Appunti di Tecnologie e Progettazione - classe terza

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unita_4_2 [2015/09/20 15:30] – [5 Protezione contro i contatti diretti e indiretti] adminunita_4_2 [2020/07/03 15:59] (versione attuale) – modifica esterna 127.0.0.1
Linea 9: Linea 9:
 Molte funzioni del nostro corpo - ad esempio il movimento dei muscoli - sono controllate dal sistema nervoso attraverso degli impulsi elettrici. Se una corrente esterna attraversa il corpo si ha un infortunio detto **folgorazione** (o **elettrocuzione**) che consiste in un alterazione delle funzioni vitali con effetti più o meno nocivi fino alla morte dell'infortunato. Il passaggio di corrente avviene se l'infortunato entra in contatto con una parte in tensione; in questo caso il corpo si comporta come un conduttore e la corrente è determinata dalla legge di Ohm: Molte funzioni del nostro corpo - ad esempio il movimento dei muscoli - sono controllate dal sistema nervoso attraverso degli impulsi elettrici. Se una corrente esterna attraversa il corpo si ha un infortunio detto **folgorazione** (o **elettrocuzione**) che consiste in un alterazione delle funzioni vitali con effetti più o meno nocivi fino alla morte dell'infortunato. Il passaggio di corrente avviene se l'infortunato entra in contatto con una parte in tensione; in questo caso il corpo si comporta come un conduttore e la corrente è determinata dalla legge di Ohm:
  
-$$I = V_text(contatto) / R_text(corpo) $$+`I = V_text(contatto) / R_text(corpo) `
  
-La tensione di contatto è spesso quella di rete, cioè una tensione alternata sinusoidale con frequenza di 50 Hertz e valore efficace di 230 Volt. La resistenza invece è molto variabile e dipende da diversi fattori: umidità, zona di contatto, percorso della corrente, ecc. Per valutare la sicurezza elettrica si considera un valore cautelativo di 1000 Ohm.+La tensione di contatto è spesso quella di rete, cioè una tensione alternata sinusoidale con frequenza di 50 Hertz e valore efficace di 230 Volt, molto superiore alla //tensione di contatto limite convenzionale// pari a 50 Volt. La resistenza invece è molto variabile e dipende da diversi fattori: umidità, zona di contatto, percorso della corrente, ecc.  
 + 
 +Per valutare la sicurezza elettrica si considera un valore cautelativo di 1000 Ohm (CEI 11-8).
  
 L'entità del danno non dipende solo dal valore della corrente ma anche: L'entità del danno non dipende solo dal valore della corrente ma anche:
Linea 32: Linea 34:
 Osserviamo che: Osserviamo che:
   * la fibrillazione è particolarmente pericolosa perché è un fenomeno irreversibile che porta all'arresto cardiaco, risolvibile solo con l'impiego di un defibrillatore   * la fibrillazione è particolarmente pericolosa perché è un fenomeno irreversibile che porta all'arresto cardiaco, risolvibile solo con l'impiego di un defibrillatore
-  * per valori elevati di corrente oltre aumentano le probabilità di arresto cardiaco/respiratorio e si manifestano ustioni esterne e interne dovute all'effetto Joule +  * per valori elevati di corrente aumentano le probabilità di arresto cardiaco/respiratorio e si manifestano ustioni esterne e interne dovute all'effetto Joule 
-  * il limite di non pericolosità convenzionale è di 10 mA+  * il limite di non pericolosità convenzionale è di 10 mA ((è anche il valore della corrente di rilascio, cioè il valore entro il quale una persona è in grado di lasciare la parte in tensione))
  
