231
PARTE III - GAP.2
CAPITOLO SECONDO
EFFETTI
DELLA CORRENTE
SULL'ORGANISMO
,.
ELETTRICA
UMANO
1 - Correnti di sogli« e di rilascio
.
I
Daile prove sperirnentali finora eseguite risulta che l'orgarl<;>esterAo
e la lingua. n valore
t,~i I.lll,ingua e sensihile (r~,~~vato
del corpo urnano pili sensibile alla corrente elettrica
.<"
medio sperimentale della corrente minima
•. -'
.,,--
..••.
"
facendo prove su un huon numero di persone), chiamato valore di soglia,
e risultato
pari a 45 pA, sia per Ia corrente continua che per l'alternata.
Ai fini antinfortunistici
e pili
import ante pero conoscere il valore di
soglia per la percezione sulle mani, in quanto
e attraverso
pili spesso immessa nel corpo la corrente elettrica,
tali, ottenuti
queste che viene
I risultati
sperimen-
usando corrente continua, danno un valore di soglia pari a
5,2 mAj questo significa che il 50% delle persone percepisce una corrente
inferiore a 5,2 mA e l'altro 50% percepisce una corrente superiore.
correnti alternate
(60 Hz)
sai pili ridotto e cioe di 1,1 mA circa. I valori suindicati riguatdano
!
Per
si trova un valore della soglia di percezione asuna
popolazione adulta e maschile: per le donne i valori riportati vanno ridotti
"
di circa il 35% e per i bambini di fat tori ancora superiori.
Per gli scopi che ci siamo proposti,
determinare
massima
il valore della cosiddetta
corrente che permette
autonomamente
risulta
ancora pili importante
"corrente di rilascio",
a chi ne
e
il contat to con il conduttore
attraversato
cioe della
di interrompere
sotto tensione.
Correnti di valore anche leggermente superiore a quello della corrente
di rilascio possono "congelare" il soggetto al circuito.
f
I
232
PARTE III - CAP.£
Correnti di tali valori sono molto pericolosa, anche se il contatto
e
[ dell'elettrocuzione da giustificare la massima terapeutica, formulata gia
!
provocano una rapida diminuzione della forza muscolare e possono pro-
Ii
'
breve perche, a causa delle intense contrazioni involontarie dei muscoli,
durre svenimenti, collassi e perfino uno stato di incoscienza seguito da
!!
talmente misurando i valori della corrente di rilascio (a 60 Hz e in continua
rispettivamente) di un gruppo di persone.
0/
/0
u
·ra
9 a I-
I r I i
j
,
I
~
I Iii
i
ad azione diretta della corrente, possono port are ad es. a paralisi tempora-
_I
torni quali vertigini [pressoche abituali nei prirni giorni dopo l'infortunio),
f
sordita, abbagliamento, indebolimento della vista, ecc..
I
Infine un importante effetto legato direttamente alia intensita di corrente
e
quello di provocare ustioni.
iI
I
•••
I
passaggio di una corrente elettrica in una resistenza.
•
Dett a dT la variazione di temperatura che un corpo subisce per effetto del
i
passaggio di una corrente di densita J per un tempo dt, si ha che
~
~
-(I]
10
~
~
~
c
I
I\
I
I
/
~~
j
:Og
rn
~ g
L=
o ra
0.L..
14
18
corrente
c~
L
50
22
mA eft.
Q. .~
F
05
I
(a)
dei parametri
I
I
50
I
,!
,,,
[
--
"!
I
I!
70
corrente
Fig. 1.1
<!~
cbe caratterizzano
b0
I!
80
I
dT
=
W z iZ.J-.-L 1..
:r,4t t: C.r.
LJ2dt
Cv
dove p (resistenza specifica) e Cv (calore specifico a volume costante) sono
~~
J..O Mt.1r
2 - Influenza
10/
Esse sono dovute alio sviluppo di
~ calore per effetto Joule, cioe all'aumento di temperatura che accompagna
u
50
:o~
ra o
.0
I , I ",I I
Lesioni neurologiche del midollo spinale, quasi sicuramente riferibili
nee degli arti dei folgorati. A lesioni di organi di senso sono dovuti poi sin-
!
e Bper
gli uomini. Per la corrente contin1!!!:,a causa delIa bassa
statistica, si e calcolato, estrapolando i dati sperimentali, un vaIore di
@3per
gli uornini e@ rr;yper Ie donne.
quindi, come prima cosa, la respirazione artificiale.
l
Da questi e possibile ricavare che per la corrente alternata il valore
pili probabile delia corrente di rilascio risulta pari ~per
Ie donne
[I
molti anni fa, di "tr att are l'elettrocutato come un annegato", praticandogli
,-
morte. I grafici riportati in fig. l.la e l.lb sono stati ottenuti sperimen-
99,5
233
PARTE III· CAP.'
1ri
mA
(b)
..)J.A.
A
la corrente elet-
tricC1
Tutti gli e!fetti dannosi che una corrente elettrica esercita su un corpo
I
parametri caratteristici del corpo in considerazione.
u
all'entita dell'aumento di temperatura, sia legata pili che alia iritensit.a
g
della corrente, alla densita. della corrente. Risulta quindi assai pili peri-
"'.
colosa una corrente che entra nel corpo umana attraverso un contatto di
,~
f
·A
Questa relazione
ci consente di rilevare come la gravita delle ustioni, sicuramente legata
piccola superficie, che non la stessa che entra attraverso un contatto di
grande superficie.
