Guida alla protezione contro i contatti indiretti - Alternative messa a terra 2a

      Guida alla protezione contro i contatti indiretti – Le alternative alla messa a terra          (seconda parte)  1  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.  Guida alla protezione contro i contatti indiretti  Le alternative alla messa a terra      (seconda parte)      di Gianluigi Saveri      1.  Bassissima tensione di sicurezza, sistema PELV         Fig. 4 - Sistema PELV    Il sistema PELV (Protective Extra Low Voltag) è un circuito a bassissima tensione normalmente utilizzato  per l’alimentazione dei circuiti di comando. L’alimentazione è fornita  tramite una sorgente di sicurezza separata con un isolamento doppio o rinforzato ( o con schermo metallico collegato a terra) dagli altri sistemi elettrici e presenta un polo del circuito collegato a terra.   In ambienti normali se la tensione nominale non è superiore a 25 V in c.a. e a 60 V in c.c. il sistema garantisce la duplice protezione contro i contatti diretti ed indiretti. Negli altri casi la tensione deve essere ridotta a 15 V in c.a. e 6 V in c.c. Le prese a spina dei sistemi PELV possono essere intercambiabili con quelle dei sistemi SELV ma non con quelle degli altri sistemi compresi i FELV.          Pubblicato il: 19/06/2007 Aggiornato al: 19/06/2007   

      Guida alla protezione contro i contatti indiretti – Le alternative alla messa a terra          (seconda parte)  2  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.    PELV    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’ 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  Separazione dei  circuiti  La separazione deve essere ottenuta adottando uno dei seguenti metodi:  - mediante conduttori separati materialmente;  - con i conduttori del circuito PELV 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;  - con i circuiti a tensione diversa contenuti in uno stesso cavo multipolari  o in uno  stesso raggruppamento di cavi, purché i conduttori dei circuiti PELV siano isolati,  nell’insieme o individualmente, per la massima tensione presente.  Protezione contro i  contatti diretti  Le protezioni non sono necessarie:  -  se la tensione nominale di alimentazione non è superiore a 25 V c.a. e 60 V c.c. non  ondulata e se gli apparecchi si trovano in luoghi all’interno della zona di influenza del  collegamento equipotenziale;  - se la tensione nominale non è superiore a 6 V in c.a. oppure 15 V in c.c. non  ondulata.  Negli altri casi le parti attive devono essere protette mediante involucri che forniscano  un grado di protezione minimo IPXXB o IP2X oppure con un isolamento in grado di  sopportare una tensione di prova di 500 V in c.a. per un minuto.  Prese a spina  Le spine e le prese PELV  possono essere intercambiabili con quelle dei sistemi SELV ma  non con quelle di altri sistemi elettrici compreso il FELV. Possono essere provviste di contatto per il collegamento del  conduttore di protezione  Tab. 2 – Caratteristiche di un sistema PELV   

      Guida alla protezione contro i contatti indiretti – Le alternative alla messa a terra          (seconda parte)  3  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.  2.  Bassissima tensione di sicurezza, sistema FELV         Fig. 5 - Sistema FELV     Nel Safety Extra Low Voltage (FELV)  l’alimentazione è prelevata dal secondario di un normale trasformatore o autotrasformatore o fornita da un alimentatore elettronico senza però particolari caratteristiche di separazione. Un guasto dal primario verso il secondario può quindi provocare un innalzamento della tensione sui circuiti  e creare situazioni di pericolo.   Per questo motivo la protezione è garantita, solo in ambienti ordinari, se le masse del circuiti SELV sono connesse al conduttore di protezione del circuito primario (se inserito in un circuito protetto per separazione elettrica il collegamento deve essere effettuato al conduttore equipotenziale isolato, non connesso a terra, che interconnette tutte le masse del circuito primario) e se è previsto a monte un dispositivo di interruzione  automatica dell’alimentazione che intervenga in caso di guasto a terra.  

