Elettrotecnica per civili - Antonio Eusebio€¦ · Effetti della corrente sul corpo umano Ustioni Il passaggio di corrente elettrica su una resistenza è accompagnato da sviluppo

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SICUREZZA ELETTRICA

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SommarioEffetti della corrente sul corpo umano

Grado di protezioneProtezione dai contatti diretti ed indiretti

Protezione dalle sovracorrenti

Apparecchiature di protezione dai contatti diretti,indiretti e dalle sovracorrenti

Dimensionamento dell’impianto di terraCantieri edili

Bagni

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Effetti della corrente sul corpo umano

Effettifisiopatologicidella correnteelettrica sul

corpo umano

Tetanizzazione

Arresto della respirazione

Ustioni

Fibrillazione Ventricolare

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Corrente alternatada 15 a 100 Hz

Corrente continua

Circa 0,5 mA

Correnti superiori a 2 mA

Soglia diPercezione Corrente alternata

da 100Hz a 1kHz

Corrente alternatada 1kHz a 10kHz

Corrente alternataoltre 10kHz

Per frequenze compresefra 10 e 100 kHz lasoglia di percezione

aumentaapprossimativamente da

10 a 100 mA.

Per frequenze superiori a100 kHz la sensazione di

formicolio cambia insensazione di calore per

intensità di correntenell’ordine di alcune

centinaia di milliampere

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Corrente alternatada 15 a 100 Hz

Corrente continua

Circa 10 mA

Correnti superiori a 300 mA

Soglia dirilascio

(o Tetanizzazione) Corrente alternatada 100Hz a 1kHz

Corrente alternatada 1kHz a 10kHz

Corrente alternataoltre 10kHz

Per frequenzesuperiori a 100kHznon ci sono né dati

sperimentali néincidenti riportatirelativi alla soglia

di rilascio

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Arresto della Respirazione

Correnti superiori alla “corrente di rilascio” o “tetanizzazione”producono nell’infortunato difficoltà di respirazione e segni diasfissia: il passaggio della corrente determina una contrazione deimuscoli addetti alla respirazione o una paralisi dei centri nervosi chesovranitendono alla funzione respiratoria; se la corrente perdural’infortunato perde conoscenza e può morire soffocato.

Il 6% delle morti per folgorazione è dovuta ad asfissia, risultapertanto importante la tecnica della respirazione artificiale dapraticare al massimo entro 3÷4 minuti dall’infortunio.

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Ustioni

Il passaggio di corrente elettrica su una resistenza è accompagnatoda sviluppo di calore per effetto Joule; il corpo umano non faeccezione a questa regola generale.

L’aumento della temperatura dipende dal quadrato della densità dicorrente e dal tempo per cui fluisce la corrente attraverso il corpoumano, pertanto le ustioni peggiori si hanno sulla pelle in quantopresenta una resistività (tipo di tessuto) e di densità di corrente(punto di contatto) maggiore rispetto agli altri organi interni.

Le ustioni da folgorazione sono le più profonde e le più difficili daguarire. Quando le ustioni sono estese la morte sopravviene spessoper insufficienza renale.

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Fibrillazione Ventricolare

Come è noto fin dalle esperienze di Galvani la corrente elettrica viene utilizzata dal nostro organismo al fine di coordinare i movimenti e le principali funzioni vitali tramite la stimolazione e conseguente contrazione-rilascio dei muscoli. Il muscolo cardiaco non fa eccezione a questa regola, pertanto se una corrente elettrica si sovrappone agli impulsi interni di origine biologica può determinare uno shock tale da innescare la “fibrillazione ventricolare” ovvero “Pulsare disordinato e irregolare del muscolo cardiaco che determina la completa avaria dello stesso e l’annullamento della pressione sanguigna”.

La Fibrillazione Ventricolare non sempre è irreversibile (cioè che non siarresta anche se cessa la causa che l’ha prodotto ma prosegue fino allamorte dell’infortunato) poiché applicando una scarica elettrica violenta condue elettrodi sul torace (defibrillatore) è possibile in molti casi arrestare lastessa e ripristinare quindi la piena funzionalità del muscolo cardiaco.

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Curve di SicurezzaEffetti fisiologici - [Corrente-Tempo] in c.a.

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Curve di Sicurezza

Tensione-Tempo

Le curve di sicurezza su cui si basanotutti i parametri contenuti nella NormaCEI 64-8 relativi alla protezione daicontatti indiretti sono state elaborateipotizzando:

Resistenza complessiva del corpo umano incondizioni ordinarie: 1500 Ω

Resistenza complessiva del corpo umano incondizioni particolari: 700 Ω

Limiti di sicurezza: curva corrente-tempo, zona3

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Grado di protezione

La Norma CEI 70-1 descrive un sistema di classificazione dei gradi di protezione IP relativo agliinvolucri di macchine, apparecchi e componenti elettrici.Essa si occupa degli involucri in relazione a quanto in essi contenuto, con riferimento a:

•a)la protezione delle persone contro l'accesso alle parti pericolose interneall'involucro (Tab.1);•b)la protezione dell'apparecchiatura all'interno dell'involucro contro la penetrazionedi corpi solidi estranei (Tab.2);•c)la protezione dell'apparecchiatura all'interno dell'involucro contro gli effettidannosi provocati dalla penetrazione dell'acqua (Tab.3);

La pr ima cifra prevede sia la prova relativa alla protezione contro l’accesso a parti pericolose(lettera a)) congiuntamente a quella relativa alla penetrazione di corpi solidi estranei (lettera b)).Nell’eventualità che l’ involucro per quanto riguarda la prova relativa all’accesso a partipericolose presenti una protezione maggiore a quella corrispondente alla prima cifra, è possibileutilizzare una delle lettere addizionali corrispondenti riportate nella Tab.1.La seconda cifra è relativa alla protezione dalla penetrazione di acqua.

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Grado di protezione - Tab.1

Protezione contro l’accesso a par ti per icolose.1a cifra caratter istica 1 2 3 4-5-6Lettera addizionale A B C D

Protezione delle persone alcontatto con

Il dorso della mano Le dita Attrezzi piccoli Fili, aghi, chiodi

Calibro di prova

Sfera ∅∅∅∅ 50 mm Dito di prova ∅∅∅∅ 12 mm Filo r igido ∅∅∅∅ 2,5 mm consfera di fermo

Filo r igido ∅∅∅∅ 1 mm consfera di fermo

Impiego consentitoLuoghi chiusi (accessibilisolo a persone autorizzate)

Luoghi accessibili anche apersone non addestrate

Luoghi dove si usano piccoliutensili (cacciaviti)

Luoghi dove si usano oggettifiliformi

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Protezione contro la penetrazione di corpi solidi.1a cifra caratter istica 0 1 2 3 4 5 6

Protezione control’ ingresso dei corpi solidi

Nessuna

Corpi solidicon dimensione

minimasuperiore a 50

mm

Corpi solidicon dimensione

minimasuperiore a12,5 mm

Corpi filiformicon diametro

superiore a 2,5mm

Corpi filiformicon diametrosuperiore a 1

mm

Polvere(protezioneparziale)

Polvere(protezione

totale)

Mezzo di prova NessunoSfera ∅ 50

mmSfera ∅ 50

mm + dito diprova

Filo rigido ∅2,5 mm

Filo rigido ∅ 1mm

Camera acircolazione di

talco

Camera acircolazione di

talco

Impiego consentito In involucri

Luoghi chiusi(accessibili

solo a personeautorizzate ed

addestrate)

