Interruttore di manovra

Toscana
Sezione Toscana e Umbria
La Sicurezza delle Macchine alimentate a
tensione di rete
Dott. Ing. Lorenzo Spinelli
Direzione Elettra s.r.l. – Organismo Notificato n. 2321 Direttiva
Macchine, Direttiva Bassa Tensione, Direttiva EMC
1
D.Lgs 81/2008
(Integrato con il D.Lgs n. 106/2009)
TITOLO III – CAPO III
“IMPIANTI E APPARECCHIATURE ELETTRICHE”
2
D.Lgs 81/2008
(Integrato con il D.Lgs n. 106/2009)
Titolo III – Capo I – Uso delle attrezzature di lavoro
Art. 70 – Requisiti di sicurezza
•
Salve quanto previsto al comma 2 le attrezzature di
lavoro messe a disposizione dei lavoratori devono
essere conformi alle specifiche disposizioni legislative e
regolamentari di recepimento delle direttive
comunitarie di prodotto
•
Le attrezzature di lavoro costruite in assenza di
disposizioni legislative e regolamentari di cui al comma
1 e quelle messe a disposizione dei lavoratori
antecedentemente alla emanazione di norme legislative
e regolamentari di recepimento delle direttive
comunitarie di prodotto, devono essere conformi ai
requisiti di sicurezza di cui all’allegato V
3
D.Lgs 81/2008
Applicazione del nuovo approccio
• Il nuovo approccio prevede il rispetto della “buona tecnica”
•
•
•
•
(regola dell’arte)
L’abrogazione del DPR n. 547/55 segna la fine delle
valutazioni predefinite e dei limiti precisi che risolvono le
situazioni di rischio in termini per così dire “duali”
Occorre procedere ad una puntuale valutazione del rischio,
caso per caso, ed adottare i provvedimenti previsti dalle
norme tecniche che costituiscono il riferimento oggettivo
alla regola dell’arte (v. anche Legge 1 marzo 1968)
In questo contesto il mancato rispetto di una norma
armonizzata richiede la dimostrazione di aver raggiunto un
equivalente livello di sicurezza.
Anche sulle macchine nuove marcate CE occorre verificare
l’assenza dei vizi palesi
4
Norme EN 60204-1/EN 60439/EN 61439
Il riferimento per la regola dell’arte
• EN 60204-1 Sicurezza del macchinario. Equipaggiamento
elettrico delle macchine
• Una lunga storia…..praticamente tutte le macchine nuove ed
usate ne sono coinvolte:
• CEI 44-5 prima edizione 1985
• EN 60204-1 seconda edizione 1993 +Ec 1995
• EN 60204-1 terza edizione 1998
• EN 60204-1 quarta edizione 2006 + A1:2010 +Ec:2010
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Quadri elettrici di macchina
EN 60439-1/EN61439-1 + EN 61439-2
• La EN 60204-1 richiede che “componenti e dispositivi
•
elettrici ….. Siano conformi alle norme IEC che li riguardano,
quando queste norme esistono”
Essendo il quadro un componente, la norma di riferimento è
la CEI 17-13/1 (EN 60439-1) sostituita dal 2010 dalla EN
61439-1 ed EN 61439-2 ; le prescrizioni della EN 60439-1 ed
EN 614391/2 vanno ad integrare la EN 60204-1 in merito al
quadro elettrico
6
Sicurezza elettrica macchine
13 regole di base per la progettazione/verifica di
conformità
• Si possono riassumere in 13 punti di base, al di là poi degli
approfondimenti e dettagli costruttivi, che devono essere
osservati nella progettazione, rimessa a nuovo, revamping o
semplicemente verifica di macchine elettriche
• Si ricorda che per la Direttiva Macchine CE 2006/42 e suo
recepimento DLgs 17/2010 le modifiche sostanziali
apportate ad una macchina ne comportano la sua
rimarcatura CE con tutti gli oneri certificative documentali
del caso
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Sicurezza elettrica macchine
Regola 1 – chiarire il contesto di utilizzo
• Chiarire le caratteristiche essenziale dell’impianto a monte,
dell’alimentazione della macchina, dell’ambientazione di
esercizio, con particolare attenzione alla temperatura
ambiente ed al grado di inquinamento e riportare i dati in
targa e doc. accompagnamento.