      Guida alla protezione contro i contatti indiretti – Le alternative alla messa a terra          (seconda parte)  4  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.  FELV    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.  Protezione contro i  contatti diretti  Devono essere previsti involucri o barriere inaccessibili al dito di prova o con un  isolamento pari alla tensione di prova minima richiesta per il circuito primario. Dal  momento che gli apparecchi a bassissima tensione sono abitualmente isolati per la  propria tensione nominale e non per la tensione verso terra del circuito primario si può  rendere necessario rinforzare l’isolamento durante l’installazione in modo che possa  resistere ad una tensione di prova di 1500 V (valore efficace in corrente alternata)  applicata per un minuto.  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.  Tab. 3 – Caratteristiche di un sistema FELV                         

      Guida alla protezione contro i contatti indiretti – Le alternative alla messa a terra          (seconda parte)  5  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.    3.  Limitazione della corrente e/o della carica elettrica     La protezione è garantita quando il contatto avviene con un elemento sul quale, fra la parte attiva e la parte che può essere toccata, è stata interposta un’impedenza di protezione in modo che la  corrente che attraversa la persona non sia superiore a:  -   1 mA in c.a. oppure 3 mA in c.c. per le parti che devono essere toccate frequentemente durante il servizio ordinario;  -   3,5 mA in c.a. oppure 10 mA in c.c. per altre parti   La carica elettrica disponibile non deve essere superiore a:  -   0,5 micro C per le parti che devono essere toccate frequentemente durante il servizio ordinario;  -   50 micro C per le altri parti.   Questa misura di protezione è utilizzata soprattutto per gli apparecchi (ad es. interruttori di prossimità, apparecchi elettromedicali, ecc.) e quindi trattata dalle relative norme di prodotto. In alcuni casi, come ad esempio per i recinti elettrici utilizzati per la custodia di animali, possono essere  previsti valori di corrente e di carica elettrica diversi da quelli indicati.                        

      Guida alla protezione contro i contatti indiretti – Le alternative alla messa a terra          (seconda parte)  6  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.    4.  Luoghi non conduttori     In pratica l’impiego di luoghi non conduttori (fig. 6) per la protezione dai contatti indiretti sono scarsamente utilizzati perché esistono  pochi locali che permettono di soddisfare le condizioni richieste per l’applicazione di questa misura di protezione. La sicurezza nei confronti dei contatti indiretti dipende dall’isolamento principale dei componenti dell’impianto e dall’isolamento del locale. In caso di guasto la corrente che attraversa il corpo umano non risulta pericolosa in virtù dell’elevata resistenza verso terra che ne limita il valore.  Questo presuppone un ambiente che presenti una resistenza verso terra di pareti e pavimento di almeno 50 kohm per tensioni nominali non superiori a 500 V e 100 kohm per tensioni superiori. Sono ammessi i componenti elettrici in Classe 0 anche se il loro utilizzo, in considerazione del  limitato campo di impiego,  suggerisce l’impiego di componenti elettrici di Classe I non collegati a terra.   E’  vietato l’uso di prese a spina e deve essere evitata l’introduzione nel locale di componenti elettrici collegati a terra o di masse estranee.  Le masse estranee che escono  dal locale, come ad es. le  tubazioni metalliche, devono essere isolate mediante l’interposizione di uno o più  elementi isolanti in modo che potenziali pericolosi non siano esportati all’esterno.  Deve essere impedito il contatto simultaneo fra due masse o fra  una massa ed una massa estranea e non devono essere introdotti in alcun modo conduttori di protezione.  Questo può essere ottenuto se il locale  ha pavimento e pareti isolanti e se adotta una o più delle seguenti prescrizioni:  -   le  masse e le  masse estranee e le masse tra di loro devono essere distanziate di almeno 2,5 m, distanza  che può essere ridotta a 1,25 m se sono al di fuori della portata di mano;    -   interposizione di adeguati ostacoli tra masse e masse estranee che, per  essere efficaci, devono permettere di consentire il mantenimento delle distanze precedentemente indicate. Tali ostacoli  non devono essere collegati a terra o a masse e, per quanto possibile, devono essere di materiale isolante;    -   - interposizione di giunti isolanti che interrompano le masse estranee. Tali elementi  devono  possedere adeguata  resistenza meccanica, devono poter sopportare una tensione di prova di almeno 2000 V e,  in condizioni di normale utilizzo, la  corrente di dispersione verso terra non deve essere superiore a 1 mA.   Le persone che entrano o escono dal locale  al locale  non  devono essere sottoposte a differenze di potenziale pericolose. Questo sistema di protezione può essere utilizzato solo in ambienti ordinari e non è quasi mai applicabile negli edifici civili e similari. La difficoltà di attuare tutte queste prescrizioni ne rende praticabile l’uso solo in casi particolari e in ambienti sotto la costante sorveglianza di personale adeguatamente addestrato (occorre periodicamente verificare che non cambino nel tempo  le condizioni previste).    

