LA SICUREZZA ELETTRICA IN BASSA TENSIONE 

Protezione dai contatti indiretti senza interruzione automatica (3)

Fig. 8.6 - Circuito PELV. Nel caso di guasto in un punto qualsiasi del sistema elettrico che alimenta il trasformatore di sicurezza, la persona è soggetta al massimo alla tensione  U₂+U_T.

Le principali caratteristiche e  prescrizioni  di questo sistema sono :

·       Alimentazione - un trasformatore di sicurezza conforme alle Norme CEI 96-2, un motore generatore con gli avvolgimenti isolati come indicato dalle Norme CEI 16-6, una batteria un gruppo di continuità statico ad inverter, un dispositivo elettronico, rispondente a Norme appropriate, tale che la tensione ai morsetti non superi i limiti della bassissima tensione (neanche in caso di guasto interno) ecc.. Dispositivi che forniscono tensioni superiori ai morsetti d’uscita sono ammessi purché la tensione misurata con un voltmetro con resistenza interna di 3000 W  (ad esempio apparecchio per la misura dell’isolamento) si riduca nel tempo previsto dalla tabella 8.1. Da queste apparecchiature viene garantita la separazione tra i sistemi per mezzo di un doppio isolamento oppure, nei trasformatori ad installazione fissa tramite uno schermo metallico connesso a terra. Questo tipo di collegamento non è ammesso nei trasformatori trasportabili in quanto si ritiene non possa essere garantito un efficiente collegamento a terra ( stesse caratteristiche del sistema SELV);

·       Parti attive - è ammesso collegare a terra le parti attive del circuito ;

·       Masse -  è ammesso collegare le masse a terra ;

·       Prese a spina - possono avere un contatto per il collegamento del conduttore di protezione. Non devono consentire l’accoppiamento con prese e spine di altri sistemi neppure SELV e FELV;

·       Protezione contro i contatti diretti - se la tensione nominale del circuito non è superiore a 25V in c.a. e a 60V in c.c. non è necessaria, per contatti con parti nude di piccole dimensioni, alcuna protezione ma solo se il componente è ubicato nell’interno di un edificio dove sia stato realizzato il collegamento equipotenziale principale e a condizione che  i componenti elettrici non  si trovino in ambienti critici come locali da bagno, piscine, luoghi conduttori ristretti ecc.  Se invece l’ambiente è critico non sono necessarie protezioni se la tensione non è superiore a 6 V in c.a. o minore a 15 V in c.c. non ondulata. Se la tensione supera tali valori le parti attive, comprese quelle degli utilizzatori, devono essere protette contro il contatto diretto mediante involucri e barriere aventi un grado di protezione non inferiore a IPXXB  oppure con un isolamento in grado di sopportare per un minuto una tensione di 500V in c.a. ;

Fig. 8.7- La protezione è assicurata per contatti diretti su piccole superfici solo in ambienti asciutti nell’interno di un edificio con collegamento equipotenziale principale.

·        Separazione di protezione rispetto agli altri sistemi - si ottiene con un isolamento doppio o rinforzato oppure con uno schermo metallico collegato a terra. Qualora la bassissima tensione di sicurezza  coesista  con altri sistemi elettrici, nell’impianto o nello stesso apparecchio utilizzatore (relè, condutture, contattori ecc..), occorre garantire una separazione di protezione su ogni punto del circuito a bassissima tensione di sicurezza, rispetto agli altri circuiti,  almeno pari a quello previsto fra il primario e il secondario di un trasformatore di sicurezza. Questo si può ottenere: separando materialmente i conduttori di sistemi diversi; con i conduttori del circuito SELV muniti, oltre che del normale isolamento, anche di guaina non metallica; con i circuiti a tensione diversa divisi da uno schermo o da una guaina metallica connessa a terra; con i circuiti a tensione diversa contenuti in uno stesso cavo multipolare o in un unico raggruppamento di cavi, a condizione che i conduttori dei circuiti SELV siano isolati, nell’insieme o individualmente, per la massima tensione presente.   

Questo sistema è impiegato in quei circuiti in cui, per motivi funzionali, è necessario avere un punto collegato a terra (si vuole evitare che uno o più guasti a terra provochino un funzionamento intempestivo in un circuito di comando). Essendo un punto del circuito collegato a terra il circuito PELV non risulta sicuro come il circuito SELV perché, tramite la messa a terra, il circuito può essere interessato da una tensione più elevata di quella nominale secondaria. La figura 8.6 mostra come una persona che venisse a contatto con un punto del circuito PELV sia sottoposta in condizioni normali ad una tensione U₂  mentre, nel caso di un guasto sul sistema di alimentazione  del trasformatore di sicurezza, ad una tensione U₂+U_T (U_T è la tensione totale di terra dovuta al guasto del sistema di alimentazione del trasformatore) mentre ciò non può accadere con il sistema SELV dove, come abbiamo visto la persona in contatto con un polo della SELV è soggetta al massimo alla tensione U₂ quando l’altro polo del circuito fosse accidentalmente a terra. Per questi motivi la PELV non può essere impiegata quando siano necessarie misure di protezioni più restrittive (ad esempio nei ‘luoghi conduttori ristretti’).   

