IMPIANTI ELETTRICI PER CIVILE ABITAZIONE ALIMENTAZIONE La distribuzione della corrente alternata, nelle città, è fatta a bassa tensione (si chiama bassa tensione la tensione il cui valore è minore o uguale a 400 V) e avviene per mezzo di 4 fili, tre di fase più il neutro. Tale sistema permette la distribuzione dell’energia elettrica con due valori di tensione: la tensione tra fase e neutro, che è quella a 220 V, con cui vengono alimentati gli impianti casalinghi e la tensione tra fase e fase, che è quella a 380 V, con cui vengono alimentati i motori trifasi delle utenze di piccole officine artigiane. Le utenze monofasi per luce ed applicazioni domestiche vengono derivate tra una qualsiasi fase ed il neutro, le utenze artigianali trifasi per modeste officine vengono derivate dai tre fili di fase: F1 F2 F3 N V=220 V V=220 V V=220 V V=380 V DIMENSIONAMENTO DI UN IMPIANTO ELETTRICO In un impianto elettrico è necessario installare conduttori di tensione, espressa in mm2 , adatti all’intensità di corrente che assorbe l’impianto. Nella tabella 1 vengono indicate le potenze e le intensità di corrente assorbite dai più comuni apparecchi elettrici funzionanti alla normalizzata tensione di 220 V. Apparecchi Potenza [watt] Corrente [ampere] Asciugacapelli 500 2.3 Aspirapolvere 300 1.7 Caffettiera 300 1.4 Cucine elettriche 2000 9 Ferro da stiro 800 3.6 Frigorifero 200 1.1 Frullatore 300 1.7 Lampade 75 0.3 Lavastoviglie 2000 12 Lavatrice 2500 15 Lucidatrice 400 2.3 Radio 80 0.4 Rasoio elettrico 10 0.1 Scaldacqua 1000 4.5 Televisore 250 1.2 Tostapane 500 2.3 Ventilatore 50 0.3 La tabella 2 specifica le sezioni normalizzate di cavi isolati e le corrispondenti correnti massime che questi cavi possono sopportare senza danneggiarsi (portata massima di corrente) Sezione [mm2] Corrente [ampere] 0.5 3 1 7 1.6 11 2.5 15 4 22 Se si vuole ricavare la sezione dei conduttori di un impianto elettrico in cui funzionino più apparecchi elettrici, si deve determinare la corrente assorbita da ciascun apparecchio, determinare il valore totale della corrente assorbita e andare a verificare quale sia la sezione dei cavi da utilizzare. In ogni impianto elettrico si deve tener presente che: a) non tutti gli apparecchi funzionano contemporaneamente; b) l’eventualità di una futura maggior utilizzazione dell’impianto c) non eccedere nelle cadute di tensione introdotta dai cavi d) impedire un eccessivo riscaldamento dei conduttori Per soddisfare al punto a si dovranno introdurre opportuni coefficienti di riduzione del valore totale della corrente e in seguito determinare il valore della sezione (che sarà quindi minore di quella calcolata nel caso di utilizzo contemporaneo); per soddisfare ai punti b, c e d, invece, le sezioni dei conduttori degli impianti elettrici interni si proporzioneranno usando valori maggiori di quelli determinati. Poiché l’intensità della corrente elettrica che percorre il filo neutro ha sempre lo stesso valore di quella circolante lungo il filo di fase, le norme CEI 11-11 stabiliscono che la sezione dei conduttori neutri non deve essere inferiore a quella del corrispondente conduttore di fase. I cavi da utilizzare possono essere: Il conduttore neutro è costituito da un cavo unipolare contraddistinto dal colore blu, mentre per il conduttore di fase si possono utilizzare cavi unipolari contraddistinti dai colori: grigio, marrone, nero. EFFETTI DELLA CORRENTE ELETTRICA SUL CORPO UMANO Gli effetti della corrente elettrica sul corpo umano dipendono dall’intensità di corrente che attraversa il corpo. Il valore della corrente è data dalla legge di Ohm: I=V/R, ove V indica il valore della tensione dell’impianto ed R la resistenza, espressa in ohm, del corpo umano verso terra. Il corpo umano presenta di valore incerto e variabile; come ordine di grandezza può assumere: 10000 ohm tra le due mani asciutte e callose di un operaio; 5000 ohm tra due mani asciutte e non callose di un impiegato; 2000 ohm tra le mani umide di un ragazzo calzato malamente e il suolo. La tabella seguente presenta gli effetti fisiologici dell’elettricità sul corpo umano. Intensità di corrente [mA] 1-5 5 - 30 30 - 80 oltre 80 Effetti fisiologici Non pericolosa. Questa intensità rappresenta la soglia della percezione Inizio della scossa elettrica. aumentando l’intensità di corrente si manifestano involontarie contrazioni dei muscoli della mano e del braccio (tetanizzazione) e