      Guida alla protezione contro i contatti indiretti – Le alternative alla messa a terra          (seconda parte)  7  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.    Fig. 6 – Luoghi non conduttori                 

      Guida alla protezione contro i contatti indiretti – Le alternative alla messa a terra          (seconda parte)  8  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.    5.  Collegamento equipotenziale locale non connesso a terra      La protezione si realizza collegando localmente fra loro le masse e le masse estranee simultaneamente accessibili (la necessità di collegare in equipotenzialità le masse esclude l’uso di componenti di classe 0, privi di morsetto di terra, e impone quindi l’uso di componenti di classe 1). Il collegamento  equipotenziale deve essere isolato da terra e  pertanto deve essere evitata la  connessione a terra, né diretta, né tramite masse o masse estranee. Il principio sul quale si basa questo sistema di protezione consiste nell’impedire che  fra due masse o fra una massa e una massa estranea si stabilisca una differenza di potenziale. Se non c’è  differenza di potenziale, non c’è passaggio di corrente e quindi nemmeno pericolo di elettrocuzione per le persone.    Si devono però prendere alcune precauzioni per evitare  che le persone che transitano nel locale, da e verso l’esterno,  siano sottoposte ad una differenza di potenziale pericolosa (ad esempio adottando pedane isolanti), soprattutto in presenza di pavimenti conduttori isolati da terra collegati ad un collegamento equipotenziale locale non connesso a terra. Oltre ciò, come per i locali non conduttori, occorre interrompere le masse estranee entranti, non si devono introdurre componenti di classe 1 con un collegamento a terra e il locale deve essere costantemente monitorato da personale opportunamente addestrato. Questo sistema di protezione può essere utilizzato solo in ambienti ordinari e trova scarsa applicazione negli edifici civili e similari.                      

