13 5,00 6,25 9,38

Alta 80 lm/W (es. Fluorescenti tubolari) 1,25 1,88 2,50 5,00 6,25 10,00 12,50 18,75

Media 60 lm/W (es. Bulbo) 1,67 2,50 3,33 6,67 8,33 13,33 16,67 25,00

Bassa 20 lm/W (es. incandescenza) 5,00 7,50 10,00 20,00 25,00 40,00 50,00 75,00


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Cavi elettrici

Composizione strutturale dei cavi


47


Cavi elettrici

Colori distintivi

La normativa prevede di identificare i conduttori con l'uso di determinati colori (CEI 16-4):

• nero: fase 1 (L1);

• marrone: fase 2 (L2);

• grigio: fase 3 (L3);

• blu chiaro: conduttore di neutro (N) e mediano (M), in un cavo multipolare, in assenza di conduttore di

neutro (o mediano) può essere utilizzato anche come conduttore di fase;

• bicolore gialloverde: conduttore di protezione (PE) e conduttore equipotenziale di protezione (PB);

Nei sistemi TN-C per il conduttore di protezione + neutro ( PEN), quando isolato,\ sono ammesse le

seguenti colorazioni: gialloverde per tutta la lunghezza con le marcature aggiuntive in blu alle

terminazioni, oppure blu per tutta la lunghezza con le marcature aggiuntive in giallo-verde alle

terminazioni.

Per i quadri bordo macchina (CEI 44-5 − EN 60204-1), sono previste le seguenti colorazioni:

• nero: circuiti di potenza, in c.a. e c.c.;

• rosso: circuiti di comando, in c.a.;

• blu: circuiti di comando, in c.c.;

• arancio: circuiti di comando di interblocco alimentati da una sorgente di energia esterna.

Sono ammessi altresì le seguenti colorazioni: blu, rosso, arancione, viola, grigio, bianco, rosa, turchese,

inoltre possono essere utilizzati singolarmente anche il giallo e il verde purché non ci sia il rischio di

confusione con i conduttori di protezione.Sistemi elettrici per l’ambiente

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Determinazione della portata di una conduttura (Iz)

Portata della conduttura: Iz = Ip K1 K2 K3 K4 K5 K*= (A)dove:

K1 (tipo di circuito), pari a:

• 1: per i circuiti trifase;

• 1,1: per i circuiti monofase.

K2 (tipo di cavo), pari a:

• 1: per cavi multipolare;

• 1,1: per cavi unipolari.

K3 (tipo di isolante), pari a:

• 1 per conduttori in PVC;

• 1,3 per conduttori in EPR.

K4 (tipo di posa), pari a:

• 1: per posa in parete isolante;

• 1,15: per posa in aria su parete (ad es.: tubo o canale chiuso a vista o incassato),

• 1,33: per posa in aria libera fissato alla parete (ad es.: passerella non forata);

• 1,39: per posa in aria libera distanziata dalla parete (ad es.: passerella forata.

K5 (n. circuiti ravvicinati), pari a:

• 1: per 1 circuito;

• 0,8: per 2 circuiti;




• 0,55: 6-7 circuiti;

• 0,50: 8-10 circuiti.

K* (conduttori in parallelo), pari a:

• 0,95 / 0,90: per 2 / 3 conduttori in parallelo di 150 mm2



S (mm2) (Ip) (A)

1,5 13

2,5 17,5

4 23

6 29

10 39

16 52

25 68

35 83

50 99

70 125

95 150

120 172

150 196

185 223

240 261


49


Caratteristiche dispositivi di protezione contro le

sovracorrenti

Interruttori automatici: (a)

di tipo aperto; (b) in

scatola plastica; (c) a poli

accoppiati (modulari).

Fusibili: a coltello e cilindrici.

Correnti nominali (In) dei dispositivi di protezione contro le sovracorrenti (A):

5 – 10 – 16 – 20 – 25 – 32 – 40 – 63 – 80 – 100 – 125 – 160 – 200 – 250 – 320 – 400 – 500 – 630

– 800 – 1000 – 1250 – 1600 – 2000 – 2500 – 3200 - 4000


50



sovracorrenti

Comportamento di un fusibile durante un cortocircuito


51



sovracorrenti



52



sovracorrenti


Interruzione della corrente in un fusibile limitatore: (a)

valore istantaneo della corrente di cortocircuito

presunta; (b) valore istantaneo della corrente interrotta

limitata; ICR

, valore di cresta della corrente interrotta

limitata; Ip, corrente di picco limitata; t

pa, durata di

prearco; ta, durata di arco; t

f, durata di funzionamento.


53



sovracorrenti

Quadro sinottico

delle applicazioni

tipiche dei fusibili

nelle reti di bassa

tensione

Tipo di

cartuccia

Schema di

principio

Applicazione

gGProtezione di condutture contro il sovraccarico e

il corto circuito

gG

gM

Protezione di sezioni di quadro di distribuzione o

comando motori, per ridurre il valore della

corrente di corto circuito a monte di circuiti di

piccola portata

aM

Protezione di condutture con utilizzatori non

soggetti a sovraccarico (impianti di

illuminazione, carichi resistivi ecc.)

aM

Protezione di conduttore con utilizzatori che non

devono essere protetti contro il sovraccarico

(circuiti di sicurezza, pompe antincendio, ecc.)

aMProtezione serie per avviatori ai fini della

riduzione del valore della corrente di cortocircuito

aM Protezione serie per relè termici

aM: protezione motori (solo cortocircuiti)

gM: protezione generale (sovraccarichi e cortocircuiti) motori

gG: protezione generale (sovraccarichi e cortocircuiti). Sistemi elettrici per l’ambiente

54



sovracorrenti

Caratteristiche

tempo-corrente

fusibili industriali

NH a coltello – Tipo

gG


55



sovracorrenti

Interruttore automatico sezionato, con in evidenza il relè termico

e il relè elettromagnatico


56



sovracorrenti

Principali elementi di un interruttore automatico: a. leva di comando – b. contatto

mobile imperniato sulla leva di comando – c. molle per chiusura ed apertura rapida -

d. leva a falce per l’apertura automatica – e. dente di aggancio – f. lamina bimetallica

(sganciatore termico) [f1. bimetallo, f2. treccia di collegamento, f3. dispositivo di

sgancio] – g. elettromagnete (sganciatore magnetico) – h. cella spegni arco (dejon)


57



sovracorrenti

Caratteristiche

tempo-corrente

interruttori

automatici per uso

domestico e similare

A B C D

t l1 (t ≥1 h) 1,13 × In 1,13 × In 1,13 × In 1,13 × In

l2 (t < 1 h) 1,45 × In 1,45 × In 1,45 × In 1,45 × In

m l4 (t ≥ 0,1 s) 2 × In 3 × In 5 × In 10 × In

l5 (t < 0,1 s) 3 × In 5 × In 10 × In 20 × In

t = sganciatore termico

m = sganciatore elettromagnetico


58


Protezione contro i sovraccarichi

La Norma CEI 64-8 stabilisce che la

protezione contro i sovraccarichi è assicurata

se sono rispettate entrambe le seguenti

relazioni:

Ib ≤ In ≤ Iz + If ≤ 1,45 Iz

Se la conduttura è composta da più tratti

aventi portate diverse, il dispositivo di

protezione deve essere inserito in modo tale

da proteggere il tratto con portata più piccola.