 ===== 4 Resistenza elettrica del corpo umano ===== ===== 4 Resistenza elettrica del corpo umano =====
Linea 58: Linea 60:
 La **protezione dai contatti diretti** si ottiene isolando le parti normalmente sotto tensione in modo da impedire sia i contatti //accidentali// che //volontari//. Si distingue tra: La **protezione dai contatti diretti** si ottiene isolando le parti normalmente sotto tensione in modo da impedire sia i contatti //accidentali// che //volontari//. Si distingue tra:
   * protezioni totali, per personale non addestrato, quali:   * protezioni totali, per personale non addestrato, quali:
-    * involucri accessibili (es. il case di un computer)+    * involucri accessibili solo usando attrezzi (es. il case di un computer)
     * barriere accessibili da una sola direzione (es. supporto di un interruttore o di una presa)     * barriere accessibili da una sola direzione (es. supporto di un interruttore o di una presa)
     * isolamento non rimovibile (es. la guaina di una cavo)     * isolamento non rimovibile (es. la guaina di una cavo)
   * protezioni parziali, per personale addestrato, quali:   * protezioni parziali, per personale addestrato, quali:
-    * ostacoli rimovibili solo intenzionalmente (es. rete)+    * ostacoli rimovibili solo intenzionalmente (es. rete metallica di protezione)
     * distanziamento tra le parti a tensione diversa in modo che non siano accessibili contemporaneamente     * distanziamento tra le parti a tensione diversa in modo che non siano accessibili contemporaneamente
  
Linea 78: Linea 80:
 {{:doppioisolamento.png|simbolo di doppio isolamento}} {{:doppioisolamento.png|simbolo di doppio isolamento}}
  
-La protezione mediante trasformatore di isolamento, utilizzata più raramente, prevede la separazione dell'impianto dalla rete elettrica con un trasformatore. Il trasformatore trasmette la potenza elettrica dalla rete agli apparecchi collegati all'impianto mantenendo i due circuiti elettricamente separati. In questo caso, dal momento che l'impianto non è collegato a terra, anche in caso di contatto con una parte in tensione non può circolare corrente perché non c'è un percorso chiuso.+La protezione mediante **trasformatore di isolamento**, utilizzata più raramente, prevede la separazione dell'impianto dalla rete elettrica con un trasformatore. Il trasformatore trasmette la potenza elettrica dalla rete agli apparecchi collegati all'impianto mantenendo i due circuiti elettricamente separati. In questo caso, dal momento che l'impianto non è collegato a terra, anche in caso di contatto con una parte in tensione non può circolare corrente perché non c'è un percorso chiuso.
  
 Una soluzione alternativa che protegge sia dai contatti diretti che indiretti è quella di utilizzare //sistemi a bassissima tensione// detti **SELV** (fig. 9). Si tratta di impianti particolare dove tensione viene ridotta ad un valore non pericoloso - in genere 50 Volt - per cui, anche in caso di contatto, non si hanno rischi per la sicurezza. Il grosso svantaggio è che in questi impianti non è possibile utilizzare apparecchi standard, progettati per funzionare a 230 Volt). Una soluzione alternativa che protegge sia dai contatti diretti che indiretti è quella di utilizzare //sistemi a bassissima tensione// detti **SELV** (fig. 9). Si tratta di impianti particolare dove tensione viene ridotta ad un valore non pericoloso - in genere 50 Volt - per cui, anche in caso di contatto, non si hanno rischi per la sicurezza. Il grosso svantaggio è che in questi impianti non è possibile utilizzare apparecchi standard, progettati per funzionare a 230 Volt).
Linea 84: Linea 86:
 ==== Protezione con interruzione automatica ==== ==== Protezione con interruzione automatica ====
  
-Questo sistema di protezione è quello normalmente impiegato negli impianti elettrici e funziona grazie ad interruttori automatici differenziali coordinati con l'impianto di terra. +Il sistema di protezione con interruzione dell'alimentazione è quello normalmente impiegato negli impianti elettrici e funziona grazie al coordinamento tra interruttori automatici differenziali e impianto di terra. Questo sistema prevede la circolazione di una corrente di dispersione verso terra in caso di guasto. Questa corrente viene rilevata dall'interruttore differenziale che, in maniera automatica, interrompe l'alimentazione ponendo fine al guasto. Questo sistema è efficace solo se nell'impianto sono presenti sia l'impianto di terra che l'interruttore automatico differenziale. Il coordinamento delle protezioni stabilisce che: 
- +  * considerata una tensione di contatto limite convenzionale di 50 Volt 
-prevede la circolazione di una corrente di dispersione verso terra in caso di guasto. Questa corrente viene rilevata dall'interruttore differenziale che, in maniera automatica, interrompe l'alimentazione ponendo fine al guasto. Questo sistema è effice solo se nell'impianto sono presenti sia l'impianto di terra che l'interruttore automatico differenziale.+  * impiegando interruttori differenziali ad alta sensibilità, dove la corrente differenziale nominale di intervento è pari a 30 mA 
 +  * la resistenza verso terra calcolata con la legge di Ohm deve essere %%`R_E <= V_L / (0,03) = 1,67 kΩ`%%
  
