Protezione contro i contatti diretti e indiretti

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ORE 18 VENERDI 24 LUGLIO “UNAE ASCOLTA LE IMPRESE”

Fig.8:Uso di utensili di classe seconda
Fig.7:Alimentazione di un unico utilizzatore mediante gruppo elettrogeno
Fig.6:Alimentazione dei circuiti in luogo conduttore ristretto mediante trasformatore di sicurezza (SELV) e di isolamento
Fig.5:Alimentazione con sistema TN – Parte in bassa tensione
Fig.4:Alimentazione con sistema TN – Parte in media tensione
Fig.3:Alimentazione da rete pubblica (sistema TT)
Fig.2:Esempio di protezione nei confronti di una linea aerea in media tensione
Fig.1:Distanza minima da linee elettriche
Fig.8:Uso di utensili di classe seconda

La protezione contro i contatti diretti viene ottenuta tramite isolamento delle parti attive o mediante involucri e barriere. É bene evitare la protezione mediante ostacoli che può comunque essere utilizzata per breve tempo quando non sono praticabili altre misure. La protezione mediante distanziamento è applicabile alle linee aeree nude.

Essendo i cantieri allestiti generalmente all’aperto occorre tener presente che il DPR 164/56 vieta di eseguire lavori in vicinanza di linee aeree ad una distanza inferiore a 5 m (tenendo eventualmente presente anche la lunghezza del braccio delle gru – fig. 1) a meno che, avvertito il gestore dell’impianto, non si provveda ad un’adeguata protezione mediante ostacoli (fig. 2) per evitare contatti o pericolosi avvicinamenti ai conduttori delle linee.

L’impianto di cantiere è alimentato normalmente da un punto di fornitura provvisorio e trae origine dal punto di allacciamento della linea di alimentazione del quadro generale di cantiere che spesso coincide con i morsetti dell’interruttore limitatore o dell’organo di misura, quando l’energia è fornita direttamente in bassa tensione da un ente distributore, o con un gruppo elettrogeno o una sottostazione prefabbricata di trasformazione MT/BT negli altri casi.

L’alimentazione però può essere prelevata anche da un impianto esistente, con l’impianto di cantiere che in questo caso fa capo ai morsetti dell’interruttore immediatamente a monte della linea di cantiere oppure, come nel caso di piccoli cantieri, direttamente dalla presa a spina che alimenta il quadretto di cantiere.

Per garantire la protezione contro i contatti indiretti sono ammessi tutti i sistemi indicati dalla Norma CEI 64-8, interruzione automatica dell’alimentazione, componenti di classe II, separazione elettrica, ecc. considerando una tensione di contatto limite ridotta rispetto ad un luogo ordinario a 25 V in corrente alternata e a 60 V in corrente continua.

La protezione combinata contro i contatti diretti e indiretti può essere ottenuta mediante il sistema SELV a una tensione nominale non superiore a 50V in corrente alternata o 120V in corrente continua con l’alimentazione fornita da una sorgente di sicurezza con adeguate caratteristiche di separazione (motori generatori, trasformatori di sicurezza, batterie, ecc..).
Alimentazione da rete pubblica a bassa tensione (Sistema TT)

Quando l’alimentazione è fornita direttamente in bassa tensione dall’ente distributore il sistema è TT. Il tipo di sistema determina il modo di collegamento a terra che in questo caso prevede il collegamento di tutte le masse del cantiere ad un impianto di terra indipendente da quello della rete di alimentazione pubblica (fig. 3).

Il valore della resistenza di terra deve essere coordinato con i dispositivi di protezione verificando la seguente relazione:

RE ≤  25    (1.1)
Idn

dove RE è la somma delle resistenze del dispersore e dei conduttori di protezione delle masse, Idn è la corrente nominale differenziale del dispositivo di protezione e 25 V è la tensione limite di contatto.
Alimentazione da rete pubblica in alta tensione (Sistema TN-S)

Per i cantieri di grande dimensione può essere conveniente alimentare l’impianto elettrico in alta tensione mediante una propria cabina di trasformazione realizzando un sistema che, per il modo di collegamento a terra delle masse, prende il nome di TN-S (lo stesso sistema viene adottato anche se l’alimentazione avviene tramite gruppo elettrogeno). L’impianto di terra è unico e si ottiene collegando le masse dell’impianto del cantiere, attraverso un adeguato conduttore di protezione, all’impianto di terra della cabina di trasformazione.