8.6.3  Apparecchi di classe III

Gli apparecchi destinati ad essere impiegati nei sistemi SELV e PELV presentano caratteristiche costruttive meno restrittive degli altri apparecchi in quanto la sicurezza è fornita dal sistema di alimentazione. Questi apparecchi non devono generare al loro interno tensioni superiori al limite imposto dalla bassa tensione di sicurezza a meno che l’energia in gioco non sia trascurabile. Sono dotati di isolamento principale ridotto e non sono provvisti di morsetto di terra.

Fig. 8.8 - Simbolo grafico di un apparecchio di classe III.

E’ un sistema a tensione ridotta che si differenzia dal SELV e dal PELV per il fatto di non essere alimentato  da una sorgente autonoma o di sicurezza e perché non è garantito l’isolamento del circuito secondario verso i sistemi elettrici a tensione maggiore. Si può quindi temere un passaggio della tensione primaria sul secondario e il circuito secondario deve essere protetto sia dai contatti diretti che indiretti. Le caratteristiche e le prescrizioni principali di questo sistema possono essere così sintetizzate :

·       Alimentazione - un trasformatore ordinario, un autotrasformatore, un alimentatore elettronico senza adeguato isolamento tra ingresso e uscita ;

·       Parti attive e masse - è necessario collegare le masse al conduttore di protezione del circuito primario, a condizione che quest’ultimo sia protetto contro i contatti indiretti mediante interruzione automatica dell’alimentazione (con differenziale coordinato con la resistenza dell’impianto di terra nei sistemi TT, oppure con differenziale o interruttore automatico coordinato con l’impedenza dell’anello di guasto nei sistemi TN o anche con uno degli altri sistemi di protezione previsti dalle Norme CEI 64-8 ). In caso contrario si deve collegare una parte attiva del circuito FELV al conduttore di protezione del circuito  primario purché quest’ultimo sia protetto mediante interruzione automatica ; 

·       Prese a spina - Devono essere dotate di  morsetto per il collegamento al conduttore di protezione e non devono essere compatibili con altri sistemi anche se di bassa o bassissima tensione ;

·       Protezione contro i contatti diretti - le parti attive, compresi gli utilizzatori, devono essere protette dal contatto diretto mediante involucri o barriere che non permettano l’accesso al dito di prova con un  diametro di 12 mm, oppure con un isolamento corrispondente alla tensione minima di prova richiesta dal circuito primario non inferiore a 1500 V applicati per un minuto ;

·       Separazione di protezione rispetto agli altri sistemi - non si richiedono misure particolari per garantire la separazione dei circuiti  FELV se non un isolamento dimensionato in base alla tensione nominale del circuito primario.

Da quanto sopra si può affermare che in un circuito FELV: 

·       la protezione contro i contatti diretti è sempre richiesta anche se la tensione al secondario è molto ridotta poiché non si può escludere un guasto tra gli avvolgimenti del trasformatore. Per garantire la protezione dai contatti diretti il circuito secondario deve avere un isolamento verso terra adatto alla tensione del primario (purtroppo molto spesso gli apparecchi a tensione ridotta hanno un isolamento verso terra per la propria tensione nominale) ;

Fig. 8.9 - Circuito FELV - In caso di guasto nel trasformatore (non di sicurezza)  o tra i circuiti senza separazione elettrica, la persona che toccasse un polo del circuito secondario è sottoposta ad una tensione U₀ verso terra. L’involucro degli utilizzatori  dovrebbe essere isolato verso terra rispetto alla tensione U₀ anche se è alimentato ad una tensione U₂.

·       un guasto  proveniente da un circuito di un altro sistema, provoca normalmente un guasto anche sull’apparecchio alimentato a tensione ridotta, essendo l’isolamento dell’apparecchio a tensione ridotta non adatto a resistere alla tensione del circuito primario. Se la massa dell’apparecchio è collegata alla terra dello stesso impianto delle masse del primario (fig. 8.10) i due guasti sono visti dal circuito primario come un guasto a terra (la tensione sulle masse vale U_T) e interviene  il sistema di protezione contro i contatti indiretti del circuito primario. La vecchia norma 64/8 con  masse  isolate da terra permetteva di mettere  a terra un polo del trasformatore (fig. 8.11). La situazione in questo caso è sempre vista dal primario come un guasto a terra ma la tensione sulla massa non vale più U_T bensì  U_T+U₂.  E’ un metodo più pratico ma la sicurezza in questo  secondo caso è minore rispetto al primo metodo  in quanto generalmente gli apparecchi a bassissima tensione non sono dotati di morsetto di terra rendendo difficoltoso  il collegamento al conduttore di protezione. Ora per uniformarsi alle direttive Europee occorre sempre collegare a terra le masse dei sistemi Felv. Se il circuito Felv è derivato da un circuito primario protetto mediante separazione elettrica (trasformatore d’isolamento) si devono collegare le masse del circuito Felv al conduttore equipotenziale isolato da terra in accordo con quanto  prescritto per i circuiti protetti per separazione elettrica.

Fig. 8.10 - Circuito FELV isolato da terra  con le masse collegate a terra - In caso di guasto verso terra sul circuito primario e di un conseguente guasto sull’utilizzatore, interviene il sistema di protezione contro i contatti indiretti del circuito primario. Una persona che venisse a contatto con l’utilizzatore è sottoposta alla tensione U_T.

Fig. 8.11 - Polo del circuito FELV a terra e masse isolate da terra (non più ammesso dalla norma) - Un guasto sul circuito primario fa intervenire il sistema di protezione contro i contatti indiretti del primario. La persona è sottoposta alla tensione U_T +U₂.