Luoghiordinari conpresenza solo

di oggettigrossolani

Luoghiordinari con

presenza anchedi oggettifiliformi di

mediedimensioni

Luoghiordinari con

presenza anchedi oggetti

filiformi dipiccole

dimensioni

Luoghioccasionalment

e polverosi

Luoghipermanentemente polverosi

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Protezione contro la penetrazione dell’acqua.2a cifra caratteristica 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Protezione contro lapenetrazione di acqua

NessunaDi condensa(caduta di

gocce verticali)

Di condensa(caduta digocce con

angolo fino a15°)

A pioggiacon angolofino a 60°

dallaverticale

A spruzzo datutte le

direzioni

Getti datutte le

direzioni

Protezioned’acqua

mareggiate

Immersionetemporanea

Immersionepermanente

Mezzo di prova Nessuno

Gocciolatoio Gocciolatoio

Spruzzatoredall’alto

Spruzzatorerotante a

360°

Lancia ∅6,3 mm

portata 12,5l/min

Lancia ∅12,5 mmportata

100 l/min

In vasca con1 m dibattented’acqua

Secondoaccordicliente-

costruttore

Impiego consentitoIn

ambientiasciutti

In ambientiumidi con

componente inposizioneverticale

predeterminata

In ambientiumidi con

componentein posizione

nonperfettamente

verticale

Luoghiesposti allapioggia manon agli

spruzzi dalbasso

Luoghiesposti alla

pioggia e aglispruzzi

Luoghisoggetti alavaggiocon getti

d’acqua dimedia

potenza

Luoghisoggetti alavaggioenergico e

amaraggiate

(moli)

Luoghisoggetti a

inondazionitemporanee o

asommersionesotto la neveper lunghiperiodi

Funzionalitàsubacquea

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Protezione dai contatti diretti ed indiretti - Definizioni

Impianto di TerraInsieme dei dispersori, dei conduttori di terra, deicollettori, (o nodi) di terra e dei conduttori di protezione edequipotenziali destinato a realizzare la messa a terra diprotezione e/o di funzionamento.

Impianto ElettricoComplesso di componenti elettrici, anche a tensioninominali di esercizio diverse, destinato ad unadeterminata funzione.

Legenda:DA: dispersore artificialeDN: dispersore naturaleCT: conduttore di terraMT: collettore di terraPE: conduttore di protezioneEQP: conduttori equipotenziali principaliEQS: conduttori equipotenziali supplementariA-B: masse2,3,4,5,6: masse estranee

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Dispersore Corpo metallico, o complesso di corpi metallici, posto in intimocontatto con il terreno e che realizza il collegamento elettrico di terra.

Conduttore di terra Conduttore, non in intimo contatto con il terreno, destinato a collegarei dispersori fra loro e al collettore (o nodo) principale di terra.

MassaParte conduttrice, facente parte dell'impianto elettrico, che può esseretoccata e che non è in tensioni in condizioni ordinarie di isolamento,ma che può andare in tensione in caso di un cedimentodell'isolamento principale (es. carcassa di un motore elettrico,involucro metallico di un apparecchio).

Massa estranea

Parte conduttrice che non fa parte dell'impianto elettrico, che puòintrodurre il potenziale di terra. In casi particolari si consideranomasse estranee quelle suscettibili di introdurre altri potenziali (es.tubazioni idriche, del gas, del riscaldamento ecc.).L’attuale normativaconsidera masse estranee le parti metalliche che presentano unaresistenza inferiore a 1000 Ω negli ambienti ordinari e 200 Ω negliambienti particolari (locali uso medico, cantieri edili, ambienti usozootecnico).

Conduttore di protezione Conduttore che va collegato ad una massa per la protezione contro icontatti indiretti.

Collettore o nodo di terra Elemento dell’impianto di terra nel quale confluiscono i conduttori diterra, di protezione, di equipotenzialità, ed eventualmente di neutro.

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Contatto DirettoSi verifica quando con una parte del corpo entra incontatto con una parte di impianto normalmente intensione.

Contatto IndirettoSi verifica quando con una parte del corpo si entra incontatto con una massa o con una parte conduttriceconnessa con la massa, durante un guasto d'isolamento.

Parte attiva

Condizione elettrica di un oggetto o di una parte da cuipuò essere derivata una corrente di contatto (scossaelettrica) pericolosa. Poiché i prodotti isolanti quali vernici,lacche e simili non sono idonei a garantire la sicurezzadelle persone, una parte conduttrice ricoperta di taliprodotti è da considerare attiva.

Tensione di contattoTensione alla quale può essere soggetto il corpo umanoin contatto con parti simultaneamente accessibili (esclusole parti attive) durante il cedimento di un isolamento

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Sistema TTIl sistema elettrico TT ha il neutro messo direttamente a terra e le massecollegate ad un impianto di terra elettricamente indipendente da quellodel neutro, Di fatto il sistema è ritenuto TT anche quando l’impianto diterra del neutro e delle masse non sono elettricamente indipendenti,come in genere avviene quando la cabina MT/BT dell’Ente distributore èinglobata nello stesso edificio degli impianti utilizzatori.

Sistema TNIl sistema TN ha in neutro messo direttamente a terra e le massedell’installazione connesse a quel punto per mezzo del conduttore diprotezione. Si distinguono i seguenti tipi di sistemi TN, secondo che iconduttori di neutro e di protezione siano separati o meno.TN-S: i conduttori di neutro e di protezione sono separati;TN-C: le funzioni di neutro e di protezione sono combinate in un soloconduttore (conduttore PEN);TN-C-S: le funzioni di neutro e di protezione sono in parte combinate inun solo conduttore e in parte separate.

Sistema ITIl sistema elettrico IT ha il neutro isolato o a terra tramite un’impedenza,mentre le masse sono collegate a terra.

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Componente di classeI

Componente di classeII

Componente di classeIII

Componente dotato di isolamentoprincipale e provvisto di undispositivo per il collegamento dellemasse a un conduttore diprotezione.

Componente dotato di doppioisolamento o di isolamentorinforzato e non provvisto di alcundispositivo per il collegamento a unconduttore di protezione.

Componente ad isolamento ridottoperché destinato ad esserealimentato esclusivamente da unsistema a bassissima tensione disicurezza (SELV), e nel quale nonsi generano tensioni di valoresuperiore a quello di tale sistema.

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Protezione dai contatti diretti ed indiretti - Introduzione

Protezione contro i contatti diretti ed indiretti (CEI 64-8/4) =

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 altasensibilità (Idn ≤30mA)

Interruzione automaticadell’alimentazione

Componenti di classe II o conisolamento equivalente

Luoghi non conduttori

Collegamento equipotenziale nonconnesso a terra

Separazione elettrica

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Protezione dai contatti diretti ed indiretti - Protezione combinata

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 normeappropriate, 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 devonopoter 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 superficisuperiori orizzontali a portata di mano, IPXXB in tutti gli altri casi;- un isolamento corrispondente alla tensione minima richiesta per ilcircuito primario (oppure 1500 V per 1 min.).

Protezione contro i contatti indiretti:La protezione dai contatti indirette deve essere assicurata dalcollegamento delle masse dei componenti dei circuiti FELV, alconduttore di protezione del circuito primario.E’ inoltre necessario verificare che una misura di protezionemediante interruzione automatica dell’alimentazione sia applicataal circuito primario.