-In un impianto domestico il gestore dell'energia (ad esempio l'ENEL) fornisce l'energia elettrica attraverso i conduttori di fase e neutro. Tra i due conduttori è presente una tensione alternata di 230V (si tratta del valore efficace, non di quello massimo) a 50Hz. Il neutro ha un potenziale di 0 Volt perché è collegato a terra. L'impianto è dotato di contatore e interruttore generale e, per la protezione elettrica, di interruttori automatici (differenziale e per sovracorrenti) e impianto di terra. L'impianto di terra è realizzato dal proprietario dell'impianto e serve a collegare a terra le masse attraverso i cavi di colore giallo-verde (detti PE) e un dispersore piantato nel terreno. Negli apparecchi elettrici questo collegamento avviene tramite il polo centrale della spina di alimentazione.+Questo valore è piuttosto alto ed è facile realizzare in impianto di terra con valori molto inferiori.
  
-In condizioni di funzionamento normali la corrente scorre attraverso l'apparecchio senza interessare l'impianto di terra e la corrente del conduttore di fase è uguale a quella del neutro. In caso di guasto invece la situazione è quella illustrata in figura:+==== Sistema TT ====
  
-{{:sicurezza_elettrica:terradiff.png|protezione con impianto di terra e interruttore differenziale}}+In un impianto domestico il gestore dell'energia (ad esempio l'ENEL) fornisce l'energia elettrica attraverso i conduttori di **fase** e **neutro**. Tra i due conduttori è presente una tensione alternata di 230V (si tratta del valore efficace, non di quello massimo) a 50Hz. Il neutro ha un potenziale di 0 Volt perché è collegato a terra. In Italia la distribuzione dell'energia elettrica in bassa tensione è fatta col sistema TT (pag. 248) dove: 
 +  * la prima T indica che il neutro è messo in terra dall'Enel alla partenza della linea 
 +  * le masse sono collegate a terra attraverso l'impianto di terra dell'utente
  
-Un guasto di isolamento fa si che una parte della corrente entrante si disperda verso terra, di conseguenza la corrente I<sub>F</sub> è diversa da I<sub>N</sub>. La corrente dispersa (I<sub>d</sub>) può circolare perché la terra dell'impianto è in comunicazione con quella dell'ENEL, tuttavia proprio la presenza di questa corrente fa scattare l'interruttore differenziale che apre automaticamente quando I<sub>F</sub> e I<sub>N</sub> sono diverse. +In definitiva ogni impianto in bassa tensione è dotato di: 
-===== Altro =====+  * contatore e interruttore generale 
 +  * interruttori automatici (differenziale e per sovracorrenti) 
 +  * impianto di terra 
 +L'impianto di terra è realizzato dal proprietario dell'impianto e serve a collegare a terra le masse attraverso i cavi di colore giallo-verde (detti PE) e un dispersore piantato nel terreno. Negli apparecchi elettrici questo collegamento avviene tramite il polo centrale della spina di alimentazione.
  
-Integrazioni dal testo: +In condizioni di funzionamento normali la corrente scorre attraverso l'apparecchio senza interessare l'impianto di terra e la corrente del conduttore di fase è uguale a quella del neutro. In caso di guasto invece la situazione è quella illustrata nella figura 10. Un guasto di isolamento fa si che una parte della corrente entrante si disperda verso terra. La corrente dispersa (I<sub>d</sub>), data dalla differenza tra I<sub>F</sub> e I<sub>N</sub>, può circolare perché la terra dell'impianto è in comunicazione con quella dell'ENEL; tuttavia proprio la presenza di questa corrente fa scattare l'interruttore differenziale che apre automaticamente quando I<sub>F</sub> e I<sub>N</sub> sono diverse.
-  * illustrazione sull'interruttore differenziale (fig. 10), differenziale ad alta sensibilità (Idn = 30 mA) +
-  * sistema TT e TN (fig. 1, 2 e 3 pag. 248)+
  
-Integrazioni da appunti Malucelli: 
-  * coordinamento delle protezioni e valore limite della tensione (50 V) 
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unita_4_2.1442763002.txt.gz · Ultima modifica: 2020/07/03 15:59 (modifica esterna)