PROTEZIONI CONTRO LE PROTEZIONI
CONTRO LE
DISPERSIONI DI CORRENTE
RISCHIO ELETTRICO
RISCHIO ELETTRICO
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CLASSIFICAZIONE DELLA TENSIONE
CLASSIFICAZIONE DELLA TENSIONE
CORRENTE ALTERNATA
(C.A.) BASSISSIMA TENSIONE
~
CORRENTE CONTINUA
CORRENTE CONTINUA (C.C.) ‐‐‐
<=50
<=120 BASSA TENSIONE
> 50
>120
(Volt)
MEDIA TENSIONE
< = 1.000
> 1.000
< =1.500
> 1.500
(Volt)
<= 30.000
<=30.000
> 30.000
> 30.000
(Volt)
ALTA TENSIONE
(Volt)
2
IL RISCHIO ELETTRICO
IL RISCHIO ELETTRICO
In Italia si verificano almeno 5 li i
ifi
l
infortuni elettrici mortali ogni settimana (per folgorazione)
La folgorazione volgarmente detta anche scossa, è ,
l'attraversamento del corpo umano da parte di corrente
umano da parte di corrente elettrica. 3
IL RISCHIO ELETTRICO
IL RISCHIO ELETTRICO
Condizione necessaria perché avvenga la folgorazione è che la corrente abbia rispetto al corpo un punto di entrata e un punto di uscita. Il punto di entrata è di norma la zona di contatto con la parte in tensione
Il punto di uscita è la zona del corpo che entra in contatto con altri conduttori consentendo la circolazione della corrente all'interno dell'organismo seguendo un dato percorso. Se un corpo è isolato la corrente non può
Se un corpo è isolato la corrente non può uscire
4
FATTORI CHE INFLUENZANO LA GRAVITA’ DELLE CONSEGUENZE DELLA FOLGORAZIONE
5
Resistenza elettrica dei corpo umano
Resistenza elettrica dei corpo umano
Il corpo umano è un conduttore che ha una resistenza elettrica Minore Resistenza Maggiore Corrente
Maggiore
Corrente che che
attraversa il corpo
6
Fattori che influenzano la Resistenza elettrica dei corpo umano
•
•
•
•
•
•
•
•
•
ilil sesso
sesso
l'età
le condizioni in cui si trova la pelle (la resistenza è offerta quasi totalmente da essa), la sudorazione
la sudorazione
le condizioni ambientali
gli indumenti interposti
la resistenza interna che varia da persona a persona
le condizioni fisiche del momento
le condizioni fisiche del momento
il tessuto e gli organi incontrati nel percorso della corrente dal punto di entrata al punto di uscita
7
Valori resistenza elettrica dei corpo umano
•
•
in ambienti molto umidi e bagnati: R ( persona ) < 3000 ohm
in
ambienti molto umidi e bagnati: R ( persona ) < 3000 ohm
In aventi caratteristiche fisiche normali: R ( persona ) > 3000 ohm
8
Resistenza elettrica dei corpo umano (Rc)
Resistenza elettrica dei corpo umano (Rc)
Il valore convenzionale di resistenza Rc = 3000 ohm
Il valore convenzionale di resistenza Rc
= 3000 ohm
I = corrente che circola nel corpo
Ri = resistenza del corpo
Rtc = resistenza della persona verso il terreno
Rc= resistenza totale del corpo umano
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Resistenza elettrica dei corpo umano
Resistenza elettrica dei corpo umano
IlIl legame è dato dalla Legge di Ohm:
l
èd
d ll L
di Oh
V R x I I
V = Rc
e quindi: I= V / Rc
e quindi: I=
V / Rc
dunque a parità di V:
dunque a parità di V:
Maggiore è Rc
Maggiore è Rc
Minore è I
Minore è I
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Limite di pericolosità della corrente
Limite di pericolosità della corrente
Dipende da:
Tipo di corrente (alternata o continua) e sua
• Tipo di corrente (alternata o continua) e sua frequenza
• Intensità di corrente (valore della corrente)
I
i à di
( l
d ll
)
• Percorso seguito dalla corrente attraverso il g
corpo
• Durata del passaggio di corrente
D t d l
i di
t
• Condizioni fisiche e psichiche del soggetto
11
Percorso della corrente
Percorso della corrente
II principali tragitti riscontrabili nei più comuni casi di i i li
i i i
bili i iù
i
i di
elettrocuzione sono quelli causati dal contatto, con due parti a diverso potenziale delle mani (figura 5) di una
parti a diverso potenziale, delle mani (figura 5), di una mano e dei piedi (figura 6), dei piedi (figura 7) .