Prese a spina:Le prese a spina dei circuiti FELV non devono poter essereintercambiabili con quelle di altri sistemi

Circuiti SELVLe parti attive e le masse nondevono essere collegate aterra o a masse estranee. Pertensioni inferiori a 25 V in c.a.e 60 V in c.c. (non ondulata)non è necessaria la protezionedai contatti diretti, altrimenti ènecessario prevedere ungrado di protezione IPXXBoppure da un isolamento chesopporti una tensione di provadi 500 V per 1 minuto.

Circuiti PELVLa protezione dai contatti diretti deve essereassicurata da un grado di protezione IPXXBoppure da un isolamento che sopporti unatensione di prova di 500 V per 1 minuto.La protezione dai contatti diretti è assicuratase il componente elettrico è posto entro lazona di influenza di un collegamentoequipotenziale e se la tensione non supera:- 25 V in c.a. oppure 60 V in c.c. (nonondulata) per ambienti asciutti e non siprevedono contatti estesi di parti attive con ilcorpo umano;- 6 V in c.a. oppure 15 V in c.c. (nonondulata) in tutti gli altri casi.

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Protezione dai contatti diretti ed indiretti

Protezione dai contatti diretti

Isolamento delle parti attive

Finalità

Modalità

Impedire qualsiasi contatto con parti attive.

Parti attive completamente ricoperte conun isolamento che possa essere rimosso

solo mediante distruzione (non sonoconsiderati rivestimenti isolanti, se non in

casi particolari, lacche, vernici, ecc.)

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Finalità Impedire il contatto con parti attive.

Tutte le parti attive devonoessere protette con involucri obarriere tali da assicurare ungrado di protezione minimo

IPXXB(inaccessibilità al dito di prova)

Involucri o barriere

Le superfici superiori orizzontalidelle barriere o degli involucriche sono a portata di manodevono avere un grado diprotezione minimo IPXXD

(inaccessibilità al filo di prova)

Modalità

La rimozione diinvolucri o barriere

deve esserepossibile solo conl’uso di una chiave

o di un attrezzooppure mediante

sezionamento delleparti attive

interbloccato con laportella di accesso

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Finalità

Modalità

protezione contro gli incendi dovuti a difetti d’isolamentoche diano luogo a piccole correnti verso terra; protezione dai contatti diretti in caso di insuccesso dellealtre misure di protezione; ridurre i tempi di interruzione dell’alimentazione in caso diprotezione dai contatti indiretti in ambienti o situazioni ove siipotizza un valore della resistenze del corpo umano inferiore aquella prevista per gli ambienti ordinari (es. bagni, piscine,cantieri edili, locali agricoli, locali ad uso medico, ecc.).

Impiego di interruttori differenziali con correntedifferenziale nominale inferiore o uguale a 30 mA.

Protezione addizionale:

Interruttori differenziali ad altasensibilità (Idn≤30mA)

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Protezione dai contatti diretti ed indiretti - Protezione dai contatti indiretti

Interruzione automaticadell’alimentazione SISTEMI 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'interventodel dispositivo di interruzione automatica (fusibile, interruttore automatico o interruttoredifferenziale).

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 (0,4o 0,2 s per Uo =230 V) sono collegati al quadro di distribuzione o al circuito di distribuzioneche alimenta quel circuito terminale, sia soddisfatta una delle seguenti condizioni:

l'impedenza del conduttore di protezione tra il quadro di distribuzione ed il punto nelquale il conduttore di protezione è connesso al collegamento equipotenziale principalenon sia superiore a (50 o 25) • Zs/Uo (Ω); esista un collegamento equipotenziale supplementare che colleghi al quadro didistribuzione localmente gli stessi tipi di masse estranee indicati per il collegamentoequipotenziale principale, e soddisfi le prescrizioni riguardanti il collegamentoequipotenziale principale.

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Interruzione automaticadell’alimentazione SISTEMI TT

Realizzazione di un impianto di terra locale (con dispersori) e collegamento delle masse emasse estranee a tali dispersori + coordinamento fra il valore della resistenza di terra e lacorrente d'intervento del dispositivo di interruzione automatica (fusibile, interruttore automaticoo 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 sedotato di sganciatori a tempo inverso (termici);

nei circuiti di distribuzione è ammesso l'uso di interruttori differenziali di tipo "S" con tempodi ritardo massimo di 1s.

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Interruzione automaticadell’alimentazione

Parti attive isolate da terra mediante trasformatore con il circuito secondario non collegato aterra, collegamento a una terra locale delle masse + dispositivo di controllo d'isolamento persegnalare il primo guasto a terra + coordinamento fra il valore della resistenza di terra e lacorrente 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 perambienti particolari) se il neutro è distribuito ed entro 0,4 s (0,2 s per ambienti particolari) se ilneutro non è distribuito.

SISTEMI IT

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Componenti di classe II o conisolamento equivalente

FinalitàImpedire il manifestarsi di una tensione pericolosasulle parti accessibili di componenti elettrici aseguito di un guasto sull’isolamento principale.

Impiego di condutture elettriche costituite da:cavi con guaina non metallica aventetensione maggiore di un gradino rispetto aquella necessaria per il sistema elettricoservito e che non comprendano unrivestimento metallico;cavi unipolari senza guaina (cordicelle)installati in tubo protettivo o canale isolanterispondente alle relative norme;cavi con guaina metallica avente isolamentoidoneo per la tensione nominale del sistemaelettrico servito, tra la parte attiva e la guainametallica e tra questa e l’esterno.

Modalità

Gli eventualiinvolucri o

canalizzazionimetallichecontenenti

esclusivamentecomponenti a

doppioisolamento nonnecessitano delcollegamento a

terra.

Impiego di componenti elettrici costruitia doppio isolamento e contrassegnatidal segno grafico:

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Protezione dalle sovracorrenti - Definizioni

SovracorrenteCorrente che supera il valore nominale; per le condutture ilvalore nominale è la portata. Una sovracorrente può esseredeterminata da un sovraccarico o da un cortocircuito.

Corrente di sovraccarico (di un circuito)

Corrente di cortocircuito (franco)

Corrente nominale (In) (di un dispositivo di protezione)

Corrente convenzionale dinon funzionamento (Inf)

(di un dispositivo di protezione)

Corrente convenzionale difunzionamento (If)

(di un dispositivo di protezione)

Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamentesano

Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto diimpedenza trascurabile fra due punti fra i quali esistetensione in condizioni ordinarie di esercizio

Corrente assegnata dal costruttore, che il dispositivo diprotezione è destinato a portare in servizio ininterrotto aduna temperatura ambiente di riferimento specificata (30° C)

Valore specificato di corrente che provoca l’intervento deldispositivo di protezione entro un tempo specificato,denominato tempo convenzionale

Valore specificato di corrente che il dispositivo di protezioneè in grado di portare per un tempo specificato (tempoconvenzionale) senza operare lo sgancio.

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Protezione dalle sovracorrenti - Definizioni

Potere di cortocircuito (Pc) (chiusura ed interruzione)

Corrente di impiego (Ib) (di un circuito)

Portata (Iz) (di una conduttura)

Componente alternata della corrente presunta, espressa nelsuo valore efficace, che l’interruttore è concepito perstabilire, per portare per il suo tempo di apertura e perinterrompere sotto condizioni specificate

Corrente che può fluire in un circuito nel servizio ordinario.In regime permanente la corrente di impiego corrispondealla più grande potenza trasportata dal circuito in servizioordinario tenendo conto dei fattori di utilizzazione e dicontemporaneità. In regime variabile si considera la correntetermicamente equivalente che, in regime continuo,porterebbe gli elementi del circuito alla stessa temperatura.