La relazione precedente inoltre rende conto del fatto che
e la
parte pili
umano sono pili 0 meno legati alla sua intensita, Correnti di intensita
relativamente elevata possono esercitare una azione diretta sui centri re-
superficiale della cute, che possiede un'alta resistivit a e un basso calore
spiratori, provocandone Ia paralisi con conseguente asfissia. Le alterazioni
non coinvolgono solo la cute,
delIa funzione respiratoria rappresentano una cosl temibile conseguenza
che tessuti degli strati piu profondi, fino alla struttura scheletrica. Man
specifico, il tessuto che viene maggiormente danneggiato. Le ustioni pero
\VcJ.I=-~rt~t~
-::~
J1..c!'t
0
piu speeificatamente I'epiderrnide, ma an-
c.."
V ~T
clt:-. ~.Q.)}"t>o.,r:.- .- ~T~
Cf¥!
cc~
234
PARTE III - CAP.£
mano che la potenza
senzialmente
assorbita
aumenta,
a fenomeni di essicamento
si, passa da lesioni doyute
a lesioni dovute a modificazioni
tessutali irreversibili, la carbonizzazione,
la evaporazione, la volatizzazione
(si danno casi in cui i tessuti sono stati riscaldati anche a pili di 3000 DC) e
conseguente successiva necrotizzazione
a quelli direttamente colpiti.
Un altro parametro
di vasts parti dei tessuti adiacenti
In fig. 2.1 sono state riportate
renti con diversa probabilita
fondamentale
e costituito
nel determinare
dalla freguenza della corrente.
in grafico, in funzione della frequenza,
cor-
di percezione e di rilascio per gli uomini (i
valori per Ie donne, anche in questo caso, sono pari circa il 66%
I
deg1i nomini}. Nella curva 1
! . Nella
1'J
I
1
I
i
curva 3 il valore per i1 quale la probabilita
e
riuscito
"--E
50
~OJ
20
OJ
~
~
10
5
2
J
a staccarsi,
degli esaminati
/'
/
/'/
4'
/
<,
<,
1
"
"
0.5
si vede,
"
"
giustificare
(basti pensare
vittima
r
r
50
100
"
500
r
I
r
1000
5000
frequenza
10000
(H z
)
l'andamento
minimo
a staccarsi
per
frequenze
(50 +60 Hz)
rimane spasticamente
1a pericolosita
.
cui
responsabili
1a corrente generalmente
di danneggiamenti
della parte del corpo gia in contatto
at traverso le mani, per il quale la
a causa delle con-
Man mana che la frequenza aumenta,
In particolare,
per frequenze
dell a densita
rapida-
si ritiene che non si ab bia pili shock e1ettricoj
provoca solo ustioni.
detto "effetto pelle", per il qua1e all'aumentare
strati
calore
dei muscoli. Questa puo deter-
delIa corrente diminuisce.
mente: a circa un 1 MHz
neuro-
di condizioni, sono pili peri-
afferrat a al conduttore
e ,soggetta).
solamente
da 10 kHz a 100 kHz il valore della corrente di rilascio aumenta
un aumento
,",
al conduttore
delle curve di fig. 2.1
una eccitazione
esse producono
invece, a parita
al caso di un contatto
tende ad interessare
Fig. 2.1
.
un
non provocano
colose, perche provocano la tetanizzazione
3
r
continue
locali, Le correnti alternate
2
10
present ano
per effetto Joule e fenomeni di elettrolisi
~,
~v
le curve
tra 10 e 100 H Zj quindi Ie frequenze industriali
trazioni muscolari
o
10 0,5%
dal1a parte in tensione.
minare i1 congelamento
" " "•..
"
<,
e riuscito
il 99,5% non
riuscito a staccarsi;
musco1are, se non in fase di transitorio:
" "", ""
'- , " "
<,
e
Nelia
e riuscito
Nella cur va 6 il valore della corrente per il quale solo
Si puo qualitativamente
'5
a staccarsi,
curva 5 il valore della corrente per i1 qua1e il 50% degli esarninati
not ando che le correnti
'~i~:~~,-~ , ~~
'----,
riuscito
sono Ie pili perico10se.
I
,
<,
0
"
e
di quelli
-,"
" -,
c
o
..--.-
10 0,5% quindi non
a staccarsi;
nell'intervallo
100
e del 99,5%.
di percezione
Nella curva 4 il valore della corrente per il qua1e il 99,5% degli esaminati
Come
<
235
e indicate i1 valore dell a corrent e al di sotto
del quale i1 corpo umana non e sensibi1e. Nelia curva 2 e riport ato i1
! valore delia corrente per il quale 1a probabilita di percezione e del 50%.
I
che ha importanza
la gravita degli infortuni elettrici
pARTE III - CAP.2
i~·-..'·
es- .
:r'
Esiste inoltre un effetto,
della frequenza la corrente
di tessuto sempre meno profondi.
Cio causa
di corrente nelle regioni periferiche
del corpo,
236
PARTE
III - CAP.2
che pUO anche provocare gravi ustioni alIa cute, ma costituisce nello stesso
tempo una decisiva salvaguardia
per i pili delicati organi interni.
fig. 2.2.
con il conduttore
sotto tensione, seguendo in linea
di mas sima il cammino pili breve che unisce i punti tra i quali viene a
stabilirsi una d.d.p ..
che interessano
E evidente
che pili pericolosi si rivelano quei percorsi
organi vitali molto sensibi1i. Tra questi vanno sicuramente
annoverati quelli che hanno come estremi le due mani
opposto,
perche interessano
la testa, interessando
1a regione cardiaca,
una mano e il piede
quelli che coinvo1gono
in tal modo il cervello ed i1 midollo spinale.
