presentazione LVD

MASTER SICUREZZA MACCHINE
Compatibilità Elettromagnetica
e Sicurezza Elettrica
7
modulo
Prof. Alessandro Sona
Ing. Diego Dainese
Sommario della giornata
PRIMA PARTE
Compatibilità Elettromagnetica
Direttiva Europea 2004/108/EC
Richiami Teorici per l’analisi di fenomeni EMI
Analisi emissioni condotte
Analisi emissioni irradiate
Prove di immunità
Progettazione e diagnostica EMC
Esempi
SECONDA PARTE
Elettrocuzione
Classificazioni dei sistemi elettrici e tipologia dei contatti elettrici
Prove di Sicurezza Elettrica su Apparecchiature
Direttiva Bassa Tensione (LVD) 2006/95/CE
1
SECONDA PARTE
PARTE
ELETTROCUZIONE
2
ELETTROCUZIONE
Affinché il corpo umano sia attraversato da una corrente elettrica, cioè
subisca una scossa elettrica, deve essere sottoposto a una differenza di
potenziale
Fra due punti differenti
del corpo devono essere applicate due
differenti polarità o due differenti fasi
riconducibili a uno stesso sistema
elettrico
ELETTROCUZIONE
Una delle due parti che partecipano al formarsi della
ddp può essere anche il terreno o qualsiasi elemento
conduttore che si trova in contatto con esso (anche
l’impianto di terra)
6
3
ELETTROCUZIONE
Affinché il terreno sia un riferimento di potenziale è necessario che sia
elettricamente inserito nel sistema di distribuzione
7
Effetti della Corrente Elettrica
sul Corpo Umano
•
Fin dagli esperimenti di Luigi Galvani (1790) è noto che l’attività
biologica si accompagna ad una attività elettrica. Quindi è facile
intuire come correnti elettriche esterne, sommandosi alle piccole
correnti fisiologiche interne, possano alterare le funzioni vitali
dell’organismo, fino a provocare effetti letali.
•
Gli effetti più frequenti e più importanti che la corrente produce
sul corpo umano sono fondamentalmente quattro:
1. TETANIZZAZIONE
2. ARRESTO DELLA RESPIRAZIONE
3. FIBRILLAZIONE VENTRICOLARE
4. USTIONI
8
4
Tetanizzazione
• Se uno stimolo elettrico è applicato ad una muscolo, esso si contrae,
per poi ritornare allo stato di riposo. Se al primo stimolo ne segue un
secondo, prima che il muscolo sia tornato allo stato di riposo, i due
effetti possono sommarsi. Più stimoli opportunamente intervallati
contraggono ripetutamente il muscolo in modo progressivo
(contrazione tetanica).
• La “tetanizzazione dei muscoli” è la contrazione involontaria dei
muscoli interessati al passaggio della corrente.
• E’ per questo motivo che l’infortunato, se attraversato da corrente
alternata, può rimanere appiccicato alla parte in tensione; il contatto
perdura nel tempo e può produrre svenimenti, asfissia, collasso, stato
di incoscienza.
9
Tetanizzazione
• Il più elevato valore di corrente per cui il soggetto è ancora capace
di lasciare la presa della parte in tensione con la quale è in contatto è
la corrente di rilascio:
Donne: 10 mA (50Hz); Uomini: 15 mA (50 Hz)
• Anche la corrente continua, se elevata, può produrre tetanizzazione,
anche se in generale è meno pericolosa di quella alternata.
10
5
Arresto della Respirazione
• Correnti superiori ai limiti sopra indicati per la corrente di rilascio
producono nell’infortunato difficoltà di respirazione e segni di asfissia:
il passaggio della corrente determina una contrazione dei muscoli
addetti alla respirazione e una paralisi dei centri nervosi che
sovrintendono alla funzione respiratoria; se la corrente perdura,
l’infortunato perde conoscenza e può morire soffocato.
• Circa il 6% delle morti per folgorazioni è dovuto ad asfissia. Di qui
l’importanza della respirazione artificiale della tempestività con la
quale è applicata e della durata per cui è praticata. E’ necessario
intervenire al max. entro 3-4 min.
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Fibrillazione Ventricolare
• La contrazione del muscolo cardiaco nel suo normale funzionamento
è prodotta da impulsi elettrici provenienti dal nodo senoatriale, che è
un generatore biologico di impulsi elettrici che comandano il cuore.
• All’attività elettrica normale corrisponde il pulsare ordinato e
ritmico del muscolo cardiaco; quando giungono segnali elettrici
eccessivi ed irregolari, il cuore viene sovrastimolato in maniera
caotica e inizia a contrarsi in modo disordinato.
• La fibrillazione ventricolare è responsabile di oltre il 90% delle morti
per folgorazione.
• In passato la fibrillazione ventricolare era ritenuta un fenomeno
irreversibile, che prosegue fino alla morte dell’infortunato.
•Una scarica elettrica violenta opportunamente dosata può arrestare
la fibrillazione stessa (apparecchio defibrillatore). Essa deve essere
però applicata in breve tempo.
