Oltre ai normali sistemi di protezione quali isolamento, involucri e barriere ecc.., l’interruttore differenziale costituisce un mezzo idoneo alla protezione addizionale contro i contatti diretti ed è per questo particolarmente raccomandato per la protezione degli utilizzatori e dei circuiti terminali. Si consiglia l’impiego di interruttori differenziali con la Idn più bassa possibile applicando però le protezioni in modo da non pregiudicare il corretto funzionamento dell’impianto con interventi intempestivi. La Idn non dovrebbe comunque essere superiore a 30 mA, prescrizione obbligatoria per le prese a spina di qualsiasi tipo (fig. 1). Anche quando si utilizzano circuiti a bassissima tensione di sicurezza (SELV), è necessaria una protezione delle parti attive con isolamento inamovibile atto a sopportare almeno la tensione di prova di 500V oppure mediante involucri e barriere aventi grado di protezione non inferiore a IPXXB.
Protezione dai contatti indiretti
Gli impianti elettrici delle attività agricole e zootecniche hanno raggiunto livelli di complessità tali da comportare talvolta un impegno di potenza ragguardevole. La consistenza degli impianti e a volte la presenza di animali impongono, nei confronti della sicurezza, alcuni provvedimenti aggiuntivi rispetto a quelli previsti per gli ambienti ordinari. Quando il sistema di alimentazione è TT, per l’applicazione della misura di protezione contro i contatti indiretti a mezzo di interruzione automatica del circuito, diversamente dagli impianti installati in ambienti normali, dove la tensione di contatto limite convenzionale UL è stabilita in 50 V, le particolari condizioni ambientali esistenti nei luoghi di ricovero degli animali impongono una UL ridotta a 25 V (fig. 2). Deve per tanto essere verificata la nota relazione:
Ia≤25/RA
Dove RA è la resistenza di terra e Ia è la corrente in ampere che provoca l’intervento del dispositivo di protezione entro i tempi stabiliti ( Ia coincide con la Idn se si impiega un interruttore differenziale). Se gli impianti sono alimentati tramite cabina di trasformazione di proprietà dell’utente il sistema di distribuzione è solitamente TN-S e la tensione totale di terra assume valori variabili in funzione del punto in cui si verifica il guasto. In caso di guasto il circuito deve essere interrotto in tempi non superiori a quelli previsti rispettando la seguente relazione:
Ia≤UO/ZS
Dove UO è la tensione nominale in valore efficace tra fase e neutro in volt dell’impianto dal lato bassa tensione, ZS è l’impedenza totale in ohm dell’anello di guasto che comprende il trasformatore il conduttore di fase e quello di protezione tra il punto di guasto e il trasformatore e Ia è la corrente in ampere che provoca l’intervento del dispositivo di protezione entro il tempo di 0,2 s con una U0 di 230V (0,4 s negli ambienti ordinari). Ottenere questi tempi di intervento è ovviamente sempre possibile utilizzando un interruttore differenziale che in caso di guasto franco a terra apre il circuito in tempi inferiori a 0,04 s. Le tensioni di contatto devono comunque essere mantenute a valori trascurabili mediante la realizzazione di collegamenti equipotenziali supplementari tra le masse e le masse estranee che possono essere toccate dagli animali (fig. 3). Essendo nelle strutture agricole la tensione di contatto limite di 25 V si devono intendere masse estranee tutte le parti metalliche che presentano verso terra una resistenza inferiore a 200 ohm.
Particolare attenzione si richiede nel limitare le tensioni di passo, alle quali gli animali sono particolarmente sensibili, collegando al collettore di terra le griglie metalliche elettrosaldate che vengono comunemente posate sotto il pavimento in calcestruzzo dei luoghi di ricovero degli animali. Attenzione anche alle recinzioni elettrificate che non devono essere posate parallelamente a linee elettriche per evitare che correnti indotte possano introdurre tensioni pericolose. Gli apparecchi di comando, in particolare quelli con funzione di arresto d’emergenza, devono essere installati in posizioni non accessibili agli animali e nello stesso tempo facilmente raggiungibili dagli operatori anche in caso di panico degli animali stessi.
Protezione contro le influenze dell’ambiente
I criteri da seguire nella scelta dei gradi di protezione dalle influenze ambientali sono quelli generali e la responsabilità di scegliere il grado IP più adatto è di pertinenza del progettista. Indicativamente si può tener conto delle seguenti considerazioni:
- ambiente chiuso ma non climatizzato, almeno IP32;
- ambiente esposto agli spruzzi d’acqua e alla pioggia , almeno IP44;
- ambiente polveroso ed esposto alle intemperie, almeno IP55;
- ambiente in cui si effettuano lavaggi con getti d’acqua, almeno IP55;
- ambiente con rischio di allagamenti o presenza di forti getti d’acqua, almeno IP66;
Da considerare anche il grado di inquinamento che tiene conto delle distanze di isolamento in aria e superficiali degli apparecchi (tab. 1).