59


Protezione contro i sovraccarichi

Il valore di If (corrente di intervento) rispetto a In (corrente nominale) nei vari dispositivi

di protezione è pari a:

• Interruttori per uso domestico (CEI 23-3): If = 1,45 In -> In Iz -> Iz/In (kn) = 1

• Interruttori per uso industriale (CEI 17-5): If = 1,30 In -> In Iz -> Iz/In (kn) = 1

• Fusibili (In > 63 A): If = 1,60 In -> In 0,91Iz -> Iz/In (kn) = 0,91

• Fusibili (25A < In 63 A): If = 1,75 In -> In 0,83Iz -> Iz/In (kn) = 0,83

• Fusibili (5A < In 25 A): If = 1,90 In -> In 0,76Iz -> Iz/In (kn) = 0,76

• Fusibili (In < 5 A): If = 2,10 In -> In 0,69Iz -> Iz/In (kn) = 0,69

If ≤ 1,45 Iz

Per la scelta della protezione contro i sovraccarichi si adotta la seguente procedura:

a)nota la potenza e le caratteristiche del carico da alimentare si determina la Ibb)si sceglie un dispositivo di protezione tale che: In ≥ Ib;

c)sulla base della In del dispositivo di protezione si determina la portata minima richiesta:

Izmin ≥ In / kn

d)sulla base della Izmin noti il tipo di conduttura e le modalità/condizioni di posa si sceglie

(arrotondando per eccesso) la sezione minima commerciale tale che: Izcom ≥ Izmin.Sistemi elettrici per l’ambiente

60


Protezione contro i cortocircuiti

I dispositivi di protezione contro i cortocircuiti devono:

•avere (salvo il caso di protezione in serie) un potere di interruzione almeno uguale alla corrente di

cortocircuito presunta nel punto di installazione calcolata nelle condizioni peggiori (cortocircuito

trifase);

•intervenire in un tempo massimo compatibile con la sovratemperatura sopportabile dai componenti

da proteggere;

•intervenire con le minime correnti di cortocircuito;

Queste condizioni si verificano per le condutture con la formula sotto riportata, purché la durata del

cortocircuito non superi i 5 s:

I2∙t ≤ K2∙S2

dove:

•(I² t) è l'integrale di Joule per la durata del cortocircuito (in A² ∙ s);

•S è la sezione dei conduttori (in mm²); se il cortocircuito impegna conduttori di diversa sezione, per S si assume la

sezione del conduttore di sezione inferiore;

•K è uguale a:

• 115 per i cavi in rame isolati in PVC;

• 135 per i cavi in rame isolati con gomma naturale e gomma butilica;

• 143 per i cavi in rame isolati con gomma etilenpropilenica e polietilene reticolato (EPR);

• 74 per i cavi in alluminio isolati con PVC;

• 87 per i cavi in alluminio isolati con gomma ordinaria, gomma butilica; gomma etilenpropilenica e polietilene reticolato;

• 115 corrispondente ad una temperatura di 160 °C, per le giunzioni saldate a stagno tra conduttori in rame.


61


Protezione contro i cortocircuiti

Per quanto riportato al par. 435.1 della norma CEI 64-8/4 non è necessario procedere alla verifica

della protezione dai cortocircuiti per quei circuiti protetti da un unico dispositivo (per esempio un

interruttore magnetotermico) avente caratteristiche tali da proteggere gli stessi contro i

sovraccarichi e con un potere di interruzione non inferiore alla massima corrente di cortocircuito

presunta nel punto di installazione.

Esempio grafico energia specifica passante I2

t

In (A) 6 10 16 20 25 32 40 50 63

I2t max (103 A2s) 10 30 70 120 220 450 550 1000 1600

S (mm2) 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70

K K2S2 (103 A2s)

PVC 115 30 83 212 476 1.323 3.386 8.266 16.201 33.063 64.803

EPR 143 46 128 327 736 2.045 5.235 12.781 25.050 51.123 100.200

Valori limite K2S

2relativi ad alcune

tipologie di cavo in uso


62

3) Protezione contro gli infortuni elettrici

Pericolosità della corrente elettrica

Il passaggio della corrente elettrica attraverso il

corpo umano può provocare numerose alterazioni

che debbono essere messe in relazione

essenzialmente alla frequenza, all’ampiezza e alla

durata. Gli effetti principali sono:

a) Percezione.

b) Tetanizzazione.

c) Effetti reversibili lievi (difficoltà di respirazione

e piccoli disturbi cardiaci).

d) Effetti reversibili gravi (blocco della

respirazioni e ustioni di media entità).

e) Effetti irreversibili (arresto cardiaco,

fibrillazione ventricolare e ustioni gravi).


63


Grado di protezione relativo alla penetrazione (codice

IP) norma CEI 70-1

I componenti degli impianti possono essere protetti con:

• ostacoli, contro il contatto involontario;

• barriere, contro i contatti diretti;

• involucri, per assicurare specifici gradi di protezione.

La norma CEI 70-1 descrive un sistema di classificazione dei gradi di

protezione IP relativo agli involucri di macchine, apparecchi e componenti

elettrici.

Essa si occupa degli involucri in relazione a quanto in essi contenuto, con

riferimento a:

• la protezione delle persone contro l'accesso alle parti pericolose interne

all'involucro;

• la protezione dell'apparecchiatura all'interno dell'involucro contro la

penetrazione di corpi solidi estranei;

• la protezione dell'apparecchiatura all'interno dell'involucro contro gli effetti

dannosi provocati dalla penetrazione dell'acqua.


64

3) Protezione contro gli infortuni elettriciGrado di protezione relativo alla penetrazione (codice IP) norma CEI 70-1

La prima cifra prevede sia la prova relativa alla protezione contro l'accesso a parti

pericolose congiuntamente a quella relativa alla penetrazione di corpi solidi estranei. Nell'eventualità che l'involucro per quanto riguarda la prova relativa all'accesso a parti pericolose presenti una

protezione maggiore a quella corrispondente alla prima cifra, è possibile utilizzare le lettere addizionali corrispondenti

riportate nella seguente tabella.