12
6
Fibrillazione Ventricolare
Esiste nel ciclo cardiaco un breve intervallo di
tempo nel quale il ventricolo è elettricamente
instabile, tale intervallo è detto periodo
VULNERABILE e corrisponde alla prima parte
dell’onda T dell’elettrocardiogramma e
rappresenta approssimativamente il 10 - 20%
del ciclo cardiaco.
Se gli stimoli elettrici sono applicati in
questa fase del ciclo la probabilità che si
inneschi la fibrillazione ventricolare
aumenta notevolmente
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Fibrillazione Ventricolare
Innesco della fibrillazione ventricolare nel periodo Vulnerabile
Effetti sull’elettrocardiogramma (ECG) e sulla pressione sanguigna
14
7
USTIONI
Le ustioni possono essere provocate sia dal passaggio della corrente
attraverso il corpo umano, sia dall’arco elettrico, sia da
temperature eccessive prodotte da apparecchi elettrici; il fenomeno
è accentuato nei punti di entrata e uscita.
Le ustioni si possono classificare in tre tipi:
- Ustioni localizzate sulla cute detti "marchi"
- Ustioni localizzate in particolari distretti detti "folgorazioni"
- Grandi necrosi distrettuali; le parti colpite sono carbonizzate e la
necrosi è profonda e coinvolge cute, muscoli etc.; il rischio di morte
è elevatissimo.
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Ustioni
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8
Ustioni: Classificazione in base alla profondità
1° GRADO:
interessano solo lo strato superficiale della cute
ovvero l'epidermide
2° GRADO:
interessano l'epidermide e parzialmente il derma
superficiale: con bolle
profondo: senza bolle
3° GRADO:
interessano epidermide, derma
4° GRADO:
il terzo grado con interessamento anche di
muscoli ed ossa sottostanti
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Ustioni: Classificazione in base all’estensione
- testa e collo:
9%
- ogni arto superiore:
9%
- parete toracica anteriore e addome:
18%
- dorso e regione glutea:
18%
- ogni arto inferiore:
18%
- zona genitale:
1%
Quindi, per esempio, se una persona ha un' ustione estesa
al braccio destro e al dorso ha un'ustione del 27%
18
9
Limiti di Pericolosità della Corrente
probabilità di fibrillazione ventricolare
nessuna reazione
formicolìo
effetti fisiopatologici reversibili e tetanizzazione
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Correnti ad Alta Frequenza
• La pericolosità della corrente diminuisce con l’aumentare della
frequenza.
• La tendenza della corrente ad alta frequenza a passare nello strato
superficiale del corpo (effetto pelle) non influisce praticamente sullo
stato della cellula.
• La corrente ad alta frequenza produce comunque effetti termici che
possono divenire pericolosi.
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Resistenza Elettrica del Corpo Umano
IB
Z B I B  UT
ZB
(Tensione di contatto)
• Il corpo umano corrisponde, in termini circuitali, ad una
impedenza capacitiva. La capacità Cp risiede
principalmente nella pelle, che si interpone come isolante
elettrico e il tessuto conduttore sottostante. Il carattere
capacitivo dell’impedenza ZB risulta evidente solo sopra i
1000 Hz.
• Ai 50 Hz l’impedenza è solo resistiva. E’ una grandezza
estremamente variabile con le condizioni ambientali.
Circuito equivalente
del corpo umano
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Altre fonti di rischio
Arco Elettrico
È costituito da una sorgente di calore assai intensa e
concentrata, con emissione di gas e di vapori surriscaldati e
tossici, irraggiamento termico e raggi ultravioletti che si
manifestano in caso di guasto o di manovre su
apparecchiature elettriche, es. corto circuiti.
Incendio di origine elettrica
È un incendio dovuto ad una anomalia dell’impianto elettrico
che causa l’innesco della combustione, ad es. sovraccarico,
sotto dimensionamento dei cavi elettrici etc.
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Classificazioni dei Sistemi
Elettrici e tipologie
di Contatto Elettrico
SICUREZZA ELETTRICA
UN PRODOTTO PER ESSERE IMMESSO SUL MERCATO UE
deve soddisfare ai requisiti di una o più direttive
PARECCHIE DIRETTIVE E NORME SI INTERESSANO DI SICUREZZA
un prodotto non deve essere fonte di pericolo per persone e cose
sia nel normale funzionamento
sia in condizioni accidentali
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MARCATURA CE
La marcatura CE è un contrassegno che deve essere
apposto su determinate tipologie di prodotti dal
fabbricante stesso che con essa autocertifica la
rispondenza (o conformità) ai requisiti essenziali per la
commercializzazione e utilizzo nell' Unione Europea.
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ISOLAMENTI
UNO DEI SISTEMI DI PROTEZIONE PIÙ UTILIZZATI
Consiste nell‟isolare le parti elettriche attive, che portano correnti o
tra le quali esiste una ddp
LE NORME FANNO RIFERIMENTO A PIÙ TIPI DI ISOLAMENTO:
ISOLAMENTO FUNZIONALE
È l‟ isolamento tra parti attive (cioè i conduttori e i dispositivi che durante il
normale funzionamento conducono corrente e fra i quali si può avere ddp)
necessario a consentire la regolare attività dell‟apparecchiatura
ESEMPIO
1.