Massimo valore della corrente che può fluire in unaconduttura, in regime permanente ed in determinatecondizioni, senza che la sua temperatura superi un valorespecificato

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Protezione dalle sovracorrenti - Sovraccarichi

Devono essere protette dai sovraccarichi, le condutture che alimentano utenze, che possono in caso di guasto far circolare sulle

medesime, correnti superiori alle portate delle condutture stesse. Tale dispositivo deve essere scelto in modo che la corrente nominale (In) del medesimo sia uguale o superiore alla corrente di impiego (Ib) e

minore o uguale alla portata (Iz) della conduttura; inoltre la corrente di funzionamento (If) del dispositivo di protezione deve essere minore o

uguale a 1,45 la portata (Iz) della conduttura stessa. In generale è vietato proteggere le condutture contro i sovraccarichi quando una improvvisa interruzione dell’alimentazione può generare pericolo

(es.alimentazione luci di sicurezza, pompe antincendio, ecc.).

(Ib ≤ In ≤ Iz) + (If ≤1,45 Iz)

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Protezione dalle sovracorrenti - Corto circuiti

Protezione contro i cortocircuiti: per la protezione contro i cortocircuiti è necessarioinstallare un dispositivo di protezione tale che:

a) abbia un potere di interruzione almeno uguale alla corrente di cortocircuitopresunta nel punto di installazione:

Pc ≥ Iccb) intervenga in un tempo inferiore a quello che porterebbe la temperatura dei

conduttori, oltre il limite ammissibile, questa condizione si verifica con la seguenterelazione:

K2S2 ≥ I2tdove:(I2t) è l’integrale di Joule per la durata del corto circuito (in A2 s);S è la sezione dei conduttori (in mm2), se il corto circuito impegna conduttori di diversa sezione, per S si assume lasezione 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;74 per i cavi in alluminio isolati in PVC;87 per i cavi in alluminio isolati con gomma ordinaria, gomma butilica, gomma etilenpropilenica e polietilene reticolato;115 corrisponde ad una temperatura di 160 °C, per le giunzioni saldate a stagno tra conduttori in rame

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Protezione dalle sovracorrenti - Conclusioni

Sovracorrenti = Sovraccarichi Cortocircuiti+

Ib ≤ In ≤ Iz

If ≤1,45 Iz

+

In ≤ Iz

In ≤ 0,828 Iz

In ≤ 0,763 Iz

Condizione valida per interruttoriautomatici in quanto:

If = 1,45 In (interruttori per uso domestico)

If = 1,20 In (interruttori per uso industriale)

Condizione valida per fusibili con:

25A < In ≤≤≤≤ 63A in quanto: If = 1,75 In

Condizione valida per fusibili con:

5A ≤≤≤≤ In ≤≤≤≤ 25A in quanto: If = 1,9 In

In ≤ 0,690 IzCondizione valida per fusibili con:

In < 5A in quanto: If = 2,1 In

In ≤ 0,906 IzCondizione valida per fusibili con:

In > 63A in quanto: If = 1,60 In

K2S2 ≥ I2t

Pc ≥ Icc

+

Nota: quando la protezionedai sovraccarichi e daicortocircuiti viene offerta daun dispositivo unico concorrente nominale (In)inferiore alla portata (Iz) dellaconduttura e potere diinterruzione (Pc) superiorealla corrente di cortocircuito(Icc) presunta, non ènecessario procedere allaverifica della relazione K2S2≥I2t.

NO

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Apparecchiature di protezione dai contatti diretti ed indiretti e dallesovracorrenti - Fusibili

I Fusibili sono delle apparecchiature che hanno ilcompito di proteggere i circuiti elettrici dallesovracorrenti (sovraccarichi e cortocircuiti). In talunispecifici casi essi possono essere anche utilizzatinella protezione dai contatti indiretti.

L’operazione di interruzione del circuito viene svoltamediante la fusione dell’elemento fusibile, questaazione viene svolta in due tempi: prearco e arco.

Descrizione

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Impulso termico di prearco: corrisponde alla minima energianecessaria per raggiungere il punto di fusione dell’elemento fusibile.

Impulso termico dell’arco: corrisponde all’energia compresa fra lafine del prearco e la fusione totale, ovvero sviluppata durante lospegnimento dell’arco.

E’ importante considerare che l’impulso del prearco è sensibilmente costante (per ciascun tipo e calibro difusibile), qualunque sia la corrente di guasto. La conoscenza del valore dell’impulso termico èindispensabile per determinare la selettività tra i vari sistemi di protezione serie.

Nella figura a lato è riportato l’andamento della corrente in un fusibilelimitatore:

curva a: valore istantaneo della corrente di corto circuito presunta;

curva b: valore istantaneo della corrente interrotta limitata;

ICR: valore di cresta della corrente interrotta limitata;

Ip: corrente di picco limitata;

tpa: durata di pre-arco;

ta: durata di arco;

tf: durata di funzionamento.

Costruzione efunzionamento

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Comportamento di un fusibile durante un cortocircuito

Inizio del corto circuito (inizio della fasedi prearco). Valore della correntepresunta di cortocircuito: 4000 Aefficaci ovvero circa 10000 A di cresta

Il cortocircuito si sviluppa: gli elementifusibili si riscaldano, la temperaturadella sezione ridotta sta perraggiungere i 1083 °C, punto di fusionedel rame.

Il cortocircuito risulta limitato (fine dellafase di prearco): l’elemento fusibile staper fondere e si divide in due parti; sicrea un arco elettrico che puòraggiungere i 2000 °C mentre lacorrente continua a passare.


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Apparecchiature di protezione dai contatti diretti ed indiretti e dallesovracorrenti - FusibiliCostruzione e

funzionamento

Comportamento di un fusibile durante un cortocircuito

L’arco elettrico fa fondere la sabbia etutto l’elemento fusibile; la sabbiafondendo asporta calore, raffreddal’arco e aumenta la resistenza elettricainterna del fusibile. La correntedecresce rapidamente

L’arco è spento; l’elemento fusibile èscomparso, la temperatura interna delfusibile è diminuita, la sabbia fusa sisolidifica, la corrente non passa più.

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Apparecchiature di protezione dai contatti diretti ed indiretti e dallesovracorrenti - FusibiliDati di Targa

Simboli per targhe (fusibili limitator i di cor rente).Simbolo Significato

Corrente nominale.Valori preferenziali della corrente nominale: 2 –4 – 6 –8 –10 – 12 –16 – 20 – 25 – 32 – 40 –50 –63 –80 –100 – 125 – 160 – 200 – 250 –315 – 400 – 500 – 630 – 800 – 1000 –1250 A.

Caratter istica di intervento

Inf

Corrente convenzionale di non fusione.Valore di corrente che la cartuccia può portare durante il tempo convenzionale senza che si verifichi la fusione dell’ elemento fusibile, essa è pari a 1,25volte la corrente nominale.

I fCorrente convenzionale di fusione.Valore di corrente che provoca il funzionamento della cartuccia nel tempo convenzionale, essa è pari a 1,6 volte la corrente nominale.

Tempo convenzionale:per fusibili 16 = In = 63: 1h;per fusibili 63 < In = 160: 2h;per fusibili 160< In = 400: 3h;per fusibili 400< In: 4h.

Categor ie di utilizzazionegG Fusibili con potere di interruzione a pieno campo (sovraccarico + cortocircuito) per uso generale.

gM Fusibili con potere di interruzione a pieno campo (sovraccarico + cortocircuito) per la protezione dei circuiti di motori.

aM Fusibili con potere di interruzione a campo ridotto (solo cortocircuito) per la protezione dei circuiti di motori (se è richiesta la protezione anche dai sovraccarichi occorreutilizzare in aggiunta uno specifico dispositivo di protezione es. relè termico.

