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LA SICUREZZA ELETTRICA
IN BASSA TENSIONE
Misure
di protezione contro i contatti diretti (2)
6.3
Protezione parziale
Le misure di protezione
parziale si ottengono mediante ostacoli e mediante allontanamento.
Hanno il compito di proteggere dai contatti accidentali e di
realizzare l’allontanamento di parti a tensione diversa
simultaneamente accessibili (Le norme CEI 64/8 considerano parti
simultaneamente accessibili quelle che si trovano a distanza
inferiore a 2,5 m sia in verticale che in orizzontale e che
quindi non possono convenzionalmente essere toccate contemporaneamente
da una persona) 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.
6.4
Classificazione dei componenti e degli apparecchi elettrici
In relazione al sistema
di protezione adottato contro i contatti indiretti i componenti
elettrici si suddividono nelle seguenti Classi :
·
Componenti di Classe 0 - sono dotati soltanto
di isolamento principale e l’involucro metallico è sprovvisto
di morsetto per il collegamento di messa a terra. Devono essere
allacciati solo a sistemi di Categoria 0 o a sistemi di categoria
I isolati da terra (separazione elettrica) o installati in locali
isolanti e non possono essere installati negli impianti
per edifici civili o similari;
·
Componenti di classe I - sono provvisti
di isolamento principale e gli involucri sono muniti di morsetto
per la messa a terra. Sono utilizzabili in tutti i sistemi (TN,TT,IT)
di categoria 0 e I ;
·
Componenti di Classe II - sono provvisti
di isolamento supplementare e sono privi di morsetto di messa
a terra. La messa a terra non è necessaria (potrebbe addirittura
essere controproducente per la sicurezza) in quanto gli eventuali
involucri metallici esterni sono separati dalle parti attive
interne da un isolamento doppio o rinforzato. Vengono impiegati,
solo nei sistemi elettrici di I categoria, in alternativa
a quelli di classe I quando non sia possibile attuare il collegamento
a terra delle masse o quando si ritenga poco sicuro tale collegamento;
·
Componenti di classe III - le parti in
tensione possono essere scoperte poiché la protezione contro
i contatti indiretti è assicurata dal tipo di alimentazione
a bassissima tensione di sicurezza. Non sono dotati di morsetto
per la messa a terra.
In relazione al
loro grado di mobilità gli apparecchi si classificano in :
·
Apparecchio fisso - apparecchio ancorato
o fissato ad un supporto o comunque fissato, anche in altro
modo, in un posto preciso, oppure apparecchio che non
può essere facilmente spostato;
·
Apparecchio trasportabile - apparecchio
che, pur potendo essere spostato con facilità, non viene normalmente
spostato durante il suo funzionamento ordinario ;
·
Apparecchio mobile - apparecchio trasportabile
che deve essere spostato manualmente da chi lo utilizza
mentre è collegato al circuito di alimentazione ;
·
Apparecchio portatile - apparecchio mobile
destinato ad essere sorretto dalla mano di chi lo utilizza durante
il suo impiego normale, nel quale il motore, se esiste, è parte
integrante.
6.5
Protezioni passive
Metodi per rendere
impossibile il manifestarsi di tensioni di contatto pericolose:
·
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) ;
·
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) ;
·
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 resistenza verso terra di 50000W
per tensioni fino a 500V e 100000W
per tensioni superiori 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. Gli
ingressi devono essere costruiti in modo tale che l’accesso
ai locali delle perone 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 due metri se a portata di
mano e di 1,25 metri se non a portata di mano ;
·
Locali resi equipotenziali e non connessi
a terra.
6.6
Protezioni attive
Le misure di protezione
indicate nel paragrafo precedente sono finalizzate ad evitare
il contatto diretto. Può tuttavia avvenire un contatto diretto
a causa del cedimento della protezione passiva o più semplicemente
per imprudenza da parte dell’utente. Per proteggere le persona
da tale eventualità può essere impiegato, come metodo addizionale,
il sistema di interruzione automatica che non esime, però, dall’applicazione
delle misure di protezione fin qui descritte. Non essendo la
corrente che attraversa il corpo umano in grado di far
intervenire i dispositivi di massima corrente, l’unico dispositivo
in grado di aprire il circuito in casi del genere è l’interruttore
ad alta sensibilità (Idn non superiore a 30 mA).