Linea area alta tensione
Per la funzionalità: conduttori devono
rimanere isolati
Aria ---> isolamento funzionale
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13
ESEMPIO
(2)
TIPI DI ISOLAMENTO
Vernice isolante che ricopre i conduttori utilizzati negli avvolgimenti
dei trasformatori e dei motori elettrici
È un isolamento funzionale
PER LA SICUREZZA ELETTRICA :
non si deve fare affidamento all‟isolamento funzionale
È necessario aggiungere un ulteriore isolamento,
il cui scopo è di protezione
2.
ISOLAMENTO PRINCIPALE O FONDAMENTALE
ESEMPIO
In un trasformatore o motore, dopo aver isolato le spira con
isolamento funzionale, si protegge l‟insieme con involucro isolante
in modo da evitare il contatto “operatore - avvolgimenti”
ESEMPIO
(2)
Isolamento utilizzato a scopo di protezione
2 conduttori generici:
Involucro ---> isolamento principale
Conduttori in
tensione
Isolamento
funzionale
TIPI DI ISOLAMENTO
Isolante in
principale
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UN GUASTO SULL‟ISOLAMENTO FUNZIONALE:
provoca malfunzionamento, subito rilevato dall‟operatore
UN GUASTO SULL‟ISOLAMENTO PRINCIPALE:
ESEMPIO
(3)
Non provoca necessariamente un malfunzionamento.
Costituisce situazione di pericolo, non sempre rilevabile
dall‟operatore
3.
Cavo bifilare:
Isolamento
funzionale
Isolante in
principale
ISOLAMENTO SUPPLEMENTARE: DOPPIO O RINFORZATO
Poiché è possibile un guasto sull'isolamento principale, a scopo di protezione
in situazioni accidentali si aggiunge un ulteriore isolamento
Isolamento doppio
Is. principale
deve presentare caratteristiche
tali da garantire la sicurezza in caso di
rottura dell‟isolamento principale
Is. doppio
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14
Altra possibilità:
Isolamento rinforzato
Invece di usare un isolamento doppio di caratteristiche
fisiche diverse, viene aumentato lo spessore
dell‟isolamento principale
Is. rinforzato
MASSA
DEFINIZIONE DI MASSA PER LA SICUREZZA ELETTRICA:
ESEMPIO
Apparecchiatura elettronica dotata di involucro metallico.
All‟interno i componenti elettronici ed i collegamenti sono isolati
dall‟involucro mediante isolamento principale
ESEMPIO
(2)
Parte conduttrice, facente parte dell‟impianto elettrico, che può essere toccata e che
non è in tensione in condizioni ordinarie di isolamento, ma che può andare in
tensione in caso di cedimento dell‟isolante principale
Cavo contenente conduttori con isolamento funzionale e principale.
All‟esterno del cavo sia presente uno schermo conduttore
Involucro --->
Schermo --->
rappresenta una massa
rappresenta una massa
Se il cavo presenta isolamento suppl. o rinforzato ---> schermo
non rappresenta una massa
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CLASSIFICAZIONE APPARATI
LE NORME SUDDIVIDONO LE APPARECCHIATURE IN 4 CLASSI
per ogni classe: prove specifiche
CLASSE 0
Apparecchiature che per la protezione da scossa elettrica sono dotate solamente
di isolamento principale
In caso di rottura dell‟isolamento principale, la protezione è
affidata all‟ambiente circostante
CLASSE 1
Apparecchiature nelle quali, oltre all‟isolamento principale, è previsto un sistema
di protezione basato sul collegamento di tutte le parti conduttrici accessibili
dall‟operatore ad un conduttore di terra facente parte dell‟impianto elettrico fisso
Facile distinguere apparecchiatura monofase di classe 1:
Hanno spina a tre poli: P, N e PE
30
15
CLASSIFICAZIONE APPARATI
CLASSE 2
Apparecchiature nelle quali, oltre all‟isolamento principale, è posto un
isolamento supplementare (doppio o rinforzato)
Non hanno conduttore di terra (spina a due poli: P, N)
Vengono contrassegnati con il simbolo:
Esempio: elettrodomestici
portatili utilizzati in ambiente residenziale
CLASSE 3
Apparecchiature nelle quali la tensione massima che ogni loro punto può assumere
anche in caso di guasto è molto bassa, inferiore a circa 50 V
Non ci può essere pericolo di contatto accidentale dell‟operatore con parti in
tensione
Non serve nessun collegamento di terra
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POSSIBILI CONTATTI
involucro
metallico
alimentazione
sistema
isolato
carico
contatto
diretto
contatto
indiretto
terra
32
16
Contatti Diretti e Indiretti
•
Contatti diretti: Contatto con una parte dell’impianto
normalmente in tensione, quale un conduttore, un morsetto,
l’attacco di una lampada, divenuti casualmente accessibili.
•
Contatti indiretti: Contatto di persone con una massa, ad
esempio la carcassa di un motore, o con una parte conduttrice
connessa con la massa, durante un guasto di isolamento.