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Apparecchiature di protezione dai contatti diretti ed indiretti e dallesovracorrenti - FusibiliDati di Targa

Simboli per targhe (fusibili miniatura).Simbolo Significato

Corrente nominale.Da 2 mA a 10 A.

Caratter istica di intervento

FF Fusione ultrarapida: trovano impiego per la protezione di sistemi con transistor, semiconduttori, diodi, ecc.

F Fusione rapida: vengono impiegati per la protezione di circuiti contro le sovracorrenti ed i cortocircuiti; è bene non inserirli in circuitisoggetti a sbalzi di corrente.

M Fusione semiritardata: l’utilizzazione di questo tipo di fusibile è consigliata per la protezione del secondario dei trasformatori e per tuttequelle apparecchiature che hanno piccoli sbalzi di corrente.

T Fusione ritardata: vengono impiegati per la protezione di apparecchiature dove sono frequenti sensibili sbalzi di corrente e trovano impiegoper la protezione di motorini, trasformatori, condensatori, ecc.

TT Fusione super-ritardata: vengono impiegati per la protezione di apparecchiature soggette a continui sbalzi di corrente e trovano impiego perla protezione di motori, trasformatori e condensatori, ecc.

Categor ie di util izzazione

H Elevato potere di interruzione (1500A).

L Basso potere di interruzione (35A o 10In, prendendo il valore più alto)

Esempio di dati di targa: F400H250V, cartuccia a fusione rapida (F) con corrente nominale di 400 mA ad elevato potere di interruzione (H) e tensionenominale di 250V.

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Apparecchiature di protezione dai contatti diretti ed indiretti e dallesovracorrenti - Interruttori automaticiDescrizione

L’interruttore automatico (o magnetotermico) vieneutilizzato sia come dispositivo di manovra che comesistema di protezione dalle sovracorrenti.Gli interruttori automatici incorporano dei dispositivi (dettisganciatori) che azionano il meccanismo di sgancio equindi l’apertura dei contatti quando la corrente del circuitosu cui sono posti supera il valore prefissato (If).La protezione dai cortocircuiti è realizzata mediante l’usodi un elettromagnete mentre quella dai sovraccarichi èottenuta impiegando un elemento termico detto bimetallo(o bilama)

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Apparecchiature di protezione dai contatti diretti ed indiretti e dallesovracorrenti - Interruttori automaticiCostruzione e

funzionamento

Intervento magnetico: la corrente dicortocircuito che percorre il circuitomagnetico (v.fig. a lato) produce unaforza che attrae un’ancoradeterminando l’apertura dei contatti.Intervento termico: la corrente disovraccarico che attraversa la bilama(v.fig. a lato) determina unriscaldamento della stessa la quale sideforma fino a provocare l’aperturadei contatti.Spegnimento dell’arco: la camera disoffio dell’arco realizzata mediantesetti separatori di materiale isolantecostringe la scarica elettrica adallungarsi e raffreddarsi determinandocosì la rapida estinzione della stessa.

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Apparecchiature di protezione dai contatti diretti ed indiretti e dallesovracorrenti - Interruttori automaticiDati di Targa

Dati di targa per interruttor i per uso domestico e similare Simbolo Significato

(1)Corrente nominale.Valori della corrente nominale: 0,5 – 1 – 1,6 – 2 – 3 – 4 - (6) – 8 - (10) – (13) – (16) – (20) – (25) – (32) – (40) – (50) – (63) – (80)– (100) – (125) A. I valori fra parentesi sono preferenziali.Potere di cortocircuito nominale (ICN).Valore del potere di cortocircuito estremo, esso rappresenta la corrente massima che l’ interruttore può interrompere,successivamente non viene garantito che le caratteristiche elettriche ed in particolare la capacità di portare con continuità la suacorrente nominale rimangano inalterate. I l fattore K rappresenta il rapporto fra ICS e ICN dove ICS è la corrente massima chel’ interruttore può interrompere (per 2 volte) senza che vengano alterate le caratteristiche elettriche dell’ interruttore ed in particolarela capacità di portare con continuità la sua corrente nominale.

ICN K= 6000 A 1> 6000 A=10000 A

0,75(*)

>10000 A 0,5(**)

(*) Valore minimo di ICS: 6000A(**) Valore minimo di ICS: 7500A

(2)

Valori normali del potere di cortocircuito: 1500 – 3000 – 4500 – 6000 – 10000 – 15000 – 20000 – 25000 A

(3)

Classe I2 tClassificazione sulla base dell’ energia specifica passante massima in relazione del potere nominale di cortocircuito. Essa vieneimpiegata ai fini della verifica della protezione dei cavi in condizione di cortocircuito ed eventualmente la determinazione dellaselettività con un fusibile.

Caratter istica d’ intervento.Inf Corrente convenzionale di non intervento.

Valore che l’ interruttore può portare durante il tempo convenzionale, essa è pari a 1,13 volte la corrente nominale.If Corrente convenzionale di intervento.

Valore che determina lo sgancio dell’ interruttore entro il tempo convenzionale, essa è pari a 1,45 volte la corrente nominale.Tempo convenzionale.Il tempo convenzionale è a 1 h per gli interruttori con Ie£ 63 A mentre è 2 h per gli altri interruttori.Corrente d’ intervento istantaneo.Minimo valore di corrente che provoca l’apertura istantanea dell’ interuttore, essa dipende dal tipo di interruttore (B, C o D).

B Tipo B (intervento rapido).Intervento da 3 a 5 volte la corrente nominale.

C Tipo C (intervento medio).Intervento da 5 a 10 volte la corrente nominale.

(1)

D Tipo D (intervento ritardato).Intervento da 10 a 20 volte la corrente nominale

(1) In targa la corrente nominale viene riportata senza il simbolo “ A” preceduta dal simbolo dell’ intervento istantaneo (B, C o D) per es. C25.(2) In targa i l valore del potere di cortocircuito è riportato all’ interno di un rettangolo.(3) In targa viene riportato il valore della classe (1, 2 o 3).

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Apparecchiature di protezione dai contatti diretti ed indiretti e dallesovracorrenti - Interruttori differenziali

Descrizione

L’interruttore differenziale viene utilizzato per assicurare un’efficaceprotezione dai contatti indiretti e anche per la protezione addizionaledai contatti diretti (quando prescritto, utilizzando il tipo con I∆n≤30 mA).Il dispositivo alla base del suo funzionamento è costituito da untrasformatore toroidale su cui vengono avvolti tutti i conduttori di linea.Se non ci sono dispersioni verso terra la somma delle correnti dellalinea (fasi + ev. neutro) è pari a zero pertanto anche il flussomagnetico risultante nel toroide sarà zero. Nel caso di dispersioneverso terra la somma delle correnti di linea sarà diversa da zero equindi genererà un flusso magnetico tale da indurre in un secondoavvolgimento (posto sempre sullo stesso toroide) una certa f.e.m.; seessa risulterà superiore ad un valore prestabilito, attiverà lo sganciodei contatti elettrici del differenziale stesso, disattivando così il circuitoelettrico protetto.