Anche 1a durata del contatto
concorre a determinare
costituisce
un importante
la gravita di uno shock elettrico.
bre del muscolo cardiaco possono risultare
'di correnti
0
0
relativamente
piccole (tanto
.
E
che
0
porzione al peso e che tali limiti non assicurano
t!!tti i soggetti;
realizzazioni
essi rappresentano
la perfetta
un compromesso
tecniche e la probabilita
di infortunio
incolumita
tra l'economia
che porta
0
per cause transitorie
una resistenza
assenza
e particolarmente
queste correnti
10000
5000
scono, per un cuore pulsante in modo ordinato e ritmico, segnali eccessivi
'"E
~
vengono sovrastimolate
in maniera
cao-
.A~_
di
2000
1000
..!i,ca,jniziano
,
dall'altra,
a contrarsi in modo disordinato
instaurando
e indipendentemente
un regime di funzionamento
---....
brillazione", ..• che comport a l'incapacita
del cuore di pompare
genato lungo le arterie .. La pressione arteriosa
valori cui corrisponde l'arresto
anomalo,
detto
c,
"fi-
E
<0
.•...
~
sangue ossi-
cade rapidamente
0
Puna -
a quei
500
200
100
assenza
circolatorio, con conseguente paralisi delle
Clinicamente
si osserva nell'infortunato
perdita
di co-
scienza, pallore estremo, scomparsa del battito del polso e dei toni cardiaci,
20
:inibizione progressiva del respiro, convulsioni, morte.
10
Per concludere
nica Internazionale
e opportuno
0,1
segnalare che la Commissione Elettrotec-
(lEC) ha proposto,
in diverse ricerche sperimentali,
sulla base dei risultati
il "diagramma
effetti
pericolosi
50
funzioni cerebrali.
di
ottenuti
di sicurezza" riportato
in
0,2
0.5
2
5
10
20
1~
Fig. 2.2
50
100 200
corrente
delle
ad esempio
corporea molto inferiore alla media (caso tipico di molti bambini).
reazioni
di
ad esclu-
Ad es., Ie fi-
che alcuni autori hanno fissato
Infatti
per
tra Ie estremita
dere dalla sicurezza un numero di persone non trascurabile,
~
Ie fibre cardiache
Hz),
riore a 50 kg (donne e bambini ad es.) i limiti suddetti vanno ridotti in pro-
costitui-
ed irregolari:
60
sensibili anche al passaggio
in quei momenti durante i quali il cuore
vulnerabi1e di fronte a stimoli elettrici.
della corrente
0
ancora import ante ricordare che per persone di peso corporeo infe-
tutti coloro che hanno naturalmente
fattore
(50
(mano-mano e mano-piede].
come valore limite non pericoloso 10 JLA) purche per tempi sufficientemente lunghi
Questi dati valgono per correnti alternate
uomini di 50 kg di peso e per tragitto
Il percorso della corrente attraverso i1 corpo varia al variare delle parti
che vengono a contatto
237
PARTE III - CAP.2
(mA)
238
PARTE III - GAP.2
e riportato
In fig. 2.3
il diagramma
di sicurezza per correnti continue
in condizioni analoghe a quelle della figura precedente.
239
PARTE III - GAP.2
sana stati ottenuti
i risultati
che le hanna suggerite.
Un numero abba-
stanza rilevante di prove, eseguite sia su uomini che su donne, suggerisce
di fissare per una frequenza di 50+60 Hz una tensione minima di rilascio,
0wb0~
per contatto
da mana a mana e con elettrodi
attorno ai 25 V; per contatto
5000
'"
E
da una mana ad entrambi
viglie immerse in acqua salat a, attorno
valori vanno moltiplicati
di acqua salata,
i piedi, con ca-
a 10 V. Per le tensioni continue i
2000
corrispondenti
1000
Questi valori per la tensione di rilascio mettono in evidenza come tensioni
0
a.
E
inumiditi
anche relativamente
500
lnoltre,
•..
ell
assenza
assenza
dl
reazlonl
200 ~
100
di effetti
effetti
pericolosl
per un fattore
cinque.
basse possano diventare pericolose per I'uomo.
in sede IEO (1974),
in fig. 3.1, delle tensioni ritenute
perlcolosi
all'incirca
e
stato preparato
il grafico, riport ato
ammissibili in condizioni normali per il
50
5
20
10
0,1
0,2
0,5
2
5
10
20
50
100
200
f~~
5001000
corrente
2000
1
(mA)
-
Fig. 2.3
3 - Influenza
II)
o
della tensione
0.
Come abbiamo avuto modo di vedere fino ad ora; gli effetti dannosi
degli incidenti elettrici sono in pratica
legati alla corrente
traverso il corpo umano; sarebbe quindi opportuno
questa grandezza
elettrica
per ogni circuito elettrico.
normalmente
considerevoli
gioco (corpo umano, contatto,
voco la "tensione di rilascio".
livello di pericolosita
prevedibili
Tuttavia
.(!)~
la sola grandezza
tensione ma, a causa delle
variazioni
delle resistenze
in
definire iri modo uni-
e necessario
fornire indicazioni sul
di questa grandezza,
~
G2/1/'eu.:u
che passa at-
e possibile
ecc.) non
E
CI)
.•...
conoscere il val ore di
Peraltro,
e la
nota in un circuito
e non facilmente
0,5
precisando Ie condizioni in cui
0,01
10
50
tensione
Fig. 3.1
~()-t.-t
240
PARTE III - CAP.2
corpo umano, in relazione al massimo tempo di sopportabilita.