La massa
•
E’ una parte conduttrice, facente parte dell’impianto elettrico,
che può essere toccata e che non è in tensione in condizioni
ordinarie di isolamento, ma che può andare in tensione in caso di
un cedimento dell’isolamento principale.
•
Una massa deve essere protetta contro il contatto indiretto.
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CONTATTO DIRETTO
Si parla di contatto diretto quando si entra in contatto con una parte
attiva dell’impianto e cioè con parti conduttrici che sono
normalmente in tensione
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CONTATTO INDIRETTO
Contatto indiretto: contatto di persone con una massa in tensione per un guasto
Categorie Sistemi Elettrici
Cat. 0
“BASSISSIMA TENSIONE”
sino a 50 V c.a.
Cat. I
“BASSA TENSIONE”
sino a 1000 V c.a.
Cat. II
“MEDIA TENSIONE”
sino a 30.000 V c.a.
Cat. III
“ALTA TENSIONE”
oltre i 30.000 V c.a.
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18
Protezione PE (Protection Earth)
– Per garantire che in caso di cedimento dell’isolamento principale non
ci si trovi in condizioni di pericolo si fa uso di un terzo conduttore
(conduttore di terra o protection earth PE)
 il conduttore di terra ha un isolamento giallo verde
 deve avere una sezione certamente non inferiore a quella dei conduttori
di fase e neutro
– oltre al conduttore di terra, per la protezione contro i contatti
indiretti è ovviamente necessaria anche la presenza di un interruttore
di massima corrente nil cui intervento pone fine alla condizione di
pericolo
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Protezione con conduttore di terra
ed interruttore di massima corrente
F
involucro
metallico
N
giallo-verde
terra
distribuzione
terra di
protezione
38
19
I sistemi elettrici Isolati
(Trasformatore di Isolamento)




sistema IT
il neutro è isolato (I)
il conduttore di protezione è collegato a terra (T)
il sistema IT è utilizzato quando
al secondario del trasformatore non si vuole fissare il conduttore di
neutro, ma si vuole lasciare indeterminati i potenziali assoluti del due
conduttori secondari
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Sistema IT
F
N
giallo-verde
1
A
2
terra utenza
B
giallo-verde
40
20
Sistema IT
 un sistema IT è in grado
 di sopportare un primo guasto
 si supponga
 il cedimento dell’isolamento principale
– l’involucro va in contatto con un conduttore (es. n. 1)
 non si è in condizioni di pericolo
 il conduttore 1 si porta al potenziale nullo
– (conduttore 1, involucro, conduttore di protezione terra)
– il conduttore 2 assume un potenziale rispetto al conduttore 1 solo
funzione delle caratteristiche del trasformatore
 la ddp fra i conduttori 1 e 2 rimane inalterata,
– e quindi la funzionalità dell’apparecchiatura
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Trasformatori di isolamento
Trasformatore di isolamento
Trasformatore in cui gli avvolgimenti primari e secondari sono
separati elettricamente da un isolamento doppio o rinforzato
per limitare, nel circuito alimentato dall'avvolgimento
secondario, rischi dovuti a contatti accidentali simultanei con la
terra e con parti attive o masse che possono andare in tensione
in caso di guasto all'isolamento fondamentale.
Trasformatore di sicurezza
Trasformatore di isolamento destinato ad alimentare circuiti a
bassissima tensione di sicurezza (<= 50 Volt a vuoto). Il
contatto accidentale sulle 2 fasi dell'avvolgimento secondario
può essere sopportato senza alcun pericolo per l'uomo.
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PROVE di
SICUREZZA ELETTRICA
su apparecchiature
PROVE DI QUALIFICA DEL MODELLO
COMPLETO (PROVE DI TIPO)
– GENERALMENTE ALMENO UN ESEMPLARE DI APPARECCHIATURA IN
CONFIGURAZIONE FINALE DEVE ESSERE SOTTOPOSTO A PROVE
COSIDDETTE DI TIPO, CHE PREVEDONO IL FUNZIONAMENTO IN
CONDIZIONI NOMINALI LIMITE ED ANCHE IN CONDIZIONI DI GUASTO
SINGOLO PER VERIFICARE LA RISPONDENZA AI REQUISITI DI SICUREZZA
LA NORMA EN 61010-1 AD ESEMPIO PRESCRIVE DI EFFETTUARE PROVE IN
TUTTE LE CONDIZIONI DI GUASTO CHE POSSANO DEGENERARE IN
CONDIZIONI DI PERICOLO, NON SOLO ELETTRICO, OSSIA CORTOCIRCUITI
DELLE USCITE, BLOCCAGGIO DEI MOTORI, CHIUSURA DELLE APERTURE DI
VENTILAZIONE ETC.
DURANTE E DOPO LE PROVE NON DEVONO ESSERE SUPERATI DEI LIMITI
BEN PRECISI SPECIFICATI PER OGNI PROVA NELLA NORMA STESSA (ES.
