Sicurezza elettrica nelle abitazioni

SICUREZZA
ELETTRICA
NELLE
ABITAZIONI
Questa presentazione è stata
realizzata dagli alunni della
3a A/Elettrotecnici
dell’ITIS “A. Volta” di Perugia
nell’anno scolastico 1999/2000
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
ELETTRICITÀ E CORPO UMANO
Ogni attività biologica del corpo umano è
accompagnata da variazioni di potenziale
elettrico e quindi da circolazione di correnti
convogliate in una miriade di circuiti naturali.
Se a queste piccole correnti fisiologiche si
sovrappongono correnti elettriche esterne, si
possono avere alterazioni delle funzioni vitali
dell’organismo con conseguenti effetti
dannosi.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
EFFETTI DELLA CORRENTE
ELETTRICA
Principali effetti della corrente elettrica
sul corpo umano
•
•
•
•
SCOSSA
TETANIZZAZIONE
FIBRILLAZIONE CARDIACA
USTIONI
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
SCOSSA
È una sensazione di formicolio più o
meno dolorosa che, generalmente, non
provoca disturbi.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
TETANIZZAZIONE
È quel fenomeno per cui la corrente
elettrica produce la contrazione
involontaria dei muscoli.
Il soggetto colpito da tetanizzazione non
riesce a staccarsi dalla parte in tensione
impugnata. Il perdurare del contatto può
interessare i muscoli dell’apparato
respiratorio provocando la morte per
soffocamento.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
FIBRILLAZIONE CARDIACA
È un insieme di eventi patologici consistenti in
un’alterazione del ritmo cardiaco.
Il funzionamento del cuore dipende da stimoli
elettrici fisiologici che provocano le contrazioni
necessarie per la circolazione del sangue.
Se a questi impulsi si sovrappongono quelli
dovuti a correnti elettriche esterne, si provoca
una contrazione rapida e disordinata del cuore
che non riesce più a pompare il sangue.
Questo fenomeno è generalmente irreversibile.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
USTIONI
Accompagnano quasi sempre i fenomeni di
elettrocuzione, con effetti più o meno gravi a
seconda dell’intensità della corrente elettrica e
della sua durata.
Sono dovute all’effetto Joule: il corpo umano
ha una certa resistenza elettrica e al passaggio
della corrente si ha produzione di calore.
Siccome la resistenza del corpo umano è
concentrata soprattutto nella pelle, gli effetti più
gravi si hanno nei punti di ingresso e di uscita
della corrente elettrica.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
ELETTROCUZIONE
L’evento elettrocuzione si verifica quando, a
seguito dell’applicazione di una differenza di
potenziale fra due punti del corpo umano,
questo viene attraversato da una corrente.
La gravità dell’evento dipende da due fattori
• INTENSITÀ DELLA CORRENTE
• SUA DURATA NEL TEMPO
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
ELEMENTI DA CUI DIPENDE IL
PERICOLO ELETTRICO
V = tensione di
contatto
I = corrente che
attraversa il
corpo
R = resistenza del
corpo
t = tempo di
permanenza
della corrente
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
CURVE TEMPO - CORRENTE
In sede internazionale (pubblicazione
IEC 479) sono state definite delle
curve tempo - corrente
che delimitano 4 zone: ad ognuna di
esse corrispondono diversi effetti
fisiologici prodotti dalla corrente
elettrica nel corpo umano.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
CURVE TEMPO - CORRENTE
ZONA 1 - Abitualmente nessuna reazione.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
CURVE TEMPO - CORRENTE
ZONA 2 - Abitualmente nessun effetto fisiologicamente
pericoloso.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
CURVE TEMPO - CORRENTE
ZONA 3 - Abitualmente nessun danno organico. Probabilità di effetti, in genere
reversibili, che aumentano con l’intensità della corrente e con il tempo, quali:
contrazioni muscolari, difficoltà di respirazione, disturbi nella formazione e
trasmissione degli impulsi elettrici cardiaci, arresti temporanei del cuore ma
senza fibrillazione ventricolare.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