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Principio di funzionamento di un un interruttore differenziale

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Esempio di interruttore magnetotermico differenziale modulare bipolare e tetrapolare1) Leva di azionamento2) Leva di riarmo e segnalazione intervento differenziale3) Tasto di provaA/E) MorsettiB) Contatti principaliC) Sganciatori di sovracorrenteD) Trasformatore toroidaleF) Pulsante di provaG) Resistenza di zavorraH) Dispositivo di sgancio

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Dati di Targa

Dati di targa per interruttor i differenziali per uso domestico e similareSimbolo Significato

In

Corrente nominale.Valori preferenziali della corrente nominale: 10 –13 – 16 –20 - 25 – 32 – 40 –63 –80 –100 –125 A.

I∆n

Corrente differenziale d’ intervento.Valori normali di corrente differenziale d’ intervento: 0,01 – 0,03 – 0,1 – 0,3 – 0,5 A.(Il valore normale della corrente di non intervento differenziale è 0,5 I∆n).Differenziali di tipo AC.Intervengono solo per correnti di guasto alternate.Differenziali di tipo A.Intervengono, entro certi limiti, anche per correnti di guasto unidirezionali pulsanti.Differenziali di tipo B.Intervengono anche per tutte le correnti di guasto unidirezionali (correnti continue).Differenziale immune da interventi intempestivi.Apparecchio immune dagli scatti intempestivi a seguito di onde di corrente di tipoimpulsivo che circolano attraverso le capacità in aria esistenti tra impianto e terra, causatead esempio da sovratensioni di origine atmosferica o dovute a manovre di grossi carichisulla rete di alimentazione.Differenziali con ritardo intenzionale (selettivi).

Differenziali adatti ad essere installati in ambienti con temperatura fino a – 25 °C.

T Mezzo di azionamento del dispositivo di prova.

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Apparecchiature di protezione dai contatti diretti ed indiretti e dallesovracorrenti - Criteri di scelta

Impiego Fusibili Interruttori Automatici Interruttori Differenziali

Protezione addizionale dai contatti diretti NO NO

SIPer questo tipo di protezione occorreutilizzare interruttori differenziali ad

intervento istantaneo con IDn £ 30mA

Protezione dai contatti indiretti

SIPer questo tipo di protezione l'utilizzo di questi apparati non sono

particolarmente indicati. Di fatto possono trovare applicazione solo nei sistemiTN quando per specifici motivi è controindicato l'utilizzo di dispositivi

differenziali.

SIDi fatto questo è il sistema più affidabile

per la protezione dai contatti indiretti

Protezione dai sovraccarichi

SIPer questo tipo di protezione

l'utilizzo dei fusibili non sempregarantisce una protezione ottimale.

SIDi fatto questo è il sistema più affidabile

per la protezione dai sovraccarichiNO

Protezione dai cortocircuiti

SIQuesto sistema, se di tipo

limitatore, riduce, in caso dicortocircuito, l'energia specifica

passante. Questo permette diridurre al minimo le sollecitazioni

termiche e dinamiche sui dispositiviche si intende proteggere.

SIQuesto sistema, per la protezione dai

cortocircuiti, pur essendo molto diffusopuò presentare notevoli limitazioni di usoo elevati costi laddove venga utilizzato in

impianti il cui valore della corrente dicortocircuito presunta nel punto diinstallazione risulti particolarmente

elevato. In questo caso potrebbe essereutile prevedere (in alternativa) la

protezione a mezzo fusibile.

NO

Selettività

Verifica della congruenza fra ivalori di energia specifica passantedi prearco per il fusibile a monte e

di arco per quello a valle.

Verifica della selettività sulla base ditabelle e grafici sperimentali forniti dai

singoli costruttori.

Per ottenere fra più dispositivi differenzialicollegati in cascata una selettività totaleoccorre impiegare a monte dispositivi

differenziali di tipo selettivo (ovvero conritardo intenzionale), scegliendo o tarandoi relé di intervento in modo tale che la I

Ddel dispositivo a monte sia superiore a 3

volte di quella del dispositivo a valleovviamente i tempi di intervento ritardatidell’interruttore posto a monte dovrannorisultare non superiori a quelli previsti

dalle Norme CEI 64-8 per la protezionedai contatti indiretti.

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Dimensionamento dell’impianto di Terra - Scopi

Protezione dai contattiindiretti

Protezione dalle scariche atmosferiche

Potenza: es. funzionamento di speciali circuiti monofilo conritorno a terra (ferrovie, tramvie)

Misura: es. riferimento del potenziale di terra in alcune misureelettriche di precisione

Sicurezza elettrica(Rischio di

folgorazione)

Protezione: es. protezione catodica delle strutture metalliche(serbatoi interrati di GPL)

Eliminazione cariche elettrostatiche: per motivi di sicurezza(es. luoghi con pericolo di esplosione) e/o per ragioni

funzionali (es. particolari tipi di lavorazione)

Scopi funzionali(e di sicurezza diversi

dal rischio difolgorazione)

Unicità dell' impianto di ter ra

Realizzare, per i vari scopi, distinti impianti di terra comporta il rischio, assai grave, di avere parti metalliche scoperte edaccessibili a potenziali diversi. Per questa ragione la Norma CEI 64-8/4 prescrive che l’ impianto di terra deve essere unico permasse simultaneamente accessibili (Art. 413.1.1.2).Solo in situazioni particolari, quando esista una incompatibilità fra due diverse funzioni, si possono avere, nello stesso ambiente,due impianti di terra distinti; in tali casi si devono però prendere provvedimenti affinché le parti metalliche collegate ai duediversi dispersori non possano essere toccate simultaneamente (allontanamento oltre 2,5 m, interposizione di ripari, ecc.).

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Dimensionamento dell’impianto di Terra - Valori massimi ammissibili(Protezione dai contatti indiretti)

Sistemi TN

Nel caso di sistema TN, il conduttore di protezione vienein genere collegato direttamente al centro stella delsecondario del trasformatore, con la conseguenza che, incaso di guasto su una massa sul circuito di bassatensione, la corrente si chiude attraverso il conduttore diprotezione, senza così interessare il dispersore, cheviene dimensionato in funzione di guasti che siverifichino sul circuito di alimentazione di mediatensione.

Sistemi ITNel caso di sistema IT lo scopo del collegamento dellemasse a terra è quello di l imitare la tensione totaleverso terra di una massa in avaria, in caso di primoguasto.

Sistemi TT

La funzione dell’impianto di terra, negli impianti utilizzatorialimentati da sistemi TT, è quella di convogliare versoterra la corrente di guasto provocando l’intervento deldispositivo di protezione con interruzione automaticadella corrente di guasto ed evitando così il permanere ditensioni pericolose sulle masse.

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La corrente Ia è la corrente che determina l’intervento del dispositivo diprotezione (interruttore automatico o differenziale) in tempi non superiori a:per gli interruttori automatici la "Ia" deve determinare un interventoistantaneo se il dispositivo è dotato di sganciatori istantanei (magnetici odifferenziali) , oppure entro 5 s se dotato di sganciatori a tempo inverso(termici); nei circuiti di distribuzione è ammesso l'uso di interruttori differenziali ditipo "S" con tempo di ritardo massimo di 1s.