MESSA IN TENSIONE DI PARTI ACCESSIBILI, INCENDIO, ESPULSIONE DI
PARTI ETC)
44
22
VERIFICHE DI SICUREZZA SUI MODELLI DI
PRODUZIONE
(PROVE INDIVIDUALI)
– LE PROVE CHE DEVONO ESSERE EFFETTUATE SONO GENERALMENTE UN
SOTTOINSIEME DELLE PROVE DI TIPO E SONO ESSENZIALMENTE
DELLE VERIFICHE DI CARATTERISTICHE CHE NON POSSONO ESSERE
GARANTITE DALLA BONTA’ DEL PROGETTO IN QUANTO DIPENDENTI
DALLE LAVORAZIONI DI PRODUZIONE/ASSIEMAGGIO O DALLE
PRESTAZIONI DI SOTTOASSIEMI ACQUISTATI
– VANNO ESEGUITE SUL 100% DEI PRODOTTI, POSSIBILMENTE ALLA
FINE DELLA FASE DI ASSIEMAGGIO, DURANTE E DOPO IL COLLAUDO
FUNZIONALE DELL’APPARECCHIO
QUESTE VERIFICHE NON RIGUARDANO STRETTAMENTE IL PROGETTO MA
SONO MOLTO IMPORTANTI, DATO CHE L’ULTIMO ANELLO DELLA CATENA
DI PRODUZIONE, OSSIA QUELLO CHE “METTE SUL MERCATO” IL
PRODOTTO, E’ L’UNICO RESPONSABILE VERSO I CLIENTI DELLA SUA
SICUREZZA.
I REQUISITI DI SICUREZZA A QUESTO LIVELLO SONO DI SOLITO
TUTTI VERIFICABILI MEDIANTE IL COLLAUDO FUNZIONALE E LE
“MISURE DI SICUREZZA ELETTRICA”
45
PRESCRIZIONI DELLA CEI EN 61010-1
 PER QUANTO RIGUARDA LA SICUREZZA ELETTRICA, OSSIA LA
“PROTEZIONE CONTRO LE SCOSSE ELETTRICHE” (ART. 6 DELLA
NORMA CEI EN 61010-1) NEL CORSO DELLE PROVE DI TIPO SI DEVE
VERIFICARE CHE, IN CONDIZIONI NORMALI E DI SINGOLO GUASTO:
– ESEGUITO UN ESAME GENERALE DI DETERMINAZIONE DELLE PARTI ACCESSIBILI
(CON L’AUSILIO DI UNO SPECIALE “DITO DI PROVA” E DI UNO SPECIFICATO
SPINOTTO DI METALLO) SIA MISURATA LA TENSIONE ED EVENTUALMENTE LA
CORRENTE ACCESSIBILI, CONFRONTANDOLA CON I LIMITI SPECIFICATI PER
STABILIRE LA CONFORMITA’ AL REQUISITO DI SICUREZZA (MISURE DI CORRENTE
DISPERSA)
– SIA IMPEDITO CHE PARTI ACCESSIBILI POSSANO PORTARSI A TENSIONE
PERICOLOSA, VERIFICANDO LA PRESENZA DI ISOLAMENTI E BARRIERE E IL LORO
FUNZIONAMENTO, (MEDIANTE ISPEZIONE VISIVA/MISURA DELLE DISTANZE E
MEDIANTE MISURE DI ISOLAMENTO E RIGIDITA’ DIELETTRICA ) E VERIFICANDO
ANCHE CHE LE PARTI CONDUTTRICI ACCESSIBILI SIANO COLLEGATE ALLA TERRA
DI PROTEZIONE, SE POTENZIALMENTE SONO IN GRADO DI TROVARSI SOTTO
TENSIONE NEL CASO DI GUASTO DEGLI ISOLAMENTI PRINCIPALI (MISURA DI
RESISTENZA DEL CONTATTO DI TERRA)
 NEL CORSO DELLE PROVE INDIVIDUALI E’ RACCOMANDATO UN
SET DI MISURE SIMILE A QUELLO DELLE PROVE DI TIPO MA
LIMITATO NEI TEMPI DI ESECUZIONE E SENZA CONSIDERARE LE
CONDIZIONI DI GUASTO
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23
LE PROVE
PER LA SICUREZZA ELETTRICA
LE NORME PREVEDONO PROVE :
per verificare la bontà e la tenuta dell‟isolamento
per verificare la bontà del circuito di terra ed il grado di
pericolosità nel caso di guasto
per valutare l‟entità della corrente di dispersione
LE PROVE DIFFERISCONO A SECONDA:
della classe dell‟EUT, del tipo di alimentazione (monofase o
trifase), della presenza o meno di dispositivi nell‟impianto di
alimentazione (interruttore manuale o automatico) ...