      Guida alla protezione contro i contatti indiretti – Le alternative alla messa a terra          (seconda parte)  9  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.    6. Separazione elettrica     Se l’impedenza verso terra di un circuito guasto è sufficientemente elevata, il contatto di una persona con una parte in tensione non provoca alcun danno. Su questo principio si basa il sistema di protezione per separazione elettrica (fig. 7) che però, per risultare efficace, deve essere applicato su circuiti tanto poco estesi da poter trascurare le correnti di natura capacitiva.        Fig. 7 – Separazione elettrica.   La sicurezza di questa misura di protezione dipende   dal buon isolamento dei circuiti separati      L’isolamento complessivo si riduce infatti notevolmente con l’aumentare della lunghezza delle condutture con conseguente aumento  delle capacità verso terra e delle relative correnti. La situazione ideale, che non richiede particolari attenzioni, consiste in un circuito separato che alimenta un solo apparecchio.  Se il circuito separato alimenta più di un utilizzatore aumentano i rischi e si rende   indispensabile  un costante e capillare controllo dell’impianto (la sicurezza dipende in gran parte dal buon stato di conservazione dei componenti, dall’isolamento complessivo dei circuiti ed in particolare dei cavi flessibili che possono subire danneggiamenti meccanici) da parte di personale addestrato. Inoltre il prodotto della tensione nominale in volt del circuito separato per la lunghezza  in metri della conduttura non deve essere superiore a 10000 V m.   In ogni caso la lunghezza della conduttura elettrica non deve superare i  500 m. L’alimentazione per separazione elettrica può essere realizzata, anche in un normale sistema di distribuzione, mediante l’uso di un normale trasformatore (con esclusione degli autotrasformatori). Per migliorare la sicurezza potrebbe comunque essere utilizzato un trasformatore di isolamento (richiesto se il luogo è conduttore ristretto), con caratteristiche costruttive tali da rendere minima la probabilità di un guasto fra gli avvolgimenti, e garantire in tal modo una separazione di protezione  fra primario e secondario (fig. 8).    

      Guida alla protezione contro i contatti indiretti – Le alternative alla messa a terra          (seconda parte)  10  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.    Fig. 8 – Nei sistemi di protezione per separazione elettrica  il trasformatore di isolamento non è necessario ma  migliora comunque la sicurezza  a)  Con il trasformatore di isolamento il pericolo si manifesta dopo tre guasti  b)  Senza trasformatore di isolamento il pericolo si manifesta dopo due guasti    Le masse del circuito separato non devono essere collegate intenzionalmente ad impianti di terra ne a masse di altri circuiti  e nemmeno a masse estranee, questo  per non azzerare la resistenza del circuito di guasto ed annullare così l’efficacia della protezione.   Quando con uno stesso trasformatore si alimentano più utilizzatori contemporaneamente questi devono essere collegati equipotenzialmente fra loro tramite un conduttore di protezione isolato da terra (fig. 9). Si vuole con questo evitare che ad un primo guasto a terra sulla fase di un utilizzatore, che può permanere per un tempo imprecisato, possa seguire un secondo guasto su una fase diversa  di un altro utilizzatore, creando così una situazione di pericolo per la persona  che toccasse contemporaneamente i due apparecchi.   Il doppio guasto, in virtù del collegamento fra le masse, viene invece tramutato in un  cortocircuito che determina l’intervento dei dispositivi di protezione  che devono aprire nei tempi stabiliti dalla curva di sicurezza.  Inoltre le eventuali prese a spina devono essere dotate di un contatto di protezione da collegare al conduttore equipotenziale e tutti i cavi flessibili che collegano componenti non  di classe II devono incorporare un conduttore di protezione da utilizzare come conduttore per il collegamento equipotenziale. L’alimentazione dei circuiti separarti tramite trasformatore è solitamente utilizzata quando la modesta dimensione dell’impianto non giustifica l’installazione di un impianto di terra.   La limitata estensione dei circuiti esclude l’obbligo di controllare con continuità l’isolamento dell’impianto anche se nulla impedisce, per migliorare  le prestazioni del sistema di protezione, di corredare il circuito di un dispositivo di controllo dell’isolamento. Se vengono rispettate le condizioni richieste, l’alimentazione può essere ottenuta anche tramite una sorgente autonoma, ad esempio un gruppo elettrogeno. La tensione di alimentazione di un circuito separato non deve comunque essere superiore a 500 V.       

      Guida alla protezione contro i contatti indiretti – Le alternative alla messa a terra          (seconda parte)  11  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.    Fig. 9 – Le masse degli apparecchi alimentati dal medesimo trasformatore di isolamento devono essere fra loro interconnesse mediante  un collegamento equipotenziale isolato da terra (EQS) al quale deve essere collegato anche il contatto di protezione delle eventuali  prese a spina.