CURVE TEMPO - CORRENTE
ZONA 4 - Probabilità di fibrillazione ventricolare fino a circa al 5% (curva c2),
al 50% (curva c3), oltre il 50% (al di là della curva c3), di arresto del cuore,
di arresto della respirazione, di gravi ustioni.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
CURVA DI SICUREZZA
Tensione - Tempo
Riguardo la pericolosità
di un contatto si può fare
riferimento, per
comodità, anziché alla
corrente, alla
corrispondente tensione
determinata tenendo
opportunamente conto
della resistenza
complessiva del corpo
umano.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
CURVA DI SICUREZZA
Corrente - Tempo
Dalla curva di sicurezza
tensione-tempo
(condizioni normali),
tenendo conto della
resistenze del corpo
umano e della resistenza
di contatto piedi-terreno,
si può ricavare la curva
di sicurezza correntetempo.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
Curva di
sicurezza
CONTATTI DIRETTI E INDIRETTI
Il contatto di una persona con parti in tensione
può avvenire secondo due modalità
• In maniera “diretta” (CONTATTO DIRETTO)
• In maniera “indiretta” (CONTATTO INDIRETTO)
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
CONTATTTO DIRETTO
Si verifica quando una persona viene in
contatto con parti “attive” (normalmente in
tensione) di un circuito elettrico (esempio:
conduttore scoperto, prese o spine
difettose, morsetti scoperti, ecc.).
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
CONTATTTO DIRETTO
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
CONTATTTO DIRETTO
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
CONTATTTO INDIRETTO
Si verifica quando una persona viene in
contatto con parti metalliche (“masse”) di
un circuito elettrico normalmente non in
tensione, ma che possono
accidentalmente assumere un potenziale
verso terra a causa del cedimento degli
isolanti (esempio: involucro di un
elettrodomestico, carcassa di una
macchina elettrica, ecc.).
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
CONTATTTO INDIRETTO
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
CONTATTTO INDIRETTO
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
PROTEZIONE DAI CONTATTI
DIRETTI
Protezione di tipo “passivo” (o “preventivo”).
Deve
• Impedire il contatto con le “parti attive”.
• In alternativa, se il contatto con le
“parti attive” non può essere evitato,
impedire che sia pericoloso.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
PROTEZIONE DAI CONTATTI
DIRETTI
Per impedire il contatto con le parti attive
si adottano
• Conduttori con adeguato isolamento.
• Barriere e schermi protettivi.
• Involucri isolanti.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
PROTEZIONE DAI CONTATTI
DIRETTI
Per fare in modo che l’eventuale
contatto con le parti attive non sia pericoloso
si adotta
Alimentazione con tensione di
sicurezza inferiore a 50 V attraverso
una sorgente di sicurezza:
(sistema SELV = Safety Extra Low Voltage)
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
PROTEZIONE DAI CONTATTI
INDIRETTI
La protezione può essere
• di tipo PASSIVO (o PREVENTIVO)
• di tipo ATTIVO (o REPRESSIVO)
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
PROTEZIONE DAI CONTATTI
INDIRETTI
Tipo “passivo” (o “preventivo”)
Si realizza con:
• Impiego di apparecchi di Classe II (doppio
isolamento).
• Separazione elettrica tra rete e carico
mediante trasformatore d’isolamento.
• Utilizzo di bassa tensione di sicurezza (SELV).
• Locali isolanti.
• Locali equipotenziali.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
PROTEZIONE DAI CONTATTI
INDIRETTI
Tipo “attivo” (o “repressivo”)
Si realizza con:
Sistemi che provvedono all’”interruzione
automatica dell’alimentazione” in caso di
guasto dovuto a un difetto d’isolamento.
Sono i sistemi più utilizzati
nelle abitazioni
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
PROTEZIONE MEDIANTE
INTERRUZIONE AUTOMATICA
Deve interrompere l’alimentazione prima che
una tensione di contatto superiore a 50 V
possa persistere sulle persone per una durata
sufficiente a causare effetti fisiologici pericolosi.