12
Percorso della corrente
Percorso della corrente
I percorsi che passano attraverso il cuore sono i più pericolosi. I contatti peggiori quindi sono:
– Mano Mano ‐ mano
– Mano ‐ torace
– Mano ‐
Mano piedi
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Effetti della corrente elettrica sul corpo umano
• Agisce
Agisce direttamente sui vasi sanguigni e sulle cellule direttamente sui vasi sanguigni e sulle cellule
nervose provocando, ad esempio lo stato di shock; • Agisce sul sistema cardiaco provocando lesioni al l
d
d l
l
miocardio, aritmie, alterazioni permanenti di conduzione; d i
• Provoca danni all’attività cerebrale, al sistema nervoso centrale, e può danneggiare l’apparato visivo e uditivo.
p
• Altera i tessuti provocando ustioni
La corrente elettrica tende a seguire all’interno del corpo umano il percorso che presenta minore resistenza.
umano il percorso che presenta minore resistenza.
14
EFFETTI DELLA CORRENTE ELETTRICA SUL CORPO UMANO
15
Effetti provocati dalla corrente sul corpo umano
• TTetanizzazione
i
i
(
(contrazione muscolare involontaria)
i
l
i l
i )
• Arresto della respirazione (asfissia/soffocamento d t ll
dovuto alla contrazione dei muscoli addetti alla t i
d i
li dd tti ll
respirazione)
• Fibrillazione ventricolare: tremolio disordinato delle Fibrillazione ventricolare: tremolio disordinato delle
fibre muscolari del cuore che ne impedisce le regolari pulsazioni
• Ustioni: la corrente, attraversando la "resistenza" del corpo umano, sviluppa calore per effetto Joule (proprio p
,
pp
p
(p p
come il filamento di una lampadina)
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DIPENDENZA DEGLI EFFETTI DELLA CORRENTE ELETTRICA SUL CORPO UMANO DALLA FREQUENZA
La pericolosità della corrente diminuisce all'aumentare
all
aumentare della della
frequenza poiché ad alte
frequenze la corrente tende a passare solo
tende a passare solo attraverso la pelle. Il fenomeno si chiama appunto effetto
appunto effetto
pelle e le lesioni provocate dal passaggio della corrente elettrica sono solo superficiali e non interessano organi vitali.
Le correnti a frequenza di 50 Hz sono quelle più pericolose
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CURVA DI SICUREZZA
CURVA DI
Il grafico della “curva di sicurezza” si divide in 4 zone di pericolosità:
18
CURVA DI SICUREZZA
CURVA DI
Zona 1: nessuna reazione (al di sotto della soglia di percezione)
Zona 2: limite di pericolosità convenzionale Non
Zona 2: limite di pericolosità convenzionale. Non vi sono effetti fisiologici pericolosi
Zona 3: effetti fisiopatologici reversibili e tetanizzazione
Zona 4: probabilità di fibrillazione ventricolare (c1 5% c2 50% c3 >50%) e gravi ustioni
(c1:5%, c2:50%, c3:>50%) e gravi ustioni
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TENSIONE DI CONTATTO
TENSIONE DI
Tensione di contatto: è il prodotto della resistenza del corpo umano moltiplicato per la corrente che lo attraversa.
l i li
l
h l
Tensione di Contatto che possono essere sopportati dal corpo umano senza danni particolari.
umano senza danni particolari.
Tempo di Tensione di contatto (c.a.)
Tensione di contatto (c.c.)
<50 V
< 120 V
50 V
120 V
5
s
75 V
140 V
1
s
90 V
160 V
0.5 s
110 V
110 V
175 V
02 s
0.2
150 V
200 V
0.1 s
220 V
250 V
0.05 s
280 V
310 V
0.03 s
sopportabilità
infinito
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TENSIONE DI CONTATTO LIMITE
TENSIONE DI
CONTATTO LIMITE
Valore oltre il quale si hanno danni provocati dalla Valore
oltre il quale si hanno danni provocati dalla
corrente elettrica che attraversa il corpo umano
In Corrente Alternata In Corrente Continua
c.a.
c.c.