Protezione contro l’accesso a parti pericolose.

1a cifra caratteristica 1 2 3 4-5-6

3a lettera addizionale A B C D

Protezione delle persone al

contatto con

Dorso della mano

Dito

Attrezzo

Filo

Calibro di prova

Sfera Ø 50 mm

Dito di prova Ø12 mm

Filo rigido Ø 2,5 mm

con sfera di fermo

Filo rigido Ø 1mm

con sfera di fermo

Impiego consentito

Luoghi chiusi

(accessibili solo a

persone autorizzate)

Luoghi accessibili

anche a persone non

addestrate

Luoghi dove si usano

piccoli utensili

(cacciaviti)

Luoghi dove si usano

oggetti filiformi


65


Protezione dalla penetrazione di corpi solidi estranei


66


Protezione dalla penetrazione di corpi liquidi


67


Soglie di percezione e di tetanizzazione

Soglia di percezione (in relazione

alla frequenza):

Corrente continua: > 2 mA

Corrente alternata:

- 15 100 Hz: > 0,5 mA

- 100 1000 Hz: 0,5 ≥ 1 mA

- 1 10 kHz: 1 7,5 mA

- 10 100 kHz: 7,5 100 mA

- > 100 kHz: > 100 mA

Soglia di tetanizzazione (in

relazione alla frequenza):

Corrente continua: > 300 mA

Corrente alternata:

- 15 100 Hz: > 10 mA

- 100 1000 Hz: 10 18 mA

- 1 10 kHz: 18 50 mA

- > 10 kHz: valore non definito


68

3) Protezione contro gli infortuni elettriciEffetti della corrente elettrica in corrente alternata a frequenza industriale

(da 15 a 100 Hz), percorso mano sinistra piedi.

Zone Confini Effetti fisiologici

AC-1Sino a 0,5 mA

curva a

Possibile la percezione, ma normalmente nessuna reazione

AC-2

0,5 mA sino

alla curva b

Percezione e contrazioni muscolari involontarie probabili, ma

normalmente nessun effetto fisiologico dannoso dovuto alla

corrente elettrica

AC-3

Oltre la curva b Forti contrazioni involontarie dei muscoli. Difficoltà di

respirazione. Disturbi reversibili delle funzioni cardiache. Può

verificarsi l'immobilizzazione. Gli effetti aumentano con

l'intensità della corrente. Normalmente non sono previsti danni

agli organi

AC-4 1)

Oltre la curva

c1

c1-c2

c2-c3

Oltre la curva

c3

Possono verificarsi effetti patofisiologici, come l'arresto

cardiaco, il blocco respiratorio ed ustioni o altri danni cellulari.

La probabilità di fibrillazione ventricolare aumenta con

l'intensità della corrente e con la durata

AC-4.1 La probabilità di fibrillazione ventricolare aumenta sino

a circa il 5 %.

AC-4.2 La probabilità di fibrillazione ventricolare aumenta sino

a circa il 50 %.

AC-4.3 La probabilità di fibrillazione ventricolare supera il 50 %.

1) Per durate della corrente inferiori a 200 ms, la fibrillazione ventricolare inizia solamente

all'interno del periodo vulnerabile quando vengono superate le soglie corrispondenti. Per

quanto riguarda la fibrillazione ventricolare, questo valore si riferisce agli effetti della

corrente che circola nel percorso mano sinistra-piedi. Per altri percorsi di corrente, deve

essere preso in considerazione il fattore di percorso.

Prendendo in esame il grafico sopra riportato la curva da prendere come riferimento ai fini della sicurezza è la c1 in

quanto delimita la zona AC-3 all’interno della quale “normalmente non sono previsti danni agli organi”.


69


Impedenza del corpo umano

L’impedenza totale del corpo umano Zt è data da:

Zp1+Zp2 (impedenza della pelle) + Zi (impedenza interna)

Impedenza della pelle: per tensioni di contatto fino a 50 V il valore dell’impedenza della pelle varia notevolmente con

l’area di contatto, temperatura umidità, ecc.; mentre per valori di tensione superiori a 100 V tale valore risulta

trascurabile a causa della perforazione della pelle.

Impedenza interna: essenzialmente è una resistenza e il suo valore dipende principalmente dal percorso.

Impedenza totale: per tensioni di contatto fino a 50 V può variare ampiamente per effetto dell’impedenza della pelle

oltre 100 V si può considerare pari al valore dell’impedenza interna (Zi)


70


Impedenza del corpo umano

Valori statistici dell’impedenza totale del corpo umano per esseri viventi, dovuti al

percorso mano-mano o mano piede, per tensioni di contatto fino a 5.000 V.


71


Resistenza del corpo umano a 230V

La normativa CEI individua in 1000 Ω il valore della resistenza interna del corpo umano per il

percorso mano-mano o mano-piede. Mentre per la determinazione della resistenza interna

normalizzata del corpo umano ai fini della sicurezza la stessa normativa prende cautelativamente

come riferimento il percorso 2 mani-2 piedi (es. persona che afferra con entrambe le mani un

apparecchio elettrico ed ha i piedi in contatto con il suolo), quindi tale valore scende da 1000 a 500

Ω (1000/2). Alla resistenza interna del corpo umano va poi aggiunta la resistenza del mezzo di

contatto (es. pavimento, mura, ecc.) valutata in relazione al tipo di condizione ordinaria o particolare,

con valore standard attribuito dalla normativa, rispettivamente di 1000 o 200 Ω. Quindi la resistenza

complessiva normalizzata del corpo umano sarà pari a 1500 Ω (500 + 1000) in condizioni ordinarie e

700 Ω (500 + 200) in condizioni particolari.

Resistenza del

corpo umano con

valore più basso

relativo a:

percorso

2 mani - 2 piedi

equivalente al:

50% della

totale

ovvero a:

Resistenza in

serie al corpo

umano in

condizioni:

1000 ordinarie

200 particolari

1500

700

500

Resistenza

totale


72


Curve di sicurezza tensione-tempo

50 V

25 V

UL (Tensioni limite)

Le curve di sicurezza su cui si basano tutti i

parametri contenuti nella Norma CEI 64-8

relativi alla protezione dai contatti indiretti sono

state elaborate ipotizzando:• Resistenza complessiva del corpo umano in:

• condizioni ordinarie: 1500

• condizioni particolari: 700

• Limiti di sicurezza: curva corrente-tempo, c1 (30

mA)

Quindi le tensioni limite UL da prendere come

riferimento sono:

• 50 V in condizioni ordinarie

• 25 V in condizioni particolari


73


Tensione limite (UL) = 25 V

La tensione limite di 25 V trova applicazione nei seguenti

ambienti:

- locali uso zootecnico, previsti per la custodia del bestiame;

- c.s. per circuiti terminali su prese a spina;

- c.s. per altri circuiti terminali con grado di protezione <

IP4X;

- locali uso medico in generale;

- cantieri edili, in generale.