NEL SEGUITO:
Situazione tipica di EUT con alimentazione monofase, dotata
di protezione di terra (classe 1) con cenni a EUT di classe 2
47
1
PROVA
DI TENSIONE APPLICATA
(O PROVA DI TENUTA DELL‟ISOLAMENTO)
OBIETTIVO DELLA PROVA:
Sollecitare l‟isolamento ad una tensione superiore a
quella di funzionamento per verificare la sua tenuta
(nel caso di cedimento dell‟isolamento)
EUT DI PROVA:
EUT di classe 1: involucro metallico o con parti metalliche accessibili all‟operatore
EUT
EUT
P
N
PE
isolante
La prova viene effettuata con EUT non alimentato. Si applica una tensione elevata
tra parte metallica accessibile all‟operatore (es. involucro) e circuito interno
48
24
BANCO DI TEST
SCHEMA DI PRINCIPIO:
Sistema di test
X  VN + Y
EUT
+
P
N
A
PE
Misuratore I
POSIZIONE ELETTRODI:
„OGNI‟
uno su P o N, l‟altro su ogni parte metallica dell‟involucro (o
comunque accessibile all‟operatore) e su PE
significa che le prove devono essere eseguite in condizioni di „caso
peggiore‟
NELLA SCELTA DEI PUNTI DI APPLICAZIONE
vanno quindi individuate le porzioni di isolante sottoposte a campi
elettrici più intensi (dove la distanza tra parti in tensione e parti
accessibili è minore)
SI MISURA LA CORRENTE PASSANTE PER L‟ISOLANTE
valutandone la tenuta
---> se I<100mA ---> tenuta verificata
BANCO DI TEST
49
X  VN + Y
+
TENSIONE DI SOLLECITAZIONE:
Classe 1:
X =2 , Y=1000V,  3%
= 2  230V + 1000V  1500 V  45V
Classe 2:
X =4 , Y=2750V,  3%
= 4  230V + 2750V  3700 V  110V
DURATA DELLA PROVA:
60 secondi. All‟inizio della prova la tensione applicata deve essere
 della metà del valore stabilito. Poi deve essere incrementata
fino al valore prescritto
PERFORAZIONI DELL‟ISOLANTE:
Durante la prova non devono verificarsi scariche o perforazioni dell‟isolante
Per verificare tale eventualità viene misurata la corrente
A
Se questa supera 100mA, viene interrotta la
sollecitazione (prova non superata)
A SCOPO DIAGNOSTICO:
è utile individuare la parte di isolante che non ha tenuto
A tale scopo: può essere utile prolungare la sollecitazione oltre i 60s (e oltre i
100mA) in modo da provocare bruciature localizzate dell‟isolante
50
25
SISTEMA DI TEST
Configurazione di test:
Sistema di test
1500.00
130.0000
mA
V
$ 23.00
Parte metallica
accessibile
P, N
EUT
PER EVITARE IL CONTATTO ACCIDENTALE DELL‟OPERATORE CON LE TENSIONI ELEVATE
Ogni elettrodo è isolato, e per estrarlo: necessario tenere premuto un pulsante
Si obbliga l‟operatore a tenere occupate entrambe le mani
Durante la sollecitazione: segnalazione luminosa
51
2
VALUTAZIONE
DELLA RESISTENZA DI ISOLAMENTO
OBIETTIVO DELLA PROVA:
Valutazione della resistenza di isolamento fra le parti
attive ed il conduttore di terra
BANCO DI PROVA, SCHEMA DI PRINCIPIO (per EUT CLASSE 1):
Sistema di test
500VDC
EUT
con parti
metalliche accessibili
P
+
N
A
Misuratore I
PE
La prova viene effettuata con EUT non alimentato
Si applica una tensione di 500 VDC tra conduttore di terra e il cortocircuito P-N. Si misura
la corrente I che viene a circolare attraverso l‟isolante.
Le norme stabiliscono un valore minimo della resistenza di isolamento (2M - classe 1)
52
26
BANCO DI TEST
SCHEMA DI PRINCIPIO (per EUT CLASSE 2):
Sistema di test
500VDC
P
+
Foglio metallico
aggiuntivo
N
A
Misuratore I
Il valore di resistenza di isolamento minimo stabilito dalle norme è 4M - classe 2
Il foglio metallico aggiuntivo ha dimensioni stabilite dalle norme
SISTEMA DI TEST
Sistema di protezione
EUT
$ 23.00
500
1500000
VDC

È il sistema di test che effettua il cortocircuito P-N, invia la tensione 500VDC, misura
la corrente e calcola la resistenza
Sistema di protezione: obbliga l‟operatore a tenere occupate entrambe le mani
53
VALUTAZIONE
DELLA CADUTA DI TENSIONE SUL CIRCUITO DI
PROTEZIONE DI TERRA
IL CIRCUITO DI PROTEZIONE DI TERRA:
fa in modo che il potenziale delle parti
metalliche accessibile sia sempre
prossimo ai 0V
sul circuito di terra: nessuna
corrente
EUT
IN CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO REGOLARE:
P
N
PE
0V
IN CASO DI GUASTO:
possibilità di correnti elevate per il circuito di terra
---> cadute di tensione
Il potenziale delle parte accessibili all‟operatore
può raggiungere valori elevati
EUT
3
P
N
> 0V
PE
Interruttore di massima corrente e differenziale:
interrompono l‟alimentazione ma con leggero ritardo
54
27
BANCO DI TEST
OBIETTIVO DELLA PROVA:
Valutazione della caduta di tensione tra il morsetto di
terra della spina di alimentazione e qualsiasi punto