6.7
L’interruttore differenziale come protezione addizionale
contro i contatti diretti
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 corrente ma solamente il tempo in
cui questa corrente permane e la sicurezza della persona è assicurata
solo se, per ogni valore di corrente, il circuito viene aperto
in un tempo compatibile con la protezione del corpo umano. 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. Occorre però sottolineare che nei contatti indiretti
si ha un vantaggio : 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.
Oltre ai limiti fin’ ora descritti la protezione differenziale
contro i contatti diretti presenta le seguenti limitazioni (l’argomento
verrà ripreso in un successivo capitolo):
·
Contatto fra due parti attive del sistema
- se la persona è isolata da terra il dispositivo differenziale
sicuramente non interviene mentre se la persona non è isolata
da terra il differenziale può anche intervenire. Se il contatto
non è simultaneo, ma prima viene toccata la fase, il dispositivo
può intervenire se la corrente verso terra è maggiore di Idn
e se il tempo di contatto sulla sola fase permane per il tempo
minimo di non funzionamento del dispositivo. Un caso particolare
si ha quando il neutro presenta un guasto a terra a valle dell’interruttore
differenziale. Se il neutro è a potenziale prossimo a zero
il guasto può permanere per un tempo non definito. Il contatto
simultaneo da parte di una persona di una fase e della massa
è riconducibile ad un guasto bipolare e il dispositivo differenziale
non interviene. Il sistema di distribuzione potrebbe non essere
perfettamente equilibrato ed il neutro potrebbe assumere un
potenziale diverso da zero dovuto alla corrente di squilibrio
che lo percorre. L’interruttore differenziale potrebbe intervenire,
dipendendo questo dal valore del potenziale assunto dal conduttore
di neutro e dal valore della resistenza di terra delle
masse. E’ sufficiente una differenza di potenziale di 3V e una
resistenza di terra di 100 W
per far fluire verso terra la corrente di 30mA che è in grado
di far intervenire l’interruttore differenziale ad alta sensibilità
da 30mA (potrebbe essere un buon motivo per abbassare il noto
valore della RT di 1666 W
da associare all’interruttore differenziale da 30mA).
·
Correnti di dispersione - la presenza di
correnti di dispersione può diminuire la protezione offerta
dall’interruttore differenziale. Come esempio consideriamo
un sistema trifase in cui la risultante della somma delle correnti
di dispersione su due fasi potrebbe non far intervenire l’interruttore
differenziale. Siano la corrente Id1 e la corrente
Id2 uguali a 20mA. La somma vettoriale risulta
ancora uguale a 20mA senza che l’interruttore differenziale
riesca ad intervenire. Il contatto con la terza fase di una
persona che derivi una corrente di 30mA non provoca l’intervento
del dispositivo. L’interruttore differenziale, infatti, rileva
solo la risultante di 10 mA e quindi non apre il circuito.
·
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 verso terra. In commercio esistono
tre tipi di interruttori differenziali denominati AC, A, B differenziale
(per una descrizione più dettagliata si rimanda al fascicolo
‘Dispositivi di manovra e protezione’ ).
6.8
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 corrente alternata o a 3mA in corrente
continua. Le parti metalliche che non devono essere toccate
durante il servizio ordinario devono presentare una tensione
di contatto che non deve dar origine, attraverso il corpo della
persona, a correnti non superiori a 3,5 mA in corrente alternata
e a 10 mA in corrente continua.
6.9
Protezione per limitazione della carica
elettrica
I condensatori devono
essere protetti contro il contatto diretto quando viene superato
un determinato valore di capacità per evitare che un’eventuale
corrente di scarica, anche se impulsiva, possa provocare effetti
pericolosi sulle persone. Per le parti che devono essere toccate
il limite di carica elettrica stabilito dalle Norme è
di 0,5mC mentre
per le altre parti è di 50mC.
I valori massimi di capacità in rapporto al valore efficace
della tensione di carica del condensatore sono :
0,16mF a 230 V,
0,09 a 400V, 0,07mF
a 500V, 0,03 mF
a 1000V. Al di fuori di questi valori è necessario dotare i
condensatori di una resistenza di scarica in parallelo che riduca
in meno di 5s la tensione ai loro capi ad un avlore inferiore
a 60V c.c. oppure devono essere protetti contro il contatto
accidentale con un grado di protezione minimo di IP2X.
continua...
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