74


Tensione totale di terra, di contatto e di passo

Tensione totale di terra (UT): valore che si stabilisce tra una

massa in avaria per un cedimento di isolamento interno e un

punto del terreno a potenziale zero. Può essere minore o al

limite uguale alla tensione nominale verso terra. La tensione

totale di terra è definibile solo se il sistema elettrico ha un

punto a terra.

Tensione di contatto (Uc): valore a cui è

soggetto il corpo umano quando tocca una parte

attiva o una massa dove è presente un guasto

d'isolamento. Al limite può essere uguale a UT


75


Tensione totale di terra, di contatto e di passo

Tensione di passo (Up): valore tra due punti qualsiasi del

terreno posti alla distanza di 1 passo, assunto uguale a 1 m.


76


Classi d’Isolamento dei componenti elettrici

Componente di classe

I


II


III

Componente dotato di isolamento

principale e provvisto di un

dispositivo per il collegamento delle

masse a un conduttore di

protezione.

Componente dotato di doppio

isolamento o di isolamento

rinforzato e non provvisto di alcun

dispositivo per il collegamento a un

conduttore di protezione.

Componente ad isolamento ridotto

perché destinato ad essere

alimentato esclusivamente da un

sistema a bassissima tensione di

sicurezza (SELV), e nel quale non

si generano tensioni di valore

superiore a quello di tale sistema.


77


Protezione contro i contatti diretti ed indiretti

• Massa: parte conduttrice, facente parte dell'impianto

elettrico o di un apparecchio utilizzatore, che non è in

tensione in condizioni ordinarie di isolamento, ma che

può andare in tensione in caso di cedimento

dell'isolamento principale, che può essere toccata.

• Massa estranea: parte conduttrice, non facente parte

dell'impianto elettrico, suscettibile di introdurre il

potenziale di terra. In casi particolari si considerano

masse estranee quelle suscettibili di introdurre altri

potenziali.


78



Contatti diretti: quelli verso parte dell'impianto normalmente in tensione

Massa estranea

Contatto diretto

con un conduttore

Contatto diretto

con due conduttori

Contatti indiretti: quelli verso parti dell'impianto che non sono normalmente in

tensione, ma possono esserlo per cedimento dell'isolamento elettrico


79



Protezione dai contatti diretti + Protezione dai contatti indiretti

Protezione combinata: Bassissima Tensione (SELV-PELV-FELV)

Protezione combinata: Limitazione della corrente e/o della carica elettrica

Isolamento delle parti attive

Involucri o barriere

Ostacoli

Distanziamento

Protezione addizionale:

Interruttori differenziali ad alta

sensibilità (Idn 30mA)

Interruzione automatica

dell’alimentazione

Componenti di classe II o con

isolamento equivalente

Luoghi non conduttori

Collegamento equipotenziale non

connesso a terra

Separazione elettrica


80


Sistemi combinati di protezione dai contatti diretti ed indiretti

Protezione combinata: Bassissima Tensione (SELV-PELV-FELV)

SELV e PELV(Safety Extra Low Voltage) -(Protection Extra Low Voltage)

FELV(Functional Extra Low Voltage)

Tensioni di alimentazione: 50V c.a. e 120 V c.c.(non ondulata)

Sorgenti di alimentazione:Trasformatore di sicurezza (CEI 96-2) - Motore-generatore - Sorgente

elettrochimica (batteria) - Dispositivi elettronici (conformi a norme

appropriate, con tensioni ai morsetti inferiori a 50 V c.a. e 120 c.c.,

anche in caso di guasto).

Installazione dei circuiti:Separazione tra i circuiti dei sistemi SELV e PELV e gli altri circuiti:

a) conduttori separati materialmente;

b) conduttori (SELV-PELV) muniti di guaina;

c) conduttori degli altri circuiti con schermo o guaina metallica collegata a terra;

d) conduttori SELV-PELV isolati per la massima tensione presente.

Prese a spina: le prese e le spine dei circuiti SELV-PELV non devono

poter essere intercambiabili nè fra loro nè con quelle di altri sistemi.

Protezione contro i contatti diretti:La protezione dai contatti dirette deve essere fornita da:- barriere o involucri con grado di protezione IPXXD per le superfici

superiori orizzontali a portata di mano, IPXXB in tutti gli altri casi;

- un isolamento corrispondente alla tensione minima richiesta per il circuito

primario (oppure 1500 V per 1 min.).

Protezione contro i contatti indiretti:La protezione dai contatti indirette deve essere assicurata dal

collegamento delle masse dei componenti dei circuiti FELV, al

conduttore di protezione del circuito primario.

E’ inoltre necessario verificare che una misura di protezione

mediante interruzione automatica dell’alimentazione sia applicata

al circuito primario.

Prese a spina:Le prese a spina dei circuiti FELV non devono poter essere

intercambiabili con quelle di altri sistemi

Circuiti SELVLe parti attive e le masse non

devono essere collegate a

terra o a masse estranee. Per

tensioni inferiori a 25 V in c.a.

e 60 V in c.c. (non ondulata)

non è necessaria la protezione

dai contatti diretti, altrimenti è

necessario prevedere un

grado di protezione IPXXB

oppure da un isolamento che

sopporti una tensione di prova

di 500 V per 1 minuto.

Circuiti PELVLa protezione dai contatti diretti deve essere

assicurata da un grado di protezione IPXXB

oppure da un isolamento che sopporti una

tensione di prova di 500 V per 1 minuto.

La protezione dai contatti diretti è assicurata se il

componente elettrico è posto entro la zona di

influenza di un collegamento equipotenziale e se

la tensione non supera:

- 25 V in c.a. oppure 60 V in c.c. (non ondulata)

per ambienti asciutti e non si prevedono contatti

estesi di parti attive con il corpo umano;

- 6 V in c.a. oppure 15 V in c.c. (non ondulata)

in tutti gli altri casi.

Laboratorio di Ingegneria Elettrica 2

81


Protezione dai contatti diretti: isolamento delle parti attive

Finalità

Modalità

Impedire qualsiasi contatto con parti attive.