50
120
Asciutto
25
60
Bagnato
Condizioni
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TIPOLOGIE CONTATTO
TIPOLOGIE CONTATTO
La folgorazione può avvenire per: •Contatto
Contatto diretto
diretto
•Contatto
Contatto indiretto
indiretto
•Arco elettrico 22
CONTATTO DIRETTO
CONTATTO DIRETTO
Avviene quando si entra in contatto A
i
d i t i
t tt
con conduttori "nudi" o direttamente accessibili, in tensione. Due modalità:
Due
modalità:
1. Toccando due elementi in tensione
2. Toccando un solo elemento in tensione se il corpo umano è in contatto con il terreno
contatto con il terreno
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CONTATTO DIRETTO
CONTATTO DIRETTO
Un altro esempio di contatto diretto si ha quando sono presenti contemporaneamente:
– Interruzione del filo neutro a monte del punto di contatto con la persona
Interruzione del filo neutro a monte del punto di contatto con la persona
– Collegamento di un carico a valle del punto di contatto
– Pavimento conduttivo
In tal caso se si trascura la resistenza RN la corrente che attraversa il corpo ha una intensità pari a:
I=
I dipende da Rc
I dipende da Rc ovvero dalla resistenza del carico posta a 120 ohm e
ovvero dalla resistenza del carico posta a 120 ohm e
R è la resistenza convenzionale del percorso mano‐piede del corpo umano
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TIPI DI PROTEZIONI CONTRO I CONTATTI DIRETTI
LLe protezioni contro i contatti diretti si distinguono t i i
t i
t tti di tti i di ti
in:
– Totali: riguardano impianti accessibili a T t li i
d
i i ti
ibili
persone non addestrate, ossia frequentati da persone che non hanno una specifica
da persone che non hanno una specifica conoscenza tecnica o esperienza tale da porli in guardia contro i pericoli
porli in guardia contro i pericoli dell'elettricità.
– Parziali: riguardano impianti accessibili Parziali: riguardano impianti accessibili
dagli addetti ai lavori
25
PROTEZIONI TOTALI CONTRO I CONTATTI DIRETTI
• Isolamento. Deve possedere essenzialmente i seguenti requisiti:
– deve ricoprire completamente le parti attive; d
i
i
l t
t l
ti tti
– deve essere asportabile solo mediante rottura; – deve resistere a tutte le sollecitazioni di carattere elettrico, d
i
l
ll i i i di
l i
meccanico, termico, alle quali può essere soggetto durante l'uso
l uso.
26
PROTEZIONI TOTALI CONTRO I CONTATTI DIRETTI
• IInvolucri: l i es. carcassa di un di
elettrodomestico oppure cassetta di derivazione
cassetta di derivazione, all'interno della quale è p
possibile effettuare la giunzione g
fra due tratti di cavo
• Barriere: es. la rete metallica nei cavalcavia ferroviari delle linee elettrificate
• Interruttore differenziale in diff
i l
grado di intervenire all’atto del guasto
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PROTEZIONI PARZIALI CONTRO I CONTATTI DIRETTI
•
•
Ostacoli: impediscono l'avvicinamento e il contatto non intenzionale l
d
l'
l
l
della persona con le parti attive dell'impianto sotto tensione ; essi devono essere rimossi solo intenzionalmente. La rete metallica che impedisce l'accesso alla cella di un trasformatore è un esempio di ostacolo.
Distanziamento: deve evitare che parti di impianto a tensione diversa
Distanziamento: deve evitare che parti di impianto a tensione diversa siano accessibili contemporaneamente.
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CONTATTO INDIRETTO
CONTATTO INDIRETTO
Avvengono con parti conduttrici di A
i
d
i i di
impianti, dell’involucro di una attrezzatura o elettrodomestico l
d
i
che normalmente non sono in tensione, ma che a causa di una i
h
di
dispersione elettrica o ad un i
i d
guasto interno
sono sottoposti ad una tensione pericolosa; tali contatti sono i più dannosi proprio t tti
i iù d
i
i
perché colgono l’individuo impreparato. i
t
29
CONTATTO INDIRETTO
CONTATTO INDIRETTO
Toccando la carcassa dell'apparecchio guasto la corrente elettrica passa attraverso il corpo
passa attraverso il corpo umano e scarica a terra. Maggiore è il rischio di folgorazione quanto più
folgorazione quanto più alto è il valore di corrente e più lungo il tempo di contatto.
30
Tipi di protezioni contro i contatti indiretti
Si dividono in:
Protezione CON interruzione automatica del
• Protezione CON interruzione automatica del circuito
• Protezione SENZA interruzione automatica del circuito
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Protezione dai contatti indiretti CON interruzione automatica del circuito
•
•
Consiste nel realizzare un circuito con un impianto di C
i
l
li
i i
i i
di
messa a terra coordinato con interruttori differenziali, posti a monte dell’impianto, in modo da i t
interrompere con tempestività l’alimentazione t
ti ità l’ li
t i
elettrica del circuito nel caso di un guasto e quindi di situazioni pericolose.
