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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

http://www.electroyou.it/image.php?id=917


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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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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.


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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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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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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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 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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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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1.B la barriera invece è un elemento

che impedisce

il contatto diretto

nella direzione abituale di accesso.

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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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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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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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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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Gradi di protezione contro i corpi estranei

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Gradi di protezione contro i corpi estranei

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Gradi di protezione contro i liquidi

44


Gradi di protezione contro i liquidi

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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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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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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 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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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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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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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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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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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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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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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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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 (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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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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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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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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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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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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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)Misure di Protezione passiva


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. >>>

72

A causa di un guasto tra gli avvolgimenti del trasformatore

sulla massa si stabilisce una tensione verso terra di 230 V


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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


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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.


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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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– 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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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

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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


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.

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– doppio isolamento

Il doppio isolamento è ottenuto aggiungendo all’isolamento principale

o fondamentale (il normale isolamento delle parti attive)

un secondo isolamento chiamato supplementare.

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– 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.

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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

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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 .

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Un apparecchio

può essere considerato

di classe II

quando è dotato

di doppio isolamento,

principale e supplementare

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Un apparecchio

è considerato di classe II

anche quando presenta

un isolamento

rinforzato

meccanicamente ed

elettricamente

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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.

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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

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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


Classe I:

apparecchio dotato di isolamento principale e provvisto del morsetto


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


90



– 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




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




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




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


95



– 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


97



– 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



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


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


104


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



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



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



108



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



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



– 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



– 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



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


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



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.

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116



117


Protezioni attive: funzionamento dell’interruttore differenziale

118


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



- 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



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



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125



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



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



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




- 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




- 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



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.

132

coordinamento fra interruttore differenziale puro e

dispositivi di protezione contro il sovraccarico

134



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



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



137



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


Protezioni attive: interruttore differenziale

139


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


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


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


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



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



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



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.

146


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.

147



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;

148



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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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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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

155


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.

156


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

157


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.

158


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).

159


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) ;

·

160


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. >>

161


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 ;

165

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.

166

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

168

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.

169

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)

172

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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