Parti attive completamente ricoperte con

un isolamento che possa essere rimosso

solo mediante distruzione (non sono

considerati rivestimenti isolanti, se non in

casi particolari, lacche, vernici, ecc.)

Esempio CAVI ELETTRICI


82


Protezione dai contatti diretti: involucri o barriere

Finalità Impedire il contatto con parti attive.

Tutte le parti attive devono

essere protette con involucri o

barriere tali da assicurare un

grado di protezione minimo

IPXXB

(inaccessibilità al dito di prova)

Le superfici superiori orizzontali

delle barriere o degli involucri

che sono a portata di mano

devono avere un grado di

protezione minimo IPXXD

(inaccessibilità al filo di prova)

Modalità

La rimozione di

involucri o barriere

deve essere

possibile solo con

l’uso di una chiave

o di un attrezzo

oppure mediante

sezionamento delle

parti attive

interbloccato con la

portella di accesso

Esempio INVOLUCRO QUADRO


83


Protezione addizionale dai contatti diretti

Finalità

Modalità

• protezione contro gli incendi dovuti a difetti

d’isolamento che diano luogo a piccole correnti verso

terra;

• protezione dai contatti diretti in caso di insuccesso

delle altre misure di protezione;

• riduzione dei tempi di interruzione dell’alimentazione in

caso di protezione dai contatti indiretti in ambienti o

situazioni ove si ipotizza un valore della resistenze del

corpo umano inferiore a quella prevista per gli ambienti

ordinari (es. bagni, piscine, cantieri edili, locali agricoli,

locali ad uso medico, ecc.).

Impiego di interruttori differenziali con corrente

differenziale nominale inferiore o uguale a 30 mA.


84


Protezione addizionale dai contatti diretti

Abitazioni, su prese a spina con In ≤ 20 A

Bagni/docce, sui circuiti, nelle zone 0,1,2 e 3(1)

Bagni/docce, sulle prese a spina, nella zona 3(1)

Piscine, su apparecchi utilizzatori specificatamente previsti per l’impiego al suo interno e che sono previsti per essere fattifunzionare solo quando non vi siano persone all’interno della zona 0.

Piccole piscine, su prese a spina e interruttori , apparecchi di illuminazione e altri dispositivi di comando in zona 1 (purché non a portata di mano (1,25 m) dal limite della zona 0)(1)

Fontane, apparecchi utilizzati nelle zone 0, 1 e 2(1)

Fontane e piscine, su prese a spina, interruttori e altri dispositivi di comando nella zona 2(1)

Saune, su tutti i circuiti, ad esclusione del riscaldatore

Locali ad uso zootecnico, per circuiti terminali su prese a spina con In ≤ 32A

Locali uso medico, di gruppo 1(2) su prese a spina con In ≤ 32 A e su tutti i circuiti dei locali di gruppo 2(2) non alimentati dal sistema IT-M

Cantieri edili, su prese a spina e altri apparecchi utilizzatori mobili con In ≤ 32 A

Luoghi MARCI (Maggior rischio in caso d’incendio), sui circuiti terminali

Luoghi ristretti, su apparecchi fissi di classe II

Fiere, stand, mostre, su prese a spina con In ≤ 32 A e sui circuiti terminali escluso illuminazione di sicurezza.

Aree campeggio per camper e caravan, su presa a spina, protetta individualmente

Apparecchi mobili usati all’esterno alimentati da prese a spina con In ≤ 32 A

Sistemi di riscaldamento a soffitto/pavimento, anche per componenti di classe II

Conduttori piatti per posa sotto tappeto a posa fissa (moquette)

Catene luminose

Impianti di illuminazione di cabine telefoniche, pensiline di fermata per mezzi di trasporto (es. autobus e tram), insegne pubblicitarie, mappe di città e segnaletica stradale

Apparecchi di illuminazione, nei luoghi di esposizione, in alternativa a SELV.

Unità mobili e trasportabili, il circuito di alimentazione e tutte le prese a spina poste fuori dall’unità(1)

(1) In alternativa possono essere alimentati anche da SELV o con separazione elettrica.(2) Locali uso medico:

- Gruppo 0: assenza di parti applicate.- Gruppo 1: presenza di parti applicate esterne o comunque non in zona cardiaca- Gruppo 2: presenza di parti applicate in zona cardiaca


85


Protezione dai contatti indiretti: componenti di classe II o

isolamento equivalente

Finalità Impedire il manifestarsi di una tensione pericolosa

sulle parti accessibili di componenti elettrici a

seguito di un guasto sull’isolamento principale.

Impiego di condutture elettriche costituite da:

cavi con guaina non metallica avente

tensione maggiore di un gradino rispetto a

quella necessaria per il sistema elettrico

servito e che non comprendano un

rivestimento metallico;

cavi unipolari senza guaina (cordicelle)

installati in tubo protettivo o canale isolante

rispondente alle relative norme;

cavi con guaina metallica avente isolamento

idoneo per la tensione nominale del sistema

elettrico servito, tra la parte attiva e la guaina

metallica e tra questa e l’esterno.

Modalità

Gli eventuali

involucri o

canalizzazioni

metalliche

contenenti

esclusivamente

componenti a

doppio

isolamento non

necessitano del

collegamento a

terra.

Impiego di componenti elettrici costruiti

a doppio isolamento e contrassegnati

dal segno grafico:

EsempioINVOLUCRO ISOLANTE

QUADRO


86


Protezione dai contatti indiretti: interruzione

automatica dell’alimentazione sistema TN

Collegamento delle masse e delle masse estranee al conduttore di protezione (PE) +

coordinamento fra il valore dell'impedenza del circuito di protezione e la corrente d'intervento

del dispositivo di interruzione automatica (fusibile, interruttore automatico o interruttore

differenziale).

Metodo di protezione

Per i sistemi TN deve essere rispettata la seguente relazione:

Zs • Ia Uo; dove:

Zs = impedenza anello di guasto;

Ia = corrente d'intervento del dispositivo di protezione;

Uo = tensione verso terra.

essendo: Zs • Ig= Uo; dove:

IG= corrente di guasto verso terra

deve essere quindi rispettata la seguente relazione: Ig Ia

Relazioni da verificare

Tempi di intervento

Tempo di intervento massimo del dispositivo di protezione:

[0,4 o 0,2 s (rispettivamente per ambienti ordinari o particolari)per Uo = 230 V] Circuiti

terminali che alimentano prese a spina, apparecchi mobili, portatili o trasportabili di classe I.