•
In particolare:
- Icc nel punto di installazione;
- T ambiente;
- Grado inquinamento (polvere, acqua)
• La macchina deve riportare il valore della corrente di
dispersione in mA; questo parametro può condizionare la
scelta degli interruttori differenziali presenti a monte
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Regola 1 – chiarire il contesto di utilizzo
• IP ?
• Ta
• Atmosfera
•
corrosiva
….
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Sicurezza elettrica macchine
Regola 2 – scelta dei componenti
• Scegliere componenti conformi alle rispettive norme di
prodotto ed installarli secondo le indicazioni del costruttore
?
10
Regola 3 – Posizione e tipo di sezionatore generale
• Fissare la posizione e la protezione del dispositivo generale
o principale di sezionamento in testa al quadro elettrico
dedicato al macchinario di fornitura
• L'equipaggiamento elettrico deve comprendere un
dispositivo di sezionamento manuale per ognuna delle
alimentazioni di cui usufruire. Può essere:
a) - interruttore automatico adatto all'isolamento;
b) - interruttore-sezionatore nella categoria d'impiego AC23B oppure DC-23B;
c) - sezionatore, dotato di un contatto ausiliario che, prima
dell'apertura dei contatti principali, provochi la completa
interruzione dei circuiti di carico;
d) - presa - spina; purché la potenza della macchina non
superi 3KW (limitazione rimossa nell’ultima edizione).
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Regola 3 – Posizione e tipo di sezionatore generale
• Interruttore di manovra: apparecchio destinato a stabilire,
portare ed interrompere correnti in condizioni normali del
circuito.
E’ in grado di portare (per tempo di 1s) correnti di c.c. ma non
è in grado di interromperle ⇒ deve essere protetto con un
dispositivo di protezione contro il corto-circuito (interruttore
automatico o fusibile)
E’ definito interruttore di manovra-sezionatore se in posizione
di aperto soddisfa le prescrizioni per i sezionatori ⇒ può
essere utilizzato per sezionamento, manutenzione elettrica e
non elettrica e come interruttore di emergenza.
Nel caso di rotore bloccato e di incollatura dei contatti del
contattore, il sezionatore deve garantire l’interruzione della
alimentazione.
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Regola 3 – Posizione e tipo di sezionatore generale
13
Regola 3 – Posizione e tipo di sezionatore generale
Natura della
corrente
Categorie di utilizzazione
Categorie
Corrente
alternata
Corrente
continua
AC-20A
AC-21A
AC-20B
AC-21B
AC22-A
AC-22B
AC-23A
AC-23B
DC-20A
DC-21A
DC-20B
DC-21B
DC22-A
DC-22B
DC-23A
DC-23B
Applicazioni tipiche
Stabilimento e interruzione a vuoto
Manovra
di
carichi
resistivi
con
sovraccarichi di modesta entità
Manovra di carichi misti resistivi e induttivi
con sovraccarichi di modesta entità
Manovra di motori o altri carichi altamente
induttivi
Stabilimento e interruzione a vuoto
Manovra
di
carichi
resistivi
con
sovraccarichi di modesta entità
Manovra di carichi misti resistivi e induttivi
con sovraccarichi di modesta entità (es.
Motori in derivazione)
Manovra di motori o altri carichi altamente
induttivi
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Regola 3 – Posizione e tipo di sezionatore generale
Stabilimento e
interruzione
Sezionamento
Stabilimento, interruzione
e sezionamento
Interruttore di manovra
Sezionatore
Interruttore di manovrasezionatore
Interruttore di manovra con
fusibile
Sezionatore con fusibile
Interruttore di manovrasezionatore
Interruttore di manovrafusibile
Sezionatore-fusibile
Interruttore di manovrasezionatore-fusibile
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Regola 3 – Posizione e tipo di sezionatore generale
•
Coordinamento con il dispositivo di protezione:
A) protezione da c.c.: l’interruttore di manovra deve essere
coordinato con un interruttore automatico o con fusibili posti
a monte, secondo le indicazioni del costruttore.