L’i l
L’involucro, collegato normalmente a terra, a causa ll t
l
t t
di un guasto assume una tensione potenzialmente pericolosa in conseguenza della corrente dispersa verso terra (differenza tra la corrente entrante nel
verso terra (differenza tra la corrente entrante nel circuito e quella uscente). Se la corrente dispersa è uguale o maggiore alla corrente nominale del differenziale l’interruttore
differenziale, l
interruttore apre il circuito; in tal apre il circuito; in tal
modo l’involucro assume una tensione pericolosa per un tempo minore rispetto al tempo per cui può essere sopportata dal corpo umano
essere sopportata dal corpo umano.
COORDINATO
Interruttore diff
differenziale
i l
Messa a terra
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Protezione dai contatti indiretti con interruzione automatica del circuito
Collegamento a terra di tutte le masse e le masse estranee presenti C
ll
di
l
l
i
nell'ambito dell'impianto.
Collegare a terra le masse e le masse estranee significa far sì che esse assumano un potenziale, per quanto possibile, uguale a quello di terra.
Ciò può essere ottenuto collegando con un conduttore di opportuna sezione tutte le masse ad un corpo metallico ( dispersore ) posto in intimo contatto con il terreno.
In tal modo la corrente conseguente al guasto viene dispersa a terra ed interessa solo in minima parte il corpo della persona eventualmente in contatto con la massa in tensione. La protezione è completata inserendo un dispositivo di interruzione, a monte del circuito, che interviene quando si manifesta la corrente di guasto.
33
MESSA A TERRA
MESSA A TERRA
Le figure 11 e 12 rappresentano rispettivamente una presa di terra realizzata fi
2
i
i
di
li
con picchetti ed una realizzata con un anello sotto le fondamenta di una abitazione.
34
Protezione dai contatti indiretti SENZA interruzione automatica del circuito
Per le protezioni senza interruzione automatica del circuito si possono impiegare:
materiali con particolari caratteristiche di isolamento
caratteristiche di isolamento (DOPPIO ISOLAMENTO);
g
p
adeguate separazioni elettriche dei circuiti;
ambienti isolanti;
locali equipotenziali.
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Protezione dai contatti indiretti SENZA interruzione automatica del circuito
Componenti con doppio isolamento, cioè dotati sia di isolamento principale , sia di isolamento supplementare; l'isolamento supplementare garantisce la sicurezza in caso di cedimento dell'isolamento principale ;
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Protezione dai contatti indiretti SENZA interruzione automatica del circuito
Locali isolanti , ovvero locali con pavimento e pareti di materiale isolante caratterizzato da un valore
isolante, caratterizzato da un valore di resistenza verso terra non inferiore ai limiti stabiliti dalle norme e costante nel tempo; la l
l
sicurezza è garantita, inoltre, facendo in modo che, mediante allontanamento e con ostacoli, all'interno di detti locali le persone p
gg
non possano essere soggette a differenze di potenziale per contatto con masse o masse estranee;
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Protezione dai contatti indiretti SENZA interruzione automatica del circuito
La separazione elettrica viene realizzata alimentando il circuito tramite un trasformatore di isolamento nel quale si divide il circuito primario da quello secondario interponendo un doppio isolamento o uno schermo
interponendo un doppio isolamento o uno schermo metallico messo a terra cosi da evitare un eventuale contatto tra gli avvolgimenti. La protezione consiste nell'impedire le vie di richiusura del circuito verso terra, nel caso in cui un operatore toccasse accidentalmente una parte in tensione.
È bene ricordare che alcune parti dell’impianto elettrico degli edifici quali ad es campanelli cancelli elettrici portoni
edifici quali ad es. campanelli, cancelli elettrici, portoni, citofoni, etc. non richiedono collegamenti all’impianto di terra, ma debbono essere alimentati a bassissima tensione mediante l’impiego di piccoli trasformatori che tengono ben separato il circuito primario da quello secondario.
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Protezione dai contatti indiretti SENZA interruzione automatica del circuito
Locali resi equipotenziali e non connessi a terra, cioè la protezione è ottenuta collegando tra loro le ll
d
l
l
masse e le masse estranee presenti nell'ambiente, in modo che esse non
modo che esse non possano dar luogo a differenze di potenziale pericolose.
pericolose
39