Dall'esame
alternata)
~\:
e stata
!';
scelta come limite massimo per
r
sicurezza.
Al verificarsi
(*).
dell'utilizzatore,
dal corpo umana per un tempo infinito.
Per questo motivo tale tensione
la completa
stessa
uesto si puo dedurre che la tensione di 25 V (in corrente
di
puo essere sopportata
--.:.'~'
241
PARTE III - CAP.2
;;;-'
sione di rete.
'la carcassa
del
nel
K della
punto
La persona
e ottenibile,
viene sottoposta
nell'ipotesi
alla tensione
"di contatto"
che tutta la corrente 19 che circola
partire
detto nel paragrafo
le correnti
precedente,
eventualmente
frequenti
a
(0, nei casi piii comuni, di tutte Ie resistenze) in gioco nel cir-
sistenza
di contatto
e
di cui il corpo fa parte.
riportato
di incidenti
Basta infatti esaminare
il circuito equivalente
con corrente alternata,
che schematizza
per rendersi
a stella; il centro
di questa
(neutro),
e costituisce,
possano essere determinanti
capo ad
del trasforrnatore collegato
ad una delle fasi, la linea
persona,
del tratto
Rt2 la resistenza
R4 la resistenz a del contatto piedi-terra,
del sistema di messa a terra delia cabina.
Come
contatto
tattoo
di contatto
R2 dirninuisce
all'aumentare
con la parte sotto tensione e allaumentare
dellarea
di
della pressione di con-
(E questo ad es. il caso che si verifica con gli apparecchi elettrici por-
tatili i quali, proprio perche saldamente
possono diventare
assai pericolosi).
e l'eventuale
umidita
sorretti
e guidati dall'operatore,
In grade poi di ridurre a valori bassis-
(ad es. minime tracce di sudore)
presente
nel contatto.
utilizzatore
r<===J-+-tase
R1
La resistenza
K
costituito
R4
e anch'essa
da un conduttore
molto variabile:
e piu
(ad es. un oggetto metallico
piccola se il suolo
0
e
da un pavimento
jIgj Vc
neutro
(*) - Ricordiamo che la tensione alternata viene frequentemente
distribuita
in
sistemi trifase con collegamento a stella. In questo caso la linea di trasmissione
costituita da 3 fili, chiamati abitualmente
fasi (R, SeT)
e da uri quarto filo,
detto neutro (N). Con ognuna delle cop pie RN, SN e TN
possib ile aliment are
un utilizzatore monofase. Tra ogni fase e iJ neutro viene mant enut a una. tensione
alternata can Veff = 220 V, le tre tensioni sono sfasate tra loro di 1200 e tra
fase e fase esiste una d.d. p. di 380 V. Can questa disposiaione, se Ie impedenze
di carico sono uguali, nel neutro non circola corrente.
e
Rt2
dell'uomo,
met allica, R3 la resistenza
si vede 19 risulta tanto piu piccola quanto piu grandi sono R2' R3 e R4•
simi R2
ca bi na
mano-carcassa
R2 la re-
Rn la resistenza propria della porzione di terreno sot tostante i piedi dell a
collegato a terra in cabina, viene
insieme
dell a linea di distribuzione,
della
i casi piu
conto di come
monofase e facente
propria
ai morsetti d'uscita
di percorso mano-piedi
La resistenza
la linea di alimentazione
all'utente
la resistenza
= R3 19
la fig. 4.1,
degli incidenti,
Si supponga
+ R2 + R4 + Rtl + Rt2)1g
essendo Vn la tensione nominale di rete misurata
Rl
una cabina di dist.ri buzione con il secondario
distribuito
Vc = Vn - (R1
e pos-
circolanti in un corpo umana
valori anche poco diversi di certe resistenze
sull'esito
che non
cabina,
cuito elettrico
nella quale
e evidente
senza conoscere il valore di tutte le
dalle tensioni di alimentazione
impedenze
dalla
delle resistenze
Per quanto
sibile valutare
la ten-
che, non isolata dal terrene, si trova a to ccare
nella linea dopo il guasto circoli anche nel corpo della persona,
4 - Influenza
carcassa
tra questa e la terra viene a stabilirsi, in pratica,
dell'utilizzatore,
Vc il cui valore
guasto
_~t1
potenziale
zero
L!
Fig. 4.1
e
PARTE III - CAP.2
242
in mattoni),
e
rnentre
tappeti in gomma
piu elevata nel caso di pavimentiin
altri materiali isolanti, ecc .. Pertanto
0
249
PARTE III - CAP.2
legno secco,
particolarrnente
pericolosi sono gli incidenti nei bagni e nelle cantine, poiche in questi luoghi
I'umidita
diminuisce
nel compute
eventualmente
sensibilmente
delia resistenza
la resistenza
del suolo.