Sistema TT

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Dimensionamento dell’impianto di Terra - Valori massimi ammissibili(Protezione dai contatti indiretti)Sistema TN

La corrente che interessa la parte dell’impianto diterra costituito dai dispersori è solo quella relativaal Guasto sul lato MT

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Dimensionamento dell’impianto di Terra - Valori massimi ammissibili(Protezione dai contatti indiretti)Sistema TN

Cabine di distribuzione gestite dall'utente (sistema TN) con terra di cabina distribuita alle utenze

Impianto di terra unico con le masse dell'alta e della bassa tensione ed il neutro collegati insieme

UT ≤ UTP e US ≤ 3UTPdove:

UT è la tensione di contatto (determinabile tramite misure);UTP è la tensione di contatto ammissibile (v.grafico a lato);US è la tensione di passo (determinabile tramite misure);

In alternativa (e più semplicemente):

UE ≤ UTPdove:

UE è la tensione totale di terra (data dal prodotto RT x IG)dove:

RT è il valore della resistenza di terra;IG è il valore della corrente di guasto verso terra (dato ENEL)

Pertanto:

RT ≤ UTP/IG

Tensioni di contatto ammissibili UTP per correnti di duratalimitataNote:Il valore in secondi del tempo di permanenza della correnteviene fornito dall’ENEL.Se la durata della corrente è molto più lunga di quantomostrato nel grafico, si può usare per U TP un valore di 75 V.

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Dimensionamento dell’impianto di Terra - Valori massimi ammissibili(Protezione dai contatti indiretti)Sistema IT

Nei sistemi IT è richiesto che il prodotto della

corrente di 1° guasto a terra I d con la resistenza di

terra locale RB risulti inferiore a 50 o 25 (ambienti

ordinari o particolari):

Id ⋅ RB ≤ 50 o 25Pertanto:

RB ≤ 50/Id o 25 /Id

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Valori della resistenza di terra ipotizzabile per i vari sistemi

Sistema TT

Sistema TN

Sistema IT

RT ≤ 50 (25)/ Ia

5Ω ÷ 5kΩ

25mΩ ÷ 500mΩ

100mΩ ÷ 10Ω

1kΩ ÷ 100kΩ

Interruttori differenziali

Interruttori automatici

RT ≤ UTP/IG

RB ≤ 50 (25)/Id

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La resistenza elettrica di un dispersore di terra si trova prevalentemente localizzatain corrispondenza della superficie di contatto fra il dispersore e il suolo e neglistrati di terreno contigui, mentre gli strati più lontani non determinano alcunulteriore incremento apprezzabile: ne risulta che la resistenza totale misurata fradue dispersori di terra è praticamente indipendente dalla distanza che intercede fral’uno e l’altro dispersore, purché tale distanza superi un certo limite che può esseredell’ordine di una decina di metri. La ragione sta nel fatto che le linee di correnteche divergono da un dispersore arrivano a diffondersi, già a breve distanza, entroun mezzo conduttore di sezione praticamente infinita, la cui resistenza elettricadiviene pertanto trascurabile.

Concetti dibase

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Per la determinazione della resistenza di un dispersore di terra ci si basacomunemente sulla misura della caduta di tensione che si manifesta facendoattraversare il dispersore di terra T da una corrente opportuna: si richiede alloscopo una presa di terra ausiliaria, denominata sonda di corrente, infissa ad unacerta distanza dalla prima, ed un generatore opportuno con i poli collegati alledue prese come nello schema della figura riportata a lato. una seconda presaausiliaria P denominata sonda di tensione viene infissa in un punto intermediofra le due precedenti per il rilievo della caduta di tensione provocata dalla presadi terra T.Se tra quest’ultima e la sonda di corrente C si fa passare una certa corrente IT, lacurva che rappresenta le cadute di tensione fra il dispersore T e la sonda di terraausiliaria C assume un andamento del tipo riportato nella figura riportata a lato.In ogni caso, eseguendo il rapporto fra la tensione applicata VTC e la corrente I Tsi ottiene la resistenza complessiva offerta dal dispersore T e dalla sonda di terraausiliaria C [RT + RC = VTC/IT]; mentre la resistenza dell’ impianto di terra Tviene espressa dal rapporto [RT = VTP/IT] essendo VTP la caduta di tensioneparziale fra l’ impianto di terra T e la sonda di tensione P.Per poter individuarecon sicurezza il tratto orizzontale delle curve di tensione in corrispondenza delquale infiggere la sonda di corrente P è bene eseguire tre misure di resistenza,una con la sonda di tensione a metà distanza fra la sonda di corrente e ildispersore T, le altre due ponendo la sonda di tensione una volta 3-4 metri versoil dispersore, una volta 3-4 metri verso la sonda di corrente. Se le tre misuredanno praticamente lo stesso valore, questo rappresenterà senz’altro la realeresistenza di terra RT: se invece i valori risultano diversi bisognerà allontanare lasonda di corrente e ripetere le misure come sopra, fino ad ottenere tredeterminazioni praticamente coincidenti.

Concetti dibase

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Dimensionamento dell’impianto di Terra - Valori massimi ammissibili(Protezione dai contatti indiretti)Strumento di

misuraPr incipio di funzionamento del

Terrometro o tellurometroEsso corrisponde sostanzialmente al metodo potenziometrico che si realizza mettendoin opposizione fra loro la caduta di tensione RT IT provocata dalla resistenza incognitaRT percorsa da una certa corrente IT, con la caduta di tensione r I 2 che si verifica inuna resistenza variabile per gradi noti e che è percorsa da una corrente I 2 aventeun’egual fase ed un rapporto costante con la corrente IT.Per realizzare quest’ultima condizione la corrente I 2 viene ricavata dall’avvolgimentosecondario di un trasformatore di corrente, il cui primario viene percorso dallacorrente IT che è prodotta a sua volta da un piccolo generatore di corrente alternataalimentato a batteria. Il circuito della corrente I T si chiude attraverso la sonda dicorrente C mentre la sonda di tensione P consente di mettere a raffronto le due caduteRT IT ed r I 2 attraverso un elettrodinamometro E.La misura si compie premendo il tasto di attivazione del generatore di tensionealternata e spostando il cursore K , che è del tipo a manopola, fino ad ottenerel’azzeramento dell’elettrodinamometro: a equilibrio raggiunto si ha l’eguaglianza:

RT ⋅⋅⋅⋅ IT = r ⋅⋅⋅⋅ I 2 dalla quale si ricava:RT = r ⋅⋅⋅⋅ I 2 /I T = r ⋅⋅⋅⋅ m

essendo m = I2/IT il rapporto del trasformatore di corrente.

In genere, un apposito commutatore consente di variare il rapporto spire deltrasformatore, così da ottenere più valori di m, ad esempio per m = 1 il valore dellaresistenza incognita RT è fornito per lettura diretta dal numero che si legge adequilibrio raggiunto, in corrispondenza del cursore K ; mentre per m = 10 la resistenzaincognita è pari a 10 volte il valore letto. L’apparecchio è corredato da due picchettida infiggere nel suolo per realizzare rispettivamente la sonda di corrente e la sonda ditensione.

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Cantieri Edili - Definizioni

La Normativa definisce come impianti elettrici nei cantieri dicostruzione e demolizioni gli impianti temporanei destinati a:

-lavori di costruzione di nuovi edifici;-lavori di riparazione, trasformazione, ampliamento odemolizione di edifici esistenti;-opere pubbliche;-lavori di movimentazione di terra;-lavori simili.

Non si considerano soggetti in ogni caso a questa normativaspecifica (anche se facenti parte dell'impianto elettrico di cantiere)i luoghi di servizio dei cantieri quali: uffici, spogliatoi, sale diriunione, spacci, ristoranti, dormitori, servizi igienici, ecc..

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Cantieri Edili - Protezione dai contatti diretti ed indiretti

Nel caso in cui venga impiegato il sistema di protezione daicontatti indiretti mediante interruzione automaticadell'alimentazione occorre:

-nei sistemi TT, dimensionare l'impianto di terra per unatensione di contatto limite pari a 25V c.a. o 60V c.c.;-nei sistemi TN, verificare il tempo di intervento dellaprotezione (per impianti con una tensione verso terra di230V: ≤0,2 s).