B) Sovraccarichi: è sufficiente che l’interruttore di manovra
abbia una corrente termica nominale superiore alla corrente
nominale dei dispositivi di protezione da sovraccarico a
monte o superiore alla somma delle correnti nominali dei
dispositivi a valle.
•
Colore (racc.):
A) Rosso se anche per
funzione di emergenza
B) Nero o grigio se solo per
sezionamento
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Sicurezza elettrica macchine
Regola 4 – Equipotenzialità e protezione contatti indiretti
• Riportare tutti i conduttori di
protezione ed equipotenziali ad
una sbarra di messa a terra
installata in testa al quadro
elettrico in prossimità
dell’allacciamento dei
conduttori di fase,
dimensionando il morsetto di
allacciamento esterno e
contrassegnando soltanto
questo con il simbolo “PE” o
morsetto giallo-verde. Da
questa barra di terra vengono
riportati collegamenti di
protezione delle varie unità ed
azionamenti .
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Regola 4 – Equipotenzialità e protezione contatti indiretti
• Classe I: connessione di tutte le masse al circuito
•
•
equipotenziale ed al circuito di terra
Classe II: doppio isolamento o isolamento rinforzato.
Nessun collegamento a terra
Separazione elettrica: dispositivo di sorveglianza
dell’isolamento
Devono essere forniti i mezzi per la protezione dai
contatti indiretti secondo il tipo di sistema di
destinazione (es. differenziali per sistemi TT).
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Sicurezza elettrica macchine
Regola 5 – Grado IP
• Assicurare il rispetto del grado di protezione IP sia per la
protezione dai contatti diretti sia per la protezione da polvere
ed acqua
Il grado di protezione Ip degli involucri contenenti le varie parti
dell'equipaggiamento elettrico va commisurato alle situazioni
più critiche in cui la macchina potrebbe trovarsi a funzionare.
Esempi (non mandatori da verificare in funzione del luogo):
- Armadio elettrico: grado minimo di protezione pari ad IP 54.
- Involucri ventilati contenenti soltanto resistori stagni: IP 22
- Canali portacavi: IP 33.
- Scatole di giunzione: IP 23.
- Dispositivi di comando e segnalazione: IP 54 o , meglio
ancora, IP55.
- In presenza di polveri fine, il grado deve essere elevato a
IP65.
- Macchina lavata con getti d'acqua: IP 66.
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Regola 5 – Grado IP
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Regola 6 – Accesso agli involucri – protezione dai contatti
diretti
•1) Chiusura tramite chiave/dispositivo per il cui funzionamento
si rende necessario l'impiego di un utensile;
Soluzione adatta per:
- intervenire per sostituire fusibili, ripristinare relè,
regolare temporizzatori ecc.
- accesso autorizzato solo al personale avvertito o
istruito che detiene appunto le chiavi o gli attrezzi
necessari per l'apertura dell'involucro.
Onde evitare contatti accidentali con parti in tensione si devono
assicurare:
- per i morsetti degli apparecchi montati sulle porte grado
IP maggiore o uguale a IP 1X o IP XXA
- per i morsetti e le altre parti attive dei dispositivi sui
quali s'interviene un grado di protezione IP maggiore o
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uguale a IP 2X o IP XXB
Regola 6 – Accesso agli involucri – protezione dai contatti
diretti
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Regola 6 – Accesso agli involucri – protezione dai contatti
diretti
• 2 - Interblocco meccanico o elettrico, tale per cui:
- la porta possa essere aperta solo dopo aver aperto il
dispositivo di sezionamento generale, oppure determini,
all'atto dell'apertura, il sezionamento automatico della
linea d'alimentazione;
- l'interblocco si ripristini automaticamente alla chiusura
della porta;
- l'interblocco possa, se necessario, essere neutralizzato per
accedere sotto tensione: purché l'operazione sia consentita
solo al personale in possesso di un dispositivo o di un
utensile speciale e sia sempre possibile aprire il
sezionatore ad interblocco neutralizzato.