Per
peste in serie fra I'infort unato ed il suolo vero e proprio e
riguarda
la
Situazione
R3 offerta dal corpo umano,
resistenza
bisogna rilevare che essa dipende fortemente
prova. 11contribute
dalle particolari
maggiore al valore di tale resistenza
parte superficiale della cute (epidermide),
del decimo di millimetro,
ha, se asciutta,
fic'ie pari a 100 kD/ cm2, praticamente
m••
molto bassa, la para ha
molto elevata), scale, t avole, ecc ..
quanto
resistenza
=~
una resistenza per unita di superat tribuibile
allo strato corneo, La
e
invece molto pili bassa,
cosi come la grande maggioranza
tessuti interni, ricchi di liquidi ionizaati: la struttura
adiposi hanno invece una resistivita
Misure effettuate
contatto),
sione
dei
scheletrica e i tessuti
dopo aver interposto
tra Ie superfici degli elettrodi
al minimo la resistenza
con entrarnbe
le
1300
mam
2) Piedi a potenziale
di terra e contatto
975
con una sola mana
3) Piedi a potenziale
con entrambe
650
le mani
4) Corpo parzialmente
contatto
di terra e contatto
immerso nell'acqua
con entrambe
e
220
le mani
di
~~~oW
(p~alf;J
(
hanno suggerito per la resistenz a del corpo umano i valori medi
fo~(fV~
nella tab. 1.
Tali valori sono stati rilevati per tensioni intorno
lascio.
1) Piedi isolati e contatto
intermedia,
e la pelle una soluzione alcalina (per ridurre
riportati
viene dato dalla
E import.ante
e un
fornire questa indicazione
altro dei parametri
fondamentali
alla tensione di ri-
~M\O("u..
p erche i1 valore della ten-
da cui dipende la resistenza
del corpo umano.
v-:..
/
iH
\
(0
~
.-
,('~
~-~J
aD 'l' J':~\~~
-1
'11-
0
~'V L~
del
corpo umano (D)
della rilevazione della misura
che, per uno spessore dell'ordine
che ha uno spessore di circa un millimetro,
delle centinaia di D/cm2,
Resistenza
del soggetto all'atto
condizioni di
per unit a di superficie dello st rato inferno della cute (derma),
dell'ordine
TABELLA I
R4 devono entrare anche tutte le resistenze
cioe: suole delle scarpe (il cuoio ha una resistivita
una resistivita
Ovviamente,
-"
'-
\l
.~#~
OM~~
244
PARTE III - CAP.S
e stato
CAPITOLO TERZO
SISTEMI DI PROTEZIONE
collegato all 'impi ant 0 idrico.
La parte di tubazione immersa nel muro puo avere scarsissime prop,rieta
CONTRO L'ELETTROCUZIONE
1 - Collegamento a terra
II metodo normalmente
disperdenti
a causa delle innumerevoli
S1 che la tensione di contatto Vc
giunzioni e raccordi che, se non
sono proprio elementi isolanti
(*),
sistenze elettriche di contatto
lunge I'intero tratto fra il punto di att acco
alIa lavabiancheria
usato, per far
245
PARTE JII - CAP.S
L'eventuale
possono tuttavia
messa in tensione
della carcassa
non possano superare valori peri colosi, consiste nel portare
non dovessero intervenire Ie protezioni dell'utente.
un potenziale
e necessario
non in tensione dell'apparecchiatura
il pili possibile vicino a quello di terra.
connettere
diante un conduttore
elettrica ad
Per ottenere
le varie parti metalliche all'impianto
cio
Il funzionamento
studiato
esaminando
0
l'intero
della lavabiancheria
terebbe in tensione una parte
metalliche abitualmente
dell'impianto
lizzato tale tipo di collegamento,
tanto pili che questo
la fig. 1.1 che rappresenta
idrico dell'edificio,
se
la situazione
di fig. 4.1
di terra me-
V...
_
debba essere rea-
e un
impianto
met-
di messa a terra puo essere meglio
di protezione (mess a a terra).
Non vogliamo qui dilungarci su come tecnicamente
diverse re-
e la tubazione principale interrata.
e di conseguenza la corrente che puo circolare nel corpo dell'infortunato
tutte Ie parti
introdurre
problema in
VJi\
c
t<.T
~.
({l4 e.'\i~
t,
cabina
generale molto complesso, affrontabile solo da persone esperte e secondo
Ie norme legislative e tecniche (Comitato Elettrotecnico
Italiano) ben pre-
cise che esistono in materia.
che il conduttore
di protezione
e obbligatorio
Vogliamo solo ricordare
t-t===J-+-
in tutti gli edifici civili e che ogni presa elet-
fa s e
RI
neutro
trica a tensione superiore a 50 V (50 Hz) deve essere munita di alveolo
per la messa a terra, connesso a tale conduttore.
ad un sistema disperdente,
cosfit uito generalmente
Questo va poi collegato
da una serie di punte
d'acciaio rivestite di rame collegate fra di loro e opportunamente
E import
interrate.
Rll
--
Rt1
potenztale
z ero
ante rilevare che Ie tubazione idriche di un appartamento
non devono in linea di massima fungere da conduttore
di terra.
n
loro
necessario collegamento all'impianto di messa a terra ha come scopo quello
di rendere equipotenziali
le masse metalliche dell'edificio.
e
Questa norma
spesso disattesa, con conseguenze sulle quali
fermarsi, trattando un esempio pratico.
Si prenda in esame una lavabiancheria il cui conduttore
e utile
Fig. 1.1
sof-
di protezione
(*) - Potrebbe
addirittura
essere presente nell'impianto
idrico un giunto
isolant e: il cont atore s t esso dell'acqua rappresenta a volte un tratto isolante
della tubazione.
246
PARTE III - CAP.3
del cap.
II,
con l'aggiunta
del collegamento
a terra
della
carcass a
dell 'utilizzatore.
In questo caso il potenziale
"4..