metallico accessibile all‟operatore
BANCO DI PROVA, SCHEMA DI PRINCIPIO:
Sistema di test
EUT
P
I
con parti
metalliche
accessibili
N
V
PE
Misuratore V
I
La prova viene effettuata con EUT non alimentato
Si applica una corrente di 25 A (se prova di tipo) o di 10 A
(se di fine linea). Si misura la caduta di tensione V e la
resistenza R sul conduttore di terra (R=V/I)
500
VDC
1500000

Le norme stabiliscono un valore massimo per R
55
RESISTENZA DI TERRA
 NELLE PROVE DI TIPO LA RESISTENZA DEL
COLLEGAMENTO ALLA TERRA DI PROTEZIONE DEVE
ESSERE MISURATA TRA IL MORSETTO DI COLLEGAMENTO
DI TERRA E QUALSIASI PARTE ACCESSIBILE:
– PER GLI APPARECCHI CON SPINA, FACENDO PASSARE PER 1 MINUTO UNA
CORRENTE DI PROVA PARI AL VALORE MAGGIORE FRA 25A E IL DOPPIO DELLA
CORRENTE NOMINALE ASSORBITA E CALCOLANDO L’IMPEDENZA PRESENTATA: SI
DEVE VERIFICARE UN VALORE MINORE DI 0.1 OHM, IL CAVO DI ALIMENTAZIONE
PUO’ ESSERE ESCLUSO DALLA VALUTAZIONE
– PER GLI APPARECCHI COLLEGATI PERMANENTEMENTE ALLA RETE, FACENDO
PASSARE PER 1 MINUTO UNA CORRENTE PARI AL DOPPIO DI QUELLA DI SGANCIO
DEI DISPOSITIVI DI PROTEZIONE DELLA RETE AC DELL’INSTALLAZIONE
(SUPPONENDO CHE SIA CORRETTAMENTE COORDINATA CON L’APPARATO): SI
DEVE VERIFICARE UNA CADUTA DI TENSIONE INFERIORE A 10 V
 LE MISURE INDIVIDUALI DI PRODUZIONE POSSONO
ESSERE FATTE A CORRENTE E TEMPO RIDOTTI, MA E’
SEMPRE OPPORTUNO ESEGUIRLE CON CORRENTI
SUPERIORI A 10A PER EVIDENZIARE EVENTUALI
IMPEDENZE DI COLLEGAMENTO INSTABILI
56
28
4
VALUTAZIONE
DELLA CORRENTE DI DISPERSIONE
SI CONSIDERI UNA GENERICA APPARECCHIATURA DI CLASSE 1 (dotata di circuito
di protezione di terra)
IN CONDIZIONI IDEALI, CORRENTE DI FASE È UGUALE
A CORRENTE DI NEUTRO:
EUT
P
N
PE
IN REALTA‟, TRA PARTI ATTIVE INTERNE E PARTI METALLICHE
DELL‟INVOLUCRO:
Resistenza non infinita (isolante non ideale)
P
Capacità parassite (armature separate da
isolante)
N
Corrente di dispersione:
PE
deve essere inferiore al livello di intervento dell‟interruttore
differenziale
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VALUTAZIONE
DELLA CORRENTE DI DISPERSIONE
IN CONDIZIONI ACCIDENTALI:
interruzione del circuito di protezione
P
N
PE
E NEL CASO IN CUI L‟OPERATORE ENTRI IN CONTATTO CON EUT
corrente di dispersione può circolare per il corpo dell‟operatore
(possibili disagi)
LE NORME:
fissano valori massimi per questa corrente e le modalità di
misura a seconda del tipo di EUT
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29
VALUTAZIONE
DELLA CORRENTE DI DISPERSIONE
IDISP
milliamperometro
CIRCUITO DI MISURA:
A
R
C
R:
emula il comportamento del corpo umano in condizioni di contatto
elettrico. R15002000
C:
ha lo scopo di rendere il circuito di misura insensibile alle correnti in alta
frequenza . C110150nF
viene valutato il solo contributo di dispersione
a frequenza attorno ai 50Hz
ORGANIZZAZIONE DEL SISTEMA DI TEST:
L‟EUT viene alimentato ad una tensione P-N pari a 1.06VN (mediante
trasformatore di isolamento)
Si interrompe il collegamento di terra
PRIMA CONFIGURAZIONE:
Circuito di misura collegato tra neutro e terra
EUT
N
1.06 VN
P
PE
A
Eut funzionante
SECONDA CONFIGURAZIONE:
Circuito di misura collegato tra fase e terra
EUT
P
N
1.06 VN
BANCO DI MISURA
59
PE
A
Eut funzionante
60
30
EUT non in funzione. Cortocircuito tra morsetti di
alimentazione
EUT
P
N
1.06 VN
PE
A
EUT DI CLASSE 1:
il circuito di misura viene collegato ad ogni punto metallico
dell‟involucro accessibile all‟operatore (caso peggiore)
EUT DI CLASSE 2:
il circuito di misura viene collegato ad un foglio
metallico con dimensioni massime 2010 cm
EUT
BANCO DI MISURA
TERZA CONFIGURAZIONE:
61
Direttiva Bassa Tensione
31
La Direttiva “Macchine” DIRETTIVA 2006/42/CE
2. Sono esclusi dal campo di
applicazione della presente
direttiva:
k) i prodotti elettrici ed elettronici che rientrano nelle categorie
seguenti, purché siano oggetto della direttiva 72/23/CEE del
Consiglio, del 19 febbraio 1973, concernente il ravvicinamento
delle legislazioni degli Stati membri relative al materiale
elettrico destinato ad essere adoperato entro taluni
limiti di tensione:
— elettrodomestici destinati a uso domestico,
— apparecchiature audio e video,
— apparecchiature nel settore delle tecnologie dell'informazione,
— macchine ordinarie da ufficio,
— apparecchiature di collegamento e di controllo a bassa
tensione,
— motori elettrici;
l) le seguenti apparecchiature elettriche ad alta tensione:
— apparecchiature di collegamento e di comando,
— trasformatori.