tendenza ad “incollamento” del soggetto alla parte metallica in tensione Estensione della tetanizzazione alla cassa toracica ed ai muscoli del cuore; tendenza allo svenimento oltre i 50 mA Fibrillazione cardiaca, cioè annullamento della capacità del cuore ad espletare le sue funzioni e, successivamente, paralisi dei centri nervosi respiratori. L’effetto è quasi sempre mortale. TENSIONI DI CONTATTO Quando l’isolante che protegge i conduttori interni di un apparecchio elettrodomestico, oppure l’isolante che protegge i conduttori interni di un apparecchio elettrico si deteriora, può succedere che il conduttore in tensione faccia contatto con le parti esterne in lamiera dell’elettrodomestico o con le parti metalliche delle apparecchiature elettriche. In tal caso diventa pericoloso toccare le parti metalliche delle apparecchiature che, normalmente non in tensione, hanno ora acquistato una differenza di potenziale verso terra a causa del guasto dell’isolante. La persona che venisse in contatto con dette parti in tensione, riceverebbe così una scossa elettrica (tensione di contatto). Per proteggere le persone dalla tensione di contatto si ricorre al collegamento a terra, detto “impianto di terra”, delle parti metalliche delle macchine e delle apparecchiature elettriche che possono andare in tensione per cause di guasto. IMPIANTO DI TERRA Ogni edificio contenente impianti elettrici deve avere un proprio impianto di terra. L’impianto di terra comprende: il dispersore, il conduttore di terra e il conduttore di protezione. Il dispersore è un corpo metallico, od un complesso di corpi metallici in intimo contatto con il terreno e destinati a disperdervi correnti elettriche. Il conduttore di terra è il conduttore, non in intimo contatto con il terreno, che serve al collegamento dei dispersori fra di loro ed alle eventuali masse metalliche delle armature (ferri del cemento armato, pilastri e travi portanti). Il conduttore di protezione è il conduttore che serve a collegare il conduttore di terra con le apparecchiature da mettere a terra per protezione. Il conduttore di protezione è costituito da un cavo unipolare contraddistinto dal colore giallo-verde, di sezione uguale alla sezione del conduttore di fase. TUBI PROTETTIVI E’ vietato annegare i cavi direttamente sotto l’intonaco o nella muratura; perciò, negli impianti elettrici interni del tipo incassato nei muri, è obbligatorio l’uso dei tubi protettivi. Il diametro interno dei tubi protettivi varia a secondo del numero e della sezione dei conduttori unipolari che devono portare; questo diametro deve essere pari a 1.3 volte il diametro del cerchio circoscritto al fascio dei cavi contenuto nel tubo protettivo. I conduttori dei circuiti destinati ad uso tra loro diverso (illuminazione, forza motrice, suonerie, citofoni) si devono installare, preferibilmente, suddivisi per circuiti, in tubi protettivi distinti. E’ tuttavia ammesso che i conduttori appartenenti a circuiti di tensione tra loro diverse siano collocati nella stessa tubazione, a condizione che l’isolamento di tutti i conduttori sia adeguato alla tensione di valore più elevato. Per rendere facilmente sfilabili i conduttori collocati nei tubi protettivi e per rendere agevoli le necessarie derivazioni dalla linea alimentatrice, si sistemano opportune cassette di derivazione in determinati punti dell’impianto elettrico. Così per poter alimentare ogni vano dell’appartamento si colloca una cassetta entro un adatto foro praticato nel muro, lungo il corridoio, in alto, a fianco della porta lato maniglia, nella traccia ove verranno collocati i tubi protettivi. Gli alloggiamenti che serviranno, invece, a contenere apparecchi di manovra (interruttori, deviatori, ecc.) da incasso e le prese di corrente da incasso sono chiamate scatole. Gli interruttori vanno sistemati sulla verticale passante per la cassetta di derivazione a circa un metro dal pavimento, le prese vanno messe in basso a zoccolo sotto l’interruttore, altre prese vanno sistemate, sempre a zoccolo, nei punti più adatti. I tubi protettivi vanno incassati nei muri senza conduttori, questi verranno infilati nei tubi ad impianto ultimato mediante un filo pilota (passa-cavi) di acciaio, munito ad una estremità di una sfera che facilita lo scorrimento del filo pilota entro il tubo ed all’altra di una pinza per l’attacco del conduttore da introdurre nel tubo protettivo.