In fig. 2.1
dell'utilizzatore
sostanzialmente
e
Vu che assume la carcassa dell'utilizzatore
q.ri
PARTE III - CAP.S
e rappresentato
un circuito elettrico nel quale la protezione
dalla eventuale
corrente
trarnite due fusibili (ad es. con corrente nominale
F1
(2.r
~~
dov~con Rt si
e indicate
V; _
Vn Rt
v -
n, + u; + Rt2
1
r====1-
(8)'1
,
I
F2
il valore della resistenza
relativa al collegamento
Rt2
Igl~R1C
ill messa a terra della carcassa dell'utilizzatore.
e facile
not are come Vu sia tanto pili piccola quanto pili
ed in pratica
(neUe condizioni pili sfavorevoli) Vu coincida con
Per quanto visto
e Rt
Vc, cosi da permetterci
di considerare
nel seguito le due grandezze
Fig. 2.1
come
Dalla tabella
coincidenti,
Si puo not are inoltre che la corrente che attraversa
pili piccola quanto
pili
anche nella situazione
e ~iccola
Rt rispetto
e tanto
l'infortunato
a R2+R3+R4+Rtl'
trice e riportata
d'intervento",
fornita
dalla ditta
in fig. 2.2, si ricava che il fusibile fonde in 5
8,
costrut(massimo
ma che
la corrente
circolante in queste
assumere ancora valori letali.
Pert anto la semplice rnessa a terra
dell'utilizzatore
sufficiente ai fini di una efficace protezione
contatto.
A questa va aggiunta
irnpedisca
il fluire verso terra di una corrente
rompendo
il circuito di alimentazione.
e coordinata
non puo consi-
centro le tensioni
una protezione
"attiva"
ill
w
I-
Z
::>
o
(/)
:J
II..
z
2:
che
di valore eccessivo, inter-
2 - Fusibile
a
oa.
o
~
w
o
I-
II dispositivo
"corrente-tempo
pili favorevole, in cui Rt fosse qualche centinaio
ill volte pili piccola ill R2+R3+R4+Rtl,
ultime potrebbe
derarsi
di 16 A).
dato da:
V ~R.~
piccola
e ottenuta
di guasto verso terra
Z,
o
UJ
(/)
pili semplice ed econornico per lirnitare la corrente che
e il fusibile.
fusibile e pero
fluisce nei circuiti
La funzione del
trici dalle sovracorrenti
i componenti
elet-
che non quella ill inter venire all'atto in cui si veri-
ficano le piccole dispersioni
di peri colo.
pili quella di proteggere
verso terra, che pure rajipresentano
10
100
corrente
1000
10000
(Aett}
una fonte
Fig. 2.2
j
PARTE III - CAP.S
248
tempo di applicabilita
cap. II, § 3) quando
per una tensione di contatto
e attraversato
Vc pari a 50 V, vedi
e
Vc' Perche questa non superi i 50 V, la
la terra una tensione di contatto
Vc
<
- I
Rt
fig.
50
=40
249
e
3.1
Per determinare
intervento
richiesto,
verticale
e lento
di terra
difficilmente permette
di ot-
Pertanto
sione di contatto
sicuramente
superiore ai limiti di sicurezza.
che I'interruzione
di un solo fusibile non deter-
E
bene rilevare inoltre
mina il completo distacco elettrico dell'utilizzatore
tazibne, favorendo I'instaurarsi,
di situazioni pericolose per i manutentori.
e
dal circuito di alimen-
)
Per quanto visto bisogna con-
consigliabile ai fini della protezione
0
.•.....
C
damento
automatici
bimetallica,
ad esercitarsi
di materiale
0
magneiotermico
uno che apre i contatti
dal passaggio della corrente elettrica
(ottenuto
dalla
grazie al riscalin una lamina
l'altro che apre i contatti per effetto dell'attrazione
che viene
tra una b6bina percorsa da corrente ed una piccola ancora
ferromagnetico)
teggere i conduttori
--
+J
di due dispositivi,
provocato
C
.E
Q)
automatico
e un'apparecchiatura
e gli utilizzatori
d'intervento
sufficiente moltiplicare
in relazione
al tempo
di
la corrente
nominale
In
indicato sulla scala
determinato
dal dispositivo magnetico,
100
10
Q)
L..
combinazione
e
d'intervento,
istantaneo.
>
Anche l'interruttore
la corrente
in questo caso la ten-
contro l'elettrocuzione.
3 - Interruttori
caratteristica
ed avviene per opera del dispositivo termico; per valori superiori di
durante le operazioni di ricerca del guasto,
cludere che l'uso del fusibile non
tipica
delle ascisse. Come si vede dal grafico, fino a poco pili di lOIn l'intervento
n = 1,2 n
tenere un cosi basso valore di resistenza.
risulterebbe
una
in esame per il fattore moItiplicativo
corrente, l'intervento,
Ma un unico dispersore
riportata
automatico.
dell'apparecchio
Rt dovra essere:
resistenza
In
dell'interruttore
da una corrente pari a circa 40 A.
Al passaggio di tale corrente si stabilira Ira la carcass a dell'trtiliazatore
PARTE III - CAP.S
nata allo scopo di pro-
dai sovraccarichi e dai cortocircuiti.
C
.-
0
1
40
20
10
Q)
(J)
,
U
0
0.