[5 s] Circuiti di distribuzione e circuiti terminali che alimentano solo componenti elettrici fissi

a condizione che se altri circuiti terminali che richiedono un tempo di interruzione ridotto (0,4

o 0,2 s per Uo =230 V) sono collegati al quadro di distribuzione o al circuito di distribuzione

che alimenta quel circuito terminale, sia soddisfatta una delle seguenti condizioni:

l'impedenza del conduttore di protezione tra il quadro di distribuzione ed il punto nel

quale il conduttore di protezione è connesso al collegamento equipotenziale principale

non sia superiore a (50 o 25) • Zs/Uo ();

esista un collegamento equipotenziale supplementare che colleghi al quadro di

distribuzione localmente gli stessi tipi di masse estranee indicati per il collegamento

equipotenziale principale, e soddisfi le prescrizioni riguardanti il collegamento

equipotenziale principale.Sistemi elettrici per l’ambiente

87



automatica dell’alimentazione sistema TT

Realizzazione di un impianto di terra locale (con dispersori) e collegamento delle masse e

masse estranee a tali dispersori + coordinamento fra il valore della resistenza di terra e la

corrente d'intervento del dispositivo di interruzione automatica (fusibile, interruttore automatico

o interruttore differenziale).


Per i sistemi TT deve essere rispettata la seguente relazione:

Ra • Ia (50 o 25 V) rispettivamente per ambienti ordinari o particolari; dove:

Ra = resistenza anello di guasto;

Ia = corrente d'intervento dispositivo d'interruzione.

Relazioni da verificare

Tempi di intervento

Tempo di intervento del dispositivo di protezione:

per gli interruttori automatici la "Ia" deve determinare un intervento istantaneo se il

dispositivo è dotato di sganciatori istantanei (magnetici o differenziali) , oppure entro 5 s se

dotato di sganciatori a tempo inverso (termici);

nei circuiti di distribuzione è ammesso l'uso di interruttori differenziali di tipo "S" con tempo

di ritardo massimo di 1s.

Esempio di

protezione

contro contatti

indiretti, in

sistema TT,

con

interruttore

automatico.

Esempio di

protezione

contro contatti

indiretti, in

sistema TT,

con

interruttore

differenziale.Sistemi elettrici per l’ambiente

88



automatica dell’alimentazione sistema IT

Parti attive isolate da terra mediante trasformatore con il circuito secondario non collegato a

terra, collegamento a una terra locale delle masse + dispositivo di controllo d'isolamento per

segnalare il primo guasto a terra + coordinamento fra il valore della resistenza di terra e la

corrente d'intervento del dispositivo di interruzione automatica (fusibili, interruttori automatici)

per eliminare il secondo guasto a terra.


Primo guasto:

Ra • Id (50 o 25 V) rispettivamente per ambienti ordinari o particolari; dove:

Ra = resistenza del/i dispersore/i di terra;

Id = corrente di 1° guasto.

Primo Guasto

Secondo GuastoSecondo guasto: per Un = 230/400 V, il dispositivo deve intervenire entro 0,8 s (0,4 s per

ambienti particolari) se il neutro è distribuito ed entro 0,4 s (0,2 s per ambienti particolari) se il

neutro non è distribuito.


89


Interruttori differenziali

L’interruttore differenziale viene utilizzato per assicurare un’efficace

protezione dai contatti indiretti e anche per la protezione addizionale

dai contatti diretti (quando prescritto, utilizzando il tipo con In30 mA).

Il dispositivo alla base del suo funzionamento è costituito da un

trasformatore toroidale su cui vengono avvolti tutti i conduttori di linea.

Se non ci sono dispersioni verso terra la somma delle correnti della

linea (fasi + eventuale neutro) è pari a zero pertanto anche il flusso

magnetico risultante nel toroide sarà zero. Nel caso di dispersione

verso terra la somma delle correnti di linea sarà diversa da zero e

quindi genererà un flusso magnetico tale da indurre in un secondo

avvolgimento (posto sempre sullo stesso toroide) una certa f.e.m.; se

essa risulterà superiore ad un valore prestabilito, attiverà lo sgancio

dei contatti elettrici del differenziale stesso, disattivando così il circuito

elettrico protetto.


90


Principio di funzionamento di un interruttore differenziale


91


Costruzione e funzionamento di un interruttore differenziale

Esempio di interruttore magnetotermico differenziale modulare bipolare e tetrapolare1) Leva di azionamento

2) Leva di riarmo e segnalazione intervento differenziale

3) Tasto di prova

A/E) Morsetti

B) Contatti principali

C) Sganciatori di sovracorrente

D) Trasformatore toroidale

F) Pulsante di prova

G) Resistenza di zavorra

H) Dispositivo di sgancio


92


Protezione dai contatti indiretti + protezione addizionale

dai contatti diretti (se Idn

≤ 30 mA)


93


Protezione dai contatti indiretti + protezione addizionale

dai contatti diretti (se Idn

≤ 30 mA)

ATTENZIONE: in questi casi la protezione

differenziale non funziona!


94


Protezione dai contatti indiretti sistemi di categoria II

Impianti interessati: impianti di

produzione, trasmissione e distribuzione

di energia elettrica.

Metodo di protezione:

• realizzazione di impianto di terra (salvo casi

particolari) unico a cui collegare le masse, le

masse estranee e particolari punti dei

sistemi elettrici (per esempio il punto di

neutro del secondario dei trasformatori

MT/bt);

• coordinamento fra il valore della resistenza

di terra, la corrente di guasto verso terra ed

il relativo tempo di eliminazione. In

particolare occorre verificare che in nessun

punto sia all'interno che all'esterno

dell'officina elettrica o dell'impianto

utilizzatore si manifestino tensioni di passo

(US) e di contatto (UT), in relazione al loro

tempo massimo di permanenza, v. grafico a

lato.


95


Protezione dai contatti indiretti sistemi di categoria II

Condizioni (alternative fra loro) per il rispetto delle tensioni di contatto ammissibili (UTP):

• impianto considerato facente parte di un impianto di terra globale;.

• valore della tensione totale di terra (UE), determinato con misure o calcoli, non

superiore al doppio del valore della tensione di contatto ammissibile (UTP):

UE≤2UTP

• adozione dei provvedimenti specificatamente riconosciuti M (zona adiacente ai dispersori: isolata,

recintata o resa equipotenziale a livello del suolo) in accordo con il valore della tensione totale di

terra (UE) e della sua durata.

Se nessuna delle condizioni di cui sopra risulta soddisfatta occorre verificare tramite misure direttamente in sito che le

tensione di passo (US) e di contatto (UT) risultino inferiori alla UTP. In alternativa è anche possibile far riferimento ad un

progetto tipo che abbia dimostrato di soddisfare completamente alle prescrizioni relative alla limitazione delle tensioni di

passo (US) e di contatto (UT).