Tale tipo di protezione si realizza con l’”impiego”
e con il “coordinamento”
di due
elementi fondamentali
• IMPIANTO DI TERRA
• INTERRUTTORE DIFFERENZIALE
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
PROTEZIONE MEDIANTE
INTERRUZIONE AUTOMATICA
Impianto di terra:
deve convogliare
a terra le correnti
di guasto.
Interruttore
differenziale
Utilizzatore
Collegamento
all’impianto
di terra
Interruttore
differenziale:
deve aprire
automaticamente
il circuito in caso
di guasto.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
COORDINAMENTO TRA
DIFFERENZIALE E TERRA
Deve essere soddisfatta la condizione
RA·Idn  50
• RA = resistenza totale dell’impianto di terra (dispersore +
conduttori di protezione + masse) in ohm.
• Idn = corrente differenziale nominale dell’interruttore
differenziale in ampere.
• 50 = limite massimo consentito per la tensione di contatto
in volt.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
IMPIANTO DI TERRA
DA = dispersore
intenzionale
DN = dispersore di fatto
CT = conduttore di terra
EQP = conduttore
equipotenziale
principale
EQS = conduttore
equipotenziale
supplementare
PE = conduttore di
protezione
MT = collettore (nodo)
principale di terra
M = massa
ME = massa estranea
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
INTERRUTTORE DIFFERENZIALE
DIFFERENZIALE GENERALE
DIFFERENZIALE PER PRESA
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
CORRENTE DIFFERENZIALE
Isolamento intatto
I1 = I2
Difetto d’isolamento
I1 > I2 con I1 - I2 = If
Il rivelatore differenziale
registra lo scarto fra
corrente “entrante” e
corrente “uscente” e apre
i contatti.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
SISTEMA TT
PERCORSO DELLA CORRENTE DI GUASTO Ig
Ra = resistenza di terra
utente
Rb = resistenza di terra
centro stella
M = massa utente
Ig = corrente di
guasto
L1, L2, L3 = fasi
N = neutro
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
INTERRUTTORE DIFFERENZIALE
ELEMENTI COSTITUTIVI
1. Contatti di potenza
2. Aggancio meccanico
3. Elemento di sgancio
4. Elemento di riarmo
5. Toroide magnetico
6. Avvolgimenti principali
7. Avvolgimento di
segnalazione
8. Sganciatore
differenziale
9. Sganciatore
termomagnetico
10. Pulsante di test
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
FUNZIONAMENTO DEL
DIFFERENZIALE
Assenza di guasto
I1 = I2
1 = 2
Presenza di guasto
I1  I2
1  2
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
SITUAZIONI DI PERICOLO
La mancanza di uno o di entrambi i
componenti di un sistema di protezione
contro i contatti indiretti
(interruttore differenziale e impianto di terra)
crea situazioni di pericolo per le persone.
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
SITUAZIONE n. 1
 Senza differenziale
 Senza terra
SGANCIO MANCATO
MASSIMO
RISCHIO
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
SITUAZIONE n. 2
 Senza differenziale
 Con terra
non coordinata
SGANCIO MANCATO
ALTO
RISCHIO
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
SITUAZIONE n. 3
 Con differenziale
(Idn= 30 mA)
 Senza terra
SGANCIO AUTOMATICO
BUONA
PROTEZIONE
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
SITUAZIONE n. 4
 Con differenziale
(Idn = 30 mA)
 Con terra coordinata
SGANCIO AUTOMATICO
MASSIMA
SICUREZZA
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
NORMATIVA
Norma CEI 64 - 8
“Impianti elettrici utilizzatori a tensione
nominale non superiore a 1000 V in
corrente alternata e a 1500 V in corrente
continua”
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI
LEGISLAZIONE
• Legge n.186 / 1.3.1968
“Disposizioni concernenti materiali ed
impianti elettrici” (Regola d’arte)
• Legge n.46 / 5.3.1990
“Norme per la sicurezza degli impianti”
• DPR n.447 / 6.12.1991
“Regolamento di attuazione della legge n.46
del 5.3.1990 in materia di sicurezza degli
impianti”
SICUREZZA ELETTRICA NELLE ABITAZIONI