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Tabella 1 - Gradi di inquinamento del microambiete | |||
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1 |
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3 |
4 |
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Non esiste inquinamento, o si produce soltanto un inquinamento secco non conduttore. L’inquinamento non ha influenza. |
Si produce soltanto un inquinamento non conduttore. Ci si deve tuttavia aspettare occasionalmente una conduttività temporanea provocata dalla condensazione. |
Si produce un inquinamento conduttore o un inquinamento secco non conduttore, che diventa conduttore a seguito della condensazione che può prodursi. |
Si produce una conduttività persistente causata dalla polvere conduttrice, dalla pioggia o da altre condizioni di umidità. |
Tipici degli ambienti ad uso agricolo sono il grado 3, caratteristico degli ambienti non esposti direttamente alle intemperie, e il grado 4, caratteristico dei luoghi all’aperto esposti a polvere conduttrice, pioggia e neve. Nella scelta dei componenti si può far riferimento a quelli destinati ad uso industriale, che normalmente sono costruiti per sopportare un grado di inquinamento 3, e che possono essere ricondotti ad un uso per ambienti con grado di inquinamento 4 prevedendo involucri protettivi contro l’ingresso di polvere (IP55).
Anche la protezione contro gli urti risulta particolarmente importante in questi ambienti dove si suggerisce un grado IK non inferiore a 0,8 per gli ambienti agricoli in genere e 0,9 per quelli che ospitano animali. In ogni caso è bene, negli ambienti in cui sono ricoverati grossi animali, prevedere l’istallazione dei componenti nella parte alta dei locali per impedirne il danneggiamento da parte degli animali stessi. Provvedimenti particolari devono invece essere adottati quando gli ambienti sono a maggior rischio in caso d’incendio o quando esiste il pericolo di esplosione per la presenza di polveri combustibili.
Protezione contro l’incendio e il pericolo di esplosione
Un luogo è da considerare a maggior rischio in caso d’incendio quando la classe del compartimento antincendio calcolata secondo i dettami della C.M.I. n° 91/1961 risulta superiore a 15. Solitamente, vista la difficoltà nello stabilire la quantità massima di prodotti combustibili che potrebbero essere stoccati in un determinato ambiente e quando sono presenti animali in numero rilevante, si preferisce prevedere un impianto elettrico adatto a luoghi con maggior rischio in caso di incendio. In questo caso si deve far riferimento alla sezione 751 della Norma CEI 64-8 ponendo particolare attenzione ai problemi legati all’evacuazione degli animali. Per la protezione contro gli incendi vige la necessità di installare almeno un interruttore differenziale con Idn non superiore a 0,5 A. Tutti i componenti che nel funzionamento ordinario possono produrre archi, scintille o punti caldi, devono avere involucri con grado di protezione non inferiore a IPX4 (in pratica IP44). Questa disposizione non si applica se i componenti sono installati su o dentro strutture non combustibili o se di tipo mobile.
Gli apparecchi per il riscaldamento devono essere tenuti a distanza di sicurezza dagli animali ed essere installati in modo sicuro per evitare rischi d’incendio e scottature agli animali stessi (distanza dagli animali di almeno 0,5 m). I prodotti agricoli che presentano componenti in polvere combustibile possono, in particolari condizioni, creare atmosfere tendenzialmente esplosive. E’ un problema che non interessa generalmente i prodotti freschi quanto piuttosto lo stoccaggio e la manipolazione di quelli secchi e che, nelle strutture agricole, si può presentare ad esempio in silos e tramogge in fase di carico e scarico, nei depositi di farine, quando l’involucro non è perfettamente sigillato, ecc. Si possono formare pertanto zone 21, con atmosfere esplosive presenti per un tempo limitato durante la fase di normale lavorazione, zone 22, nelle quali durante il funzionamento normale è improbabile il formarsi di atmosfera esplosiva che quindi può essere presente solo occasionalmente e zona 20, con presenza permanente o per lunghi periodi dell’atmosfera esplosiva (fig. 4).
In questi casi l’impianto elettrico deve rispondere alla Norma 31-36 che richiede componenti protetti da custodie con grado di protezione IP 6X per le zone 20 e 21 e IP 5X per la zona 22 (se la polvere non è conduttrice, in caso contrario occorre IP 6X anche nelle zone 22). Queste custodie devono essere conformi alla direttiva ATEX e riportare sigle identificative EEx II 1 D per la zona 20, EEx II 2 D per la zona 21 e EEx II 3 D per la zona 22. Oltre a questo la superficie delle custodie non deve mai raggiungere, nelle peggiori condizioni, la temperatura di accensione della nube di polvere (per i prodotti agricoli vale circa 350° C). Il pericolo di esplosione può manifestarsi anche negli impianti di riscaldamento alimentati con gas metano o GPL. In questi casi l’individuazione delle zone pericolose (l’estensione di queste zone è funzione del rapporto fra l’emissione in caso di guasto e la portata d’aria di ventilazione) deve essere condotta con i criteri forniti dalla norma CEI 31-30 e dalla guida CEI 31-35.