Tensione totale di terra UE: UE=RE∙IEdove: RE = resistenza di terra - IE = corrente di ritorno verso terra, pari a IC r

dove: IC = corrente di guasto verso terra (dato ENEL) - r = coefficiente di riduzione:

• linea area senza funi di guardia: 1 - linea in cavo isolato in carta: Cu 95 mm2 - guaina in piombo 1,2 mm: 0,2 0,6; Al

95 mm2 - guaina in alluminio 1,2 mm: 0,2 0,3; linea unipolare in XLPE Cu 95 mm2 guaina in rame 16 mm2: 0,5 0,6


96


Esempio di collegamenti in un impianto di terra: DA, dispersore (artificiale); DN, dispersore (naturale);

CT, conduttore di terra; MT, collettore di terra; PE, conduttore di protezione; EQP, conduttori

equipotenziali: principali; EQS, conduttori equipotenziali: supplementari (in locale da bagno); A-B,

masse; 2, 3, 4, 5, 6, masse estranee.


97


Finalità degli impianti di terra


98


Criteri di dimensionamento

Gli impianti di I categoria, detti anche impianti in bassa tensione sono

classificati, come è noto, in sistemi TT, TN ed IT. I criteri di

dimensionamento strutturale dei rispettivi impianti di terra sono per molti

aspetti simili, il fattore che costituisce l'elemento più importante di

differenziazione, derivato dall'applicazione delle singole prescrizione in

merito alla protezione dai contatti indiretti, è il valore massimo

ammissibile della resistenza di terra (dispersore).

In relazione al tipo di sistema utilizzato i valori massimi ammissibili della

resistenza di terra, possono variare anche di diversi ordini di grandezza,

pertanto il tipo e l'estensione dei dispersori (dal singolo picchetto al

sistema a maglie con picchetti verticali nei punti d'incrocio) dovrà

essere sempre determinato sulla base del tipo di sistema in uso.


99



Sistemi TT: valori dell'ordine dei decimi di ohm utilizzando come

dispositivo di protezione un interruttore automatico o dei fusibili, oppure

valori dell'ordine delle decine se non addirittura delle centinaia di ohm

utilizzando un interruttore differenziale.


100



Sistemi TN: in questo caso, ai fini della protezione dai contatti indiretti,

per guasti in bassa tensione, il valore della resistenza di terra non viene

preso in esame in quanto il dispersore di terra, non è interessato alla

corrente di guasto in bassa tensione


101



Sistemi IT: in questa caso è richiesto che il prodotto della corrente di 1º

guasto a terra Id con la resistenza di terra locale RB risulti inferiore a 50 o

25 (ambienti ordinari o particolari): Id • RB ≤ 50 o 25.

Pertanto RB ≤ 50/Id o 25/Id quindi possono risultare accettabili anche valori

superiori a qualche decina di migliaia di ohm.


102



Conduttori di protezione (sezioni minime):Sezione dei conduttori di fase dell'impianto Sp (mm²) Sezione minima del corrispondente conduttore di protezione Sp (mm²)

S ≤ 16

16 < S ≤ 35

S > 35

Sp = S

16

Sp = S/2

Conduttore di protezione non facente parte della conduttura

dei conduttori di fase

Sp = 2,5 (con protezione meccanica)

Sp = 4 (senza protezione meccanica)

Conduttori di terra (sezioni minime):

Protetti meccanicamente Non protetti meccanicamente

Protetti contro la corrosione Come conduttore di protezione16 mm² rame

16 mm² ferro zincato (*)

Non protetti contro la corrosione25 mm² rame


25 mm² rame


(*) Zincatura secondo la norma CEI 7-6 oppure con rivestimento equivalente.

Conduttori equipotenziali:Sezioni: ≥ 1 / 2 conduttore principale dell'impianto.

Sezione min: 6 mm² - Sezione max: 25 mm² (se di rame).


103


Tipi di dispersori

A picchetti

Ad anelloA maglieSistemi elettrici per l’ambiente

104


Dimensioni minime prescritte per i componenti dei

dispersori

1 2 3 4 5

Tipo di elettrodo Dimensioni

Acciaio zincato

a caldo (norma

CEI 7-6) (1)

Acciaio rivestito

di rame Rame

Per posa

nel terreno

Piastra Spessore (mm) 3 (4)

3

Nastro Spessore 3

(4)

3

Sezione (mm²) 100 50

Tondino o

conduttore

massiccio

Sezione (mm²) 50 (4)

35

Conduttore Ø ciascun filo (mm)

1,8

(4)

1,8

cordato Sezione corda (mm²) 50 35

Per infissione Picchetto a tubo

Ø esterno (mm) 40

(4)

30

nel terreno

Spessore (mm) 2 3

Picchetto

massiccio Ø (mm) 20

(²)

15

(³)

15

Picchetto in Spessore (mm) 5

(4)

5

profilato Dimensione trasversale

(mm) 50 50

(1) Anche acciaio senza rivestimento protettivo, purché con spessore aumentato del 50% (sezione minima 100 mm²). (2) Rivestimento per deposito elettrolitico: 100 μm. (3) Rivestimento per trafilatura: spessore 500 μm. (4) Tipo e dimensioni non considerati nella norma.


105


Resistenza di un picchetto

Dimensioni Resistività del terreno (Ω ∙ m)

L (m) Ø

(mm) 30 40 50 65 80 100 150 200 250 300

Resistenza di terra in Ω

1,50

10 18,6 24,9 31,2 40,4 49,7 62,2 93,2 124 155 186

12 18,1 24,1 30,1 39,1 48,2 60,2 90,3 120 151 181

18 16,8 22,4 28 36,4 44,7 55,9 83,9 112 140 168

3

10 10,5 14 17,5 22,7 28 35 52,5 70 87,5 105

12 10,2 13,6 17 22,1 27,2 34 51 68 85 102

18 9,6 12,7 15,9 20,7 25,5 31,9 47,8 63,7 79,7 95,6

6

10 5,8 7,8 9,7 12,6 15,6 19,4 29,1 38,8 48,5 58,2

12 5,7 7,6 9,5 12,3 15,1 18,9 28,4 37,9 47,3 56,8

18 5,4 7,1 8,9 11,6 14,3 17,9 26,8 35,7 44,6 53,6

10

10 3,7 5 6,2 8,1 10 12,5 18,7 25 31,2 37,5

12 3,7 4,9 6,1 7,9 9,8 12,2 18,3 24,4 30,5 36,6

18 3,5 4,6 5,8 7,5 9,2 11,6 17,3 23,1 28,9 34,7

12

10 3,2 4,3 5,3 6,9 8,5 10,7 16 21,3 26,6 32

12 3,1 4,2 5,3 6,8 8,3 10,4 15,6 20,8 26 31,2

18 3 3,9 4,9 6,4 7,9 9,9 14,8 19,7 24,7 29,6

18

10 2,2 3 3,7 4,9 6 7,5 11,2 14,9 18,7 22,4

12 2,2 2,9 3,7 4,7 5,8 7,3 11 14,6 18,3 21,9

18 2,1 2,8 3,5 4,5 5,6 6,9 10,4 13,9 17,4 20,8

20

10 2 2,7 3,4 4,4 5,4 6,8 10,2 13,6 17 20,4

12 2 2,7 3,3 4,3 5,3 6,7 10 13,3 16,7 20

18 1,9 2,5 3,2 4,1 5,1 6,3 9,5 12,7 15,8 19

Nota: i valori indicati valgono con buona approssimazione per ogni tipo di picchetto di pari lunghezza (profilati, tubi ecc.).