I
01
E
Q)
+J
0,0 1
U-
1,2
2
4
Fattore
6 81015
30
moltiplicativo
Fig. 3.1
60 100
e pressoche
PARTE III - CAP.3
250
In fig. 3.2
e illustrato
ad un interruttore
un circuito elettrico, la cui protezione
fusibile visto in precedenza,
automatico
di quest'ultimo
immaginiamo
con quello del
di avere a disposizione un 'in-
can una corrente nominale pari a 16 A. L'elemento
interviene in 5 s per una corrente pari a 8In, cioe
termico dell'interruttore
128 A. In caso di guasto la tensione di contatto risulbera, inferiore a 50 V
- 128
e ancora
'
appare chiaro che l'interruttore
grazie all.a sua capacitadi
intervenire rapidamente
con correnti elevate, risulta estremamente
in casi di corto circuito.
Ad es. cortocircuitando
1a rete con una resistenza
avrebbe, per 1'interruttore
con In = 16 A, u~ tempo
dell'ordine di 1
n si
effieace
4 - Messa al neutro
tempi molto brevi (inferiori a 20 ms)
nel nostro caso 176 A.
parte nel circuito di fig. 1.1, essendo 1a resistenza
dell'ordine
efficace contro i pericoli di
magnetotermico,
Con la definizione generica di messa al neutro si intende il collegemento delle carcasse metalliche
magnetico intervienein
D'altra
magnetote;mi'~~'
elettrocuzione causati da guasti verso terra. Viceversa dai dati della fig. 3.1
pili difficile da realizzare di quella previst a per il
ma per valori di corrente a partire da llIn,
malmente
chiaro quindi che l'interruttore
50
Rt<-O~04n
fusibile.
L'elemento
n. Risu1ta
di intervento inferiore a 0,02 s,
solo nel caso in cui
condizione che
inferiore a 0, 25
-<.};-
non costituisce in questi casi una protezione
magnetotermico.
Per confront are il comportamento
terruttore
e affidata
251
PARTE III - CAP.3
Rt2
sistema d'alimentazione.
fici civili ptevedev~no
duto
pero a modificare
e abbastanza
Il supplemento
integralmente
come conduttore
il testo
1aborioso, ma
e opportuno
con-
S.468 (1975) ha provvedelI'articolo
e cita che:
di protezione il conduttore
neu-
della messa al neutro
affront are per esteso l'argomento,
allo scopo di evidenziare
i gravi peri coli che un tale sistema puo com-
portare.
In molte abitazioni,
elettricisti
messa a terra da parte dell'utente,
a 2 alveoli con altrettante
quindi semplicemente
tro dell'impianto
Fig. 3.2
(vedi fig. 4.1).
tro, anche se messo a terra;' .
L'esame delle imp1icazioni che sorgono dall'adozione
~
";r
con cia che il neutro sia derivato
la messa al neutro fra i sistemi di protezione
di contatto.
"non puo considerarsi
IglUR0Vc
neutro del
Le norme CEl 11-11 (1959) relative agli impianti elettrici negli edi-
tro le tensioni
I
-
Si presuppone
al conduttore
dal centro stella e collegato a terra nel generatore
nor-
di 1 0, circolano 176 A solo nel caso che la Rt sia
Mt
degli utilizzatori
senza scrupoli,
alla richiesta
provvedono sostituendo
provviste
di contatto
di terra
tutte le prese
ed effettuano
un collegamento fra l'alveolo corrispondente
ed il morsetto di terra, esponendo l'utente
rischi, come vedremo tra poco.
della
al neu-
a considerevoli
,,~
9252
PARTE III -
258
III - CAP.8
a) - In fig. 4.1 e riportato un circuito nel quale l'utiliizatore
al neutro non puo percio assicurare una diminuzione della tensione di con-
ha la carcassa metallic a collegata al neutro dell'alimentazione.
tatto fino al valore di 50 V, previsto dalla Norme come limite di sicurezza.
L'utilizzatore di per se non dispone di un impianto per la messa a
terra.
In fig. 4.2 sono illustrati diversi utilizzatori monofasi alimentati da
~na stessa linea e tutti con messa al neutro.
In questo modo un guasto a rnassa dell'utilizzatore e ricondotto ad un
L'installatore ha avuto l'accortezza di inserire l'interruttore unipolare sul
cortocircuito nella fase di alimentazione corrispondente.
filo di linea, pensando in talo modo di assicurare costantemente la messa
II conduttore di
neutro verra attraversato dall'intera corrente di guasto Ig, il cui valore e
dato da
a terra (tramite i1 neutro) di tutte Ie carcasse.
1965) prescrivono comunque che negli impianti elettrici il conduttore di
--.!:2:
I
g -
Rs
Le Norme CEI (11-1-
+ Rn
neutro non debba mai essere interrotto senza che il dispositivo di aper-
essendo Vn la tensione nominale del sistema, R; la resistenza del conduttore di linea e Rn la resistenza del conduttore neutro.
tura agisca contemporaneamente
La t~nsione di contatto Vc fra la carcassa dell'utilizzatore ed il terreno
risultera pari a:
RnVn
v,
Vc = R8 + n;
del conduttore neutro, avvenuta a montedell'utilizzatore
(1+
Cio non
sul conduttore
e pero suffi.ciente a salvaguardare
0
sui conduttori di fase.
l'utente; infatti un'interruzione
(rottura di un
fusibile, fuoriuscita del cavo da un morsetto, dimenticanza in fasedi collegamento dopo un'operazione di manutenzione, guasto nell'interruttore
&)
Rn
generale ecc.), predisporrebbe Ie carcasse b, c, d ad entrare irrtensione, at-
Da quest 'ultima formula si desume che la tensione di contatto e indipen-
traverso i corrispondenti circuiti elettrici degli utilizzatori, in seguito alla
dente dal valore della resistenza
cabina.
chiusura di uno
Rt2
dell'impianto di messa a terra della
0
pili interruttori unipolari.