Le prese a spina debbono essere conformi alle Norme CEI 23-12/1 e 23-12/2 (prese a spina per uso industriale) ed alimentate:

-da dispositivi differenziali con Idn ≤ 30mA, oppure;-da circuiti SELV, oppure;-mediante separazione elettrica con ciascuna presa a spinaalimentata da un trasformatore distinto.

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Cantieri Edili - Scelta ed installazione dei componenti

Oggetto dellaprescrizione.

Prescrizioni

Quadri elettrici.I quadri per la distribuzione debbono essere di tipo ASC, conformi alla Norma CEI 17-13/4 congrado di protezione non inferiore a IP43.

Condutture.

Le condutture debbono essere installate in modo da evitare sollecitazioni sui conduttori e devonoessere protette contro il danneggiamento meccanico, in particolare è vietato la posa attraversoluoghi di passaggio per veicoli o pedoni. Nel caso si utilizzino cavi flessibili debbono essereimpiegati cavi dei tipo H07RN-F o H07BQ-F, mentre per i cavi con posa fissa è possibile adoperarei tipi FG7OR e N1VV-K.

Dispositivi diprotezione, disezionamento e dicomando.

Tutti i circuiti elettrici in ingresso ed in uscita dai quadri di distribuzione debbono essereadeguatamente sezionati e protetti contro le sovracorrenti ed i contatti indiretti. I dispositivi disezionamento (utilizzati per manutenzione sia elettrica che non elettrica) devono essere adatti peressere fissati nella posizione di aperto (per es. lucchetto esterno o posti all'interno di involucrichiudibili a chiave). Deve inoltre essere prevista l'interruzione di emergenza dell'alimentazione ditutti gli apparecchi utilizzatori per i quali possa essere necessario interrompere tutti i conduttoriattivi per eliminare un pericolo.

Prese a spina.Le prese a spina possono essere collocate all'esterno o all'interno delle ASC, incorporate inavvolgicavo oppure essere del tipo mobile conforme alla Norma CEI 23-12.

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Bagni - Definizione zone

Nei bagni, l'installazione delle varie apparecchiature elettriche èsoggetta a prescrizioni ben precise, determinate in baseall'individuazione di zone di rispetto (art.701.3 della Norma CEI64-8/7).Le zone di rispetto dei locali da bagno e doccia, sono quelled'intorno la vasca da bagno, o la zona doccia e vengonoclassificate nel seguente modo (v. la tab. della pagina successiva):

Zona 0: volume interno della vasca o del piatto doccia.Zona 1: volume esterno verticale della zona 0 fino a 2,25m di altezza sopra il pavimento.Zona 2: volume esterno dalla zona 1 fino a 0,6 m didistanza in orizzontale da quest'ultima e 2,25 m di altezzasopra il pavimento.Zona 3: volume esterno della zona 2 fino a 2,4 m di distanza in orizzontale da quest'ultima e 2,25 m di altezzasopra il pavimento.

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Bagni - Definizione zone

Figura Legendaa) Uscita cordone scalda acqua.b) Cavo multipolare con guaina non metallica

senza giunzioni (tratto più breve possibile).c) Scalda acqua elettrico.d) Combinazione da incasso pulsante allarme a

tirante in materiale isolante.e) Eventuale apparecchio illuminante fisso,

classe II.f) Cassetta di derivazione da parete (con nodo

equipotenziale connesso al conduttore diprotezione).

g) Comando e protezione lavatrice.h) Lavatrice.i) Combinazione da incasso: interruttore,

lampada specchio e presa/e 230 V (2P+T10A).

l) Specchio con lampade incorporate.m) Riparo o diaframma fisso (con materiale

isolante).

Gradi di protezione dei componenti contro lapenetrazione di liquidi:

Zona 1 e 2: non inferiore a IPX4.Zona 3: non inferiore a IPX1, si ammette diregola l'installazione di componenti ordinari daincasso verticale. Se si effettuano pulizie congetti d'acqua prevedere componenti con grado diprotezione non inferiore a IPX5.

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Bagni - Definizione zonePrescrizioni

Oggetto della prescrizioneZona 0 Zona 1 Zona 2 Zona 3

Grado di protezione minimocontro la penetrazione deiliquidi

- IPX4(1) IPX4(1) IPX1(1)

Apparecchi di comando, diprotezione, ecc.

VietatiAmmessi solo interruttori alimentati da SELV(2) con tensione inferiore a 12V c.a. e 30V

c.c.Nessuna limitazione (regole generali)

Prese a spina VietateAmmesse solo se alimentate

singolarmente da trasformatored'isolamento (prese per rasoi)

Ammesse, purché:- protette con interruttore differenziale

ad alta sensibilità (£ 30mA), oppure;- alimentate da SELV(2), oppure;- alimentate con proprio trasformatore

d'isolamento.Cassette di derivazione Vietate Nessuna limitazione (regole generali)

Apparecchi utilizzatori fissi Vietati

Ammessi:- scaldacqua;- apparecchi alimentati da SELV(2) ;- vasche per idromassaggio(3).

Ammessi:- scaldacqua;- apparecchi alimentati da SELV(2) ;- apparecchi di illuminazione,

riscaldamento, ventilatori-aspiratorie vasche per idromassaggio diclasse II e I, protetti questi ultimicon interruttore differenziale ad altasensibilità ( inferiore a 30mA).

Nessuna limitazione (regole generali)

Elementi scaldanti Ammessi solo se protetti da schermo metallico connesso al collegamento equipotenziale supplementare.

Condutture (eccetto quelleincassate a una profonditàmaggiore di 5 cm)

Nella zona 0 è vietata l'installazione di condutture elettriche. Nelle zone 1, 2 e 3 non è consigliabile l'uso di cavi in vista, a meno che nonappartengano a sistemi SELV(2), o siano costituiti da tratti limitati al collegamento degli apparecchi utilizzatori. Nelle zone 1 e 2 non è ammessol'attraversamento di condutture alimentanti apparecchiature situate in zone diverse da queste; inoltre esse devono avere un isolamento equivalentealla classe II, a tal fine è sufficiente impiegare cavi unipolari infilati entro tubi non metallici o cavi multipolari con guaina non metallica.

Collegamentoequipotenzialesupplementare

Collegamento di tutte le masse estranee(4) all 'impianto di terra con conduttore di sezione minima non inferiore a 2,5 mm2 (se protettemeccanicamente) e a 4 mm2 (se a vista o annegate direttamente nella muratura). Tale collegamento è sufficiente che venga eseguito in un solopunto, in corrispondenza dell'ingresso delle masse estranee nei locali da bagno.

(1) Nei locali pubblici deve essere previsto un grado di protezione non inferiore a IPX5.(2) In questo tipo di locali se si utilizzano circuiti SELV si deve prevedere la protezione dai contatti diretti (a prescindere dalla tensione nominale) o tramite involucri o barriere

(IPXXB) o con un isolamento in grado di sopportare una tensione di prova di 500V per 1 minuto.(3) Con collegamento supplementare e segregazione.(4) Per massa estranea si intende un corpo metallico che non fa parte dell 'impianto elettrico e che può introdurre il potenziale di terra; in ambienti ordinari si intendono tali i

corpi metallici che presentano una resistenza di terra inferiore a 1000 ohm.

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Elettrotecnica per civili - Antonio Eusebio€¦ · Effetti della corrente sul corpo umano Ustioni Il passaggio di corrente elettrica su una resistenza è accompagnato da sviluppo