106


Resistenza dei dispersori più comuni

Forma Valore Ω

Picchetto verticale

Piastra di raggio r

Piastra di superficie A

Filo

Rete magliata

Note:

• R = resistenza di terra in Ω.

• r = raggio della piastra.

• r1 = raggio del cerchio di area equivalente alla rete magliata.

• ρ = resistività del terreno in Ω ∙ m (v.tab.3.21).

• L = lunghezza del dispersore in m.

• Lt = lunghezza totale dei conduttori della rete.

• l = lunghezza del filo.


107


Resistività media di diversi tipi di terreno

Natura del terreno Resistività in Ω ∙ m

Terreni di alluvione argille leggere 5 (10 ÷ 2)

Argille normali (terreni con rifiuti, scorie, ceneri, zone salmastre) 10 (20 ÷ 5)

Marne (terreni con terriccio argilloso con poca sabbia leggera, senza pietre e ghiaccio) 20 (35 ÷ 10)

Crete calcari porose (terreni argillosi, con terriccio e sabbia, terreni vegetali umidi) 50 (100 ÷ 35)

Gres porosi, scisti argillosi (terreni argillosi misti a sabbia, ghiaia o pietre) 100 (350 ÷ 35)

Calcari compatti, calcari cristallini, marmi (terreni con ghiaia, sabbia, pietre e poca argilla o terra) 350 (1000 ÷ 100)

Ardesie argillose, scisti venati, sabbie fini, sabbia e ciottoli asciutti 1000 (3500 ÷ 350)

Graniti, rocce vulcaniche, gneis ardesie non venate 2000 (1010 ÷ 1000)


108


Caratteristiche costruttive


109

4) Impianto di messa a terraProtezione dalla corrosione

I metalli in genere (esclusi quelli nobili) in presenza di umidità subiscono corrosioni più o meno intense. Ogni metallo assume

un potenziale elettrico proprio (potenziale elettrochimico).

Due metalli diversi a contatto fra di loro (per es.: rame e zinco), danno luogo ad una coppia galvanica ove il metallo allo

stato più nobile (più elettronegativo) assume lo stato di catodo, il metallo allo stato meno nobile (meno elettronegativo) si

comporta da anodo, ed è soggetto a corrosione.

Si ha rischio di corrosione oltre che per cause elettrochimiche anche, ma più raramente, per cause chimiche o fisiche.

Sono cause di corrosione:

- coppie galvaniche fra metalli diversi;

- correnti vaganti prodotte da impianti di trazione in corrente continua, o impianti di protezione catodica;

- reazioni chimiche dovute a batteri nel terreno di posa;

- disomogeneità dell’ambiente di posa come per esempio una diversa ossigenazione delle zone argillose rispetto a quelle

sabbiose, che può dar luogo ad una coppia galvanica tra parti di uno stesso elemento metallico. Indipendentemente dalla

causa e dalla complessità delle reazioni chimiche in gioco il fenomeno è riducibile alla figura sotto riportata. Il danno prodotto

dalla corrosione (riduzione dello spessore del metallo o alterazione delle sue caratteristiche), è da ritenere consistente e

quindi fonte di pericolo quando la superficie anodica sia molto inferiore a quella catodica, in particolare quando il rapporto

superficie anodica/superficie catodica sia inferiore a un centesimo.


110

4) Impianto di messa a terraProtezione dalla corrosione

Scelta dei materialiImpiegare preferibilmente materiali omogenei ed in particolare vicini nella scala di nobiltà.

[Stagno] - [Rame-ottone-bronzo-acciaio nel calcestruzzo] - [Acciaio dolce] - [Piombo] - [Alluminio] - [Zinco]

GiunzioniLa limitazione dei rischi di corrosione localizzata sulle superfici di contatto delle giunzioni, si ottiene con la

combinazione dei due seguenti interventi.

1º) Evitare il contatto con l’ambiente umido proteggendo la giunzione con nastri vulcanizzanti, vernici bituminose ecc.

2º) Limitare le coppie elettrochimiche utilizzando:

a) materiali omogenei per morsetti quando si collegano conduttori dello stesso metallo;

b) materiali con potenziali elettrochimici intermedi fra i due tipi di conduttori quando invece si debbano collegare

conduttori di metalli diversi.

a) b)


111

5) Verifica della caduta di tensione massima

Limiti caduta di tensioneLa caduta di tensione massima non deve essere superiore al 4% (dal punto di consegna all’utilizzatore)

S (mm2) R (m/m)X1 (monofase)

(m/m)X3 (trifase) (m/m)

1,5 14,8 0,168 0,118

2,5 8,91 0,155 0,109

4 5,57 0,143 0,101

6 3,71 0,135 0,0955

10 2,24 0,119 0,0861

16 1,41 0,112 0,0817

25 0,889 0,106 0,0813

35 0,641 0,101 0,0783

50 0,473 0,101 0,0779

70 0,328 0,0965 0,0751

95 0,236 0,0975 0,0762

120 0,188 0,0939 0,0740

150(*) 0,153 0,0928 0,0745

185(*) 0,123 0,0908 0,0742

240(*) 0,094 0,0902 0,0752

V = K (R cos + X sen) Ib L/1000 = (V)

V%= (V 100) / Un = (%)

dove:

K è pari a 2 per i circuiti monofase e in c.c. e 1,73 per i

circuiti trifase.

X è pari a X1 e X3 rispettivamente per i circuiti monofase e

trifase

cos e sen sono relativi alla corrente “Ib” che scorre lungo

la linea

Ib è la corrente che scorre lungo la linea (A)

L è la lunghezza della linea (m).

Un è la tensione nominale del sistema di alimentazione.


Apparecchiature di protezione dai contatti indiretti e...

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