- Bloccabile in posizione di aperto a sportello aperto
- Tutte le parti destinate a rimanere in tensione ad involucro
aperto presentano un grado di protezione maggiore o
uguale a IP 2X o IP XXB e sono marcate con segno grafico
della folgore su triangolo a fondo giallo ed i conduttori di
colore arancio.
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Regola 6 – Accesso agli involucri – protezione dai contatti
diretti
• 3- Protezione a prova di dito.
- Consente l'apertura degli involucri senza chiavi, utensili o
interblocchi, assicurando però su tutti i componenti interni
un grado di protezione minimo pari a IP 2X o IP XXB. Le
barriere eventualmente utilizzate allo scopo devono poter
essere tolte solo con l'impiego di un utensile appropriato,
oppure la loro rimozione deve causare il sezionamento
automatico dell'alimentazione.
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Regola 7 – Protezione mediante PELV
• Protezione PELV dai contatti indiretti.
- Ricorrendo a sistemi PELV per la protezione contro i
contatti indiretti usare trasformatori di sicurezza (EN
61558) e/o alimentatori conformi a EN 60950 o batterie e
non superare la tensione secondaria di 25V c.a. o 60 V c.c.;
- il punto di messa a terra funzionale (PE) deve essere
posizionato a valle di tutti gli elementi attivi/passivi del
circuito secondario
- adottare prese a spina non intercambiabili con quelle di
qualsiasi altro circuito (la protezione dai contatti diretti o
dai contatti indiretti nei luoghi non asciutti può essere
ottenuta con tensioni inferiori a 6V c.c. o 15V c.c.
- Ricordarsi di separare i circuiti PELV da quelli a tensione di
rete
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Regola 8 – Circuiti di comando
• Progettare e realizzare le funzioni di comando e controllo
con tutte le caratteristiche e, all’occorrenza, le ridondanze
e diversità, per garantire le sicurezze volute a seconda del
livello di rischi presenti e con particolare attenzione alle
possibili deficienze hardware e software.
• La categoria/Performance level è riferita ai componenti e a
Azione
come sono collegati
Interfaccia d’ingresso
Elementi di
comando
Input
Interfaccia d’uscita
Elementi
attuatori
Dispositivo
di sicurezza
Output
26
Regola 8 – Circuiti di comando
• EN 954
Fino al 11/11
G
F
E
Gravità del
danno
Frequenza di
esposizione
al pericolo
Leggero
reversibile
Individuazione
della categoria
di sicurezza
G1
G2
E1
Raro, poco
frequente
F1
Serio
irreversibile
mortale
Possibilità di evitare
l’infortunio o limitare
i danni
F2
Frequente,
continuativa
E2
E1
Categorie
1
Possibile a det.
condizioni
1; 2
Scarsamente
possibile
2; 3
Possibile a det.
condizioni
3
Scarsamente
possibile
4
27
Regola 8 – Circuiti di comando
• EN 13849
28
Regola 8 – Circuiti di comando
• EN 13849
29
Regola 8 – Circuiti di comando
• Architettura per circuiti in DC e AC; salvaguardia
contro i guasti a massa
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Regola 9 – Marcature e colori dispositivi di comando
• Adottare, per i dispositivi di segnalazione i pulsanti
•
•
luminosi e per gli attuatori in genere i colori indicati al
cap. 10 della norma; adottare per gli attuatori i sensi di
manovra e le relative marcature in accordo a:
- IEC 60417 “Segni grafici da utilizzare sulle
apparecchiature”
- EN 60073 “Codifica dei dispositivi indicatori e degli
attuatori con colori o con mezzi supplementari”.
Il colore non dev'essere impiegato per distinguere una
parte della macchina da un'altra (ad esempio: lampada
verde per indicare"pompa 1 in marcia" e lampada blu
per indicare "pompa 2 in marcia").