Per la parte in alta tensione la relazione da verificare in questo caso è:

UE = RE x IF ≤ UTP (1.2)

dove RE è la resistenza di terra, UE è la tensione totale di terra, UTP è la tensione di contatto ammissibile ed IF è la corrente di guasto a terra lato alta tensione (dato fornito dall’ente distributore). La tensione totale di terra UE e le tensioni di contatto ammissibili UTP, noto il tempo di eliminazione del guasto tF (dato fornito dall’ente distributore) devono essere scelte fra quelle indicate in fig. 4.

Qualora non fosse possibile garantire il coordinamento dell’impianto di cantiere con le protezioni dell’ente distributore è possibile adottare altre soluzioni proposte dalle Norme CEI 11-1. Per quanto riguarda la parte dell’impianto a bassa tensione occorre verificare il coordinamento dei dispositivi di protezione così come indicato nella Norma CEI 64-8 art. 481.3.1 (fig. 5).

Nei sistemi TN un guasto sul lato bassa tensione è riconducibile ad un vero e proprio corto circuito poiché la corrente si richiude, attraverso i conduttori di fase e quelli di protezione, sul centro stella del trasformatore, senza interessare il dispersore. La protezione può essere attuata per mezzo di dispositivi a massima corrente a tempo inverso quando sia soddisfatta la seguente condizione:

Ia ≤  U0   (1.3)
  Zs  

dove U0 è la tensione nominale verso terra dell’impianto lato bassa tensione (normalmente 230 V), ZS è l’impedenza totale dell’anello di guasto che comprende il trasformatore il conduttore di fase e quello di protezione fra il punto di guasto e il trasformatore, Ia è la corrente che provoca l’intervento delle protezioni entro i tempi indicati per gli impianti in ambienti particolari (fig. 5); 0,2 s per i circuiti terminali e 5 s per i circuiti di distribuzione o circuiti terminali che alimentano apparecchi fissi quando si hanno tensioni verso terra di 230 V.

L’impedenza dell’anello di guasto può essere ottenuta con calcoli o più semplicemente con misure ma negli impianti di cantiere, dove per maggior sicurezza normalmente si impiegano dispositivi differenziali (in questo caso Ia coincide con la corrente nominale differenziale del dispositivo Idn), la misura dell’impedenza dell’anello di guasto in genere non risulta necessaria perché nella maggioranza dei casi con tali dispositivi la relazione 1.3 risulta ampiamente soddisfatta.
Alimentazione dei circuiti in luoghi conduttori ristretti

Tutti i luoghi di dimensioni limitate, racchiusi da superfici metalliche o comunque conduttrici nei quali una persona può entrare in contatto con tali superfici attraverso un’ ampia parte del suo corpo e dove è difficoltoso interrompere tale contatto (fig. 6), vengono denominati luoghi conduttori ristretti (tale definizione è applicabile agli ambienti estesi in cui l’operatore è a stretto contatto, con ampie parti del corpo, con superfici conduttrici, ad esempio lavori con cinture di sicurezza su strutture metalliche, i ponteggi e le incastellature metalliche, l\’interno di serbatoi metallici, gli stretti passaggi tra un insieme di tubazioni metalliche, ecc..).

Gli utensili portatili, gli apparecchi di misura trasportabili o mobili impiegati in questi luoghi possono essere alimentati a bassissima tensione di sicurezza (SELV) ad una tensione non superiore a 50 V (le lampade portatili possono essere alimentate solo a bassissima tensione di sicurezza normalmente 24 V) o tramite separazione elettrica con un trasformatore di isolamento 230V/230V, rispondente alla Norma CEI 96-1 (in questo caso gli utensili, dovranno essere del tipo a doppio isolamento e il trasformatore di sicurezza dovrà essere privo della messa a terra sul secondario), con l’avvertenza di tenere le sorgenti di energia all’esterno del luogo conduttore ristretto. I quadri speciali possono essere muniti di più prese a spina purché alimentate da un singolo trasformatore o da un singolo avvolgimento di un trasformatore con più avvolgimenti secondari separati.
Protezione per separazione elettrica – Impiego di componenti di classe II

I circuiti dei piccolissimi cantieri possono essere collegati direttamente all’impianto esistente mediante presa a spina che alimenta un quadro portatile contenente un trasformatore di isolamento, ottenendo in tal modo una protezione contro i contatti indiretti mediante separazione elettrica. Allo stesso risultato si può giungere anche utilizzando un piccolo gruppo elettrogeno con adeguate caratteristiche di separazione che alimenta un solo utilizzatore alla volta (fig. 7).

Un’altra soluzione possibile per i piccolissimi cantieri consiste nell’impiego di utensili portatili di classe II (fig. 8) purché siano idonei per l’uso in luoghi soggetti a spruzzi d’acqua (IPX4).

Allegati scaricabili
Guida agli impianti elettrici nei cantieri