La Direttiva LVD:
DIRETTIVA 2006/95/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO
del 12 dicembre 2006
concernente il ravvicinamento delle legislazioni degli Stati membri
relative al materiale elettrico
destinato ad essere adoperato entro taluni limiti di tensione
Articolo 1
Ai fini della presente direttiva per «materiale elettrico», si intende
ogni materiale elettrico destinato ad essere adoperato ad una
tensione nominale compresa fra 50 e 1 000 V in corrente
alternata e fra 75 e 1 500 V in corrente continua,
Articolo 10
1. La marcatura CE di conformità di cui all'allegato III è apposta
dal fabbricante o dal suo mandatario stabilito nella Comunità
sul
materiale elettrico o, se ciò non è possibile, sull'imballaggio,
sulle
avvertenze d'uso o sul certificato di garanzia, in modo visibile,
facilmente leggibile e indelebile.
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La Direttiva LVD:
ALLEGATO I
Elementi Principali degli Obiettivi di Sicurezza del Materiale Elettrico
Destinato ad essere Adoperato entro taluni Limiti di Tensione
1. Requisiti generali
c) Il materiale elettrico e le sue parti costitutive sono costruiti
in modo da poter essere collegati in maniera sicura
ed adeguata.
2. Protezione dai pericoli che possono derivare dal materiale elettrico
a) le persone e gli animali domestici siano adeguatamente
protetti dal pericolo di ferite o altri danni che possono
derivare da contatti diretti o indiretti;
3. Protezione dai pericoli dovuti all'influenza di fattori esterni sul materiale
elettrico
La Direttiva LVD:
ALLEGATO III
Marcatura CE di Conformità e Dichiarazione CE di Conformità
A. Marcatura CE di conformità
La marcatura CE di conformità è costituita dalle iniziali «CE» secondo il simbolo
grafico che segue:
— In caso di riduzione o di ingrandimento della marcatura CE, devono essere
rispettate le proporzioni indicate dal simbolo graduato di cui sopra.
— I diversi elementi della marcatura CE devono avere sostanzialmente la stessa
dimensione verticale che non può essere inferiore a 5 mm.
B. Dichiarazione CE di conformità
La dichiarazione CE di conformità deve comprendere i seguenti elementi:
— nome e indirizzo del fabbricante o del suo mandatario stabilito nella Comunità;
— descrizione del materiale elettrico;
— riferimento alle norme armonizzate;
— eventuale riferimento alle specifiche per le quali è dichiarata la conformità;
— identificazione del firmatario che ha il potere di impegnare il fabbricante o il
suo mandatario stabilito nella Comunità;
— le ultime due cifre dell'anno in cui è stata apposta la marcatura CE.
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La Direttiva LVD:
ALLEGATO IV
Controllo Interno Della Fabbricazione
3. La documentazione tecnica deve consentire di valutare la conformità del
materiale elettrico ai requisiti della direttiva.
Essa deve comprendere, nella misura necessaria a tale valutazione, il
progetto, la fabbricazione ed il funzionamento del materiale elettrico; essa
contiene:
— la descrizione generale del materiale elettrico;
— disegni di progettazione e fabbricazione nonché schemi di componenti,
sottounità, circuiti;
— le descrizioni e le spiegazioni necessarie per comprendere tali disegni e
schemi e il funzionamento del materiale elettrico;
— un elenco delle norme che sono state applicate completamente o in parte e
la descrizione delle soluzioni adottate per soddisfare gli aspetti di sicurezza
della direttiva qualora non siano state applicate le norme;
— i risultati dei calcoli di progetto e dei controlli svolti, ecc.;
— le relazioni sulle prove effettuate.
4. Il fabbricante o il suo mandatario conserva copia della dichiarazione di
conformità insieme con la documentazione
tecnica.
SOMMARIO
La presente Pubblicazione fornisce indicazioni per redigere una dichiarazione
CE di conformità in accordo con le direttive Nuovo approccio e la direttiva di
Bassa Tensione. Essa costituisce il necessario presupposto per l’apposizione
della marcatura CE sul prodotto, attestando la sua conformità alle disposizioni
delle direttive in questione.
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Società di ingegneria
ENERGIA - SICUREZZA - AMBIENTE
Sede legale
Via Ten. E. Velo, 28
Romano d’Ezzelino (VI)
Tel. +39 0424 382638
Fax +39 0424 37115
[email protected]
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