I colori normalizzati sono quelli primari ed
inequivocabili:
ROSSO GIALLO VERDE BLU BIANCO
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Regola 9 – Marcature e colori dispositivi di comando
Significato
Emergenza
Funzionamento
anormale
Funzionamento
normale
Richiesta di
operazione
Informazione
generica
Colore
Applicazioni tipiche
ROSSO - Sovratemperatura
- Sovrapressione
- Oltrecorsa
- Guasto ai dispositivi
GIALLO - Situazione critica
incipiente
- Situazione anomala
VERDE - Autorizzazione a
procedere
- Parametri entro i
limiti stabiliti
BLU
- Istruzione per
comandi sequenziali
Azioni richieste
all’operatore
- Intervento
immediato
- Controllo e
successiva
decisione di
intervento o meno
- Acquisizione
dell’informazione
- Intervento per
consentire il
corretto
proseguimento del
ciclo
BIANCO - Macchina in tensione - Controllo sul ciclo
- Stato particolare
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Regola 9 – Marcature e colori dispositivi di comando
33
Regola 10 – Rispettare la logica di collegamento degli I/O
• Rispettare la logica di collegamento ingresso-uscite dei
dispositivi elettronici, la protezione delle uscite dalla
commutazione dei carichi induttivi
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Regola 11 – Dimensionamento cavi
• Dimensionare e collocare i cablaggi tenendo conto delle
temperature dell’aria ambiente quali assunte per il
macchinario e dei coefficienti di riduzione della portata
connessi al numero di conduttori raggruppati, al tipo di
isolante, ed al tipo di posa. Identificare i conduttori
secondo la distinzione tra circuito di comando in a.c.,
d.c., circuiti di interblocco, circuiti di potenza
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Regola 11 – Dimensionamento cavi
• Fattore F1 in funzione della temperatura ambiente :
30
40
50
60
°C
°C
°C
°C
-
1,15;
1,00;
0,82;
0,58;
35 °C - 1,03
45 °C - 0,91
55 °C - 0,71
• Fattore F2 in funzione del numero di cavi raggruppati
Metodi di installazione
Cavi per c.a. – trifase
B1 e B2
C
E – singolo strato
E – multistrato
Coppie in c.c. (indipendenti
dal metodo di installazione)
Numero di cavi o coppie caricati
2
4
6
9
0,80
0,85
0,87
0,86
0,65
0,75
0,78
0,76
0,57
0,72
0,75
0,72
0,50
0,70
0,73
0,68
1,0
0,76
0,64
0,43
• Cavi non isolati in PVC, terzo fattore di correzione (F3).
36
Regola 11 – Dimensionamento cavi
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Regola 12 – Protezione da sovraccarico
• Realizzare la protezione dei circuiti di potenza e di
comando dalle sovracorrenti dovute a c.c. o sovraccarico,
dalle temperature anormali, dalle sovravelocità, dai
contatti indiretti.
•
Cavi:
IB < IN < IZ
If < 1,45 Iz
38
Regola 12 – Protezione da sovraccarico - coordinamento
• Protezione del relè termico: la curva di
intervento del fusibile o
dell’interruttore selezionato è posta
alla sinistra della curva di
danneggiamento del relè termico
• Protezione del contattore: il punto di
intersezione delle curve di intervento
del relè termico e del fusibile individua
un valore di corrente inferiore al potere
di apertura del contattore (requisito
non necessario se si utilizza un
interruttore automatico)
• punto di intersezione delle curve tale
che l’energia specifica (i2t) lasciata
passare dal fusibile o dall’interruttore
è inferiore all’ i2t sopportabile dal
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contattore.
Regola 13 – Cablaggio e layout
• Rispettare le regole di cablaggio (cavi in canalette, guaine se fuori da
involucri, un conduttore per morsetto, ecc) e corretta disposizione dei
componenti
Max 2000m
Minimo 400m
Minimo 200m
40
Regola 13 – Cablaggio e layout
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Allegato V – Regole minime da considerare
Requisito
Rif. EN 60204-1
Regola
2. Dispositivi di
comando
Art. 9; 10
8, 9, 10
9. Segnalazioni
indicazioni
Art. 16
1
11. Manutenzione
Art. 5
3,6
12. Incendio e
esplosione
Art. 7; 11; 12; 13; 14
11, 12
42
Toscana
Sezione Toscana e Umbria
Grazie per l’attenzione
Lorenzo Spinelli
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