Cabina
Normalmente il rapporto Rsl Rn risultera uguale a 1; in questo caso
~HI~----------------------------I
la tensione di contatto Vc risulta uguale a circa 110 V. La semplice mess a
-.
r
Rs
I
s
t
TglT
r
n
Rt2
~
..---.
I
I
I
I I
.
~nterruzione
....1l
...
Vc
rl-h
rJ-t
c::::::I1
~
I
Fig. 4.1
I
a
L-J L-J
bed
Fig. 4.2
J
....------------------------------~~
254
PARTE III - CAP.S
In un edificio civile questa situazione
tutte
le carcasse metalliche,
causerebbe
la messa in tensione
anche degli utilizzatori
non funzionanti,
evidente pericolo per tutti coloro che dovessero entrarne
Per
di
pili,
un
l'interconnessione
impianti
guasto
a
mass a
presso
dei neutri, porterebbe
delle altre abitazioni,
uno
di
con
utenti,
elevate tensioni di contatto
anche se questi si trovano in perfetto
l'impianto
Da questa, per un certo
ill Rt2/Rt
sugli
l'interruzione
state
carcasse metalliche
dell'utente.
grandi di questo rapporto
Si vedra. come la
della messa al neutro,
del conduttore
neutro
ad esso collegate,
possa mettere
cioe il pericolo
in tensione
in cui gli interruttori
con messa al neutro
tutte
automatici
nella protezione
rappresenterebbero
possono essere impiegati
che, come abbiamo vista, il guasto a terra si riconduce, attraverso
contra l'elettrocuzione.
Cio
ritorno del neutro, ad un cortocircuito.
di mess a a terra.
Supponendo
In caso di guasto verso massa la tensione di contatto
e
approssimabile
dalla
interruttore
di inserire in linea, sul circuito raffigurato in fig. 4.3, un
magnetotermico,
quest o, per la forte corrente provocata
eventuale corto circuito sull'dilizzatore,
Vn
L'apertura
Vc = -(l-+---:'ljf--, -)(-l-+-R--;;-R n-)
al fatto
il sicuro
.,'
risulta collegata sia al neutro che al proprio
dal
un cas a
e dovuto
affidabilita
dell'utilizzatore
le
can una certa
dell'impianto.
La carcassa
che
viene in questa caso mitigato
mess a a terr,iJ;2..elneutro mig!iori, entro certi limiti, l'effi.cienza protettiva
impianto
si puo
alla terra indipendente.
c) - Gli impianti
10 stesso circuito dell a fig. 4.2 con aggiunto
di messa a terra indipendente
Vc diminuisce all'aumentare
risultache
e per valori sufficientemente
collegamento
e riportato
R./Rn,
Il difetto fondamentale
data
di isolamento.
b) - In fig. 4.3
255
III - CAP.S
.scendere al di sotto dei valori previsti dalle norme di sicurezza.
in contatto.
degli
PARTE
del circuito
entro
0,02
interverra
s dovrebbe
da un
quasi istantaneamente.
salvaguardare
I'utente
dall' elet trocuzione.
In diversi Paese europei,
ghilterra, la messa al neutro
r
t
n
-Rs
-
s
220V
quali Svezia,
e attualmente
Svizzera,
praticata
del sistema, tutte le utenze ed i distributori
modello di protezione:
e In-
can successo. La mag-
giore difficolta risiede pero nel fatto che per mantenere
Is
Germania
int att a I'efficacia
devono unificarsi al medesimo
la mess a al neutro appunto.
Se anche uno solo degli irnpianti allacciati in rete non si uniforma, proteg-
Rt2
~Kt2
Ht~
~
Rt
Vc
I
gendosi esclusivamente
sistema protettivo
E
y
VIh)<i:
Rtt.-+ ~t
..
,
,
punto
dove gli impianti
~~
~M.-t
a questo
R.s
con una buona messa a terra indipendente,
degli altri utenti ne risulta danneggiato.
comprensibile
elettrici
abbia deciso di climinare
neutro,
L'Ente distributore
perche,
in un Paese come il nostro,
privati nonsubiscono
alcun controllo,
dalle Norme Ia protezione
non
l'efficienza del sistema protettivo
Fig. 4.3
l 'intero
e quindi
mediante
il CEI
rnessa al
tenuto ad assicurare all'utente
fornito dal conduttore
di neutro.
PAR.TE III - CAP.S
256
5 - Interruttore
differenziale
L'interruttore
specifica funzione.
e di tipo
differenziale
per ognuna di queste parti
la prima (sensore) percepisce una grandezza elettrica
alla seconda (amplificatore)
terza (sganciatore);
da tre parti, aventi ognuna una
La successione d'intervento
sequenziale:
e la trasmette
e formato
quest'ultima
che, amplificatala,
attua l'intervento
la invia alla
finale elettromeccanico
PARTE
III - CAP.3
257
particolare
disposizione fa S1 che in ogni istante sia nullo il flus so del campo
magnetico
concatenato
con gli avvolgimenti.
Nel caso in cui si verifichi a valle del toroide una dispersione
le correnti
di andata
squilibrate).
e di ritorno
In tale situazione,
(evidentemente
In fig. 5.1
e
schematizzato
un circuito
elettrico
con protezione
dif-
dotta
una corrente
corrente
ferenziale.
pili uguali
il Russo del campo magnetico
secondario
nel toroide
proporzionale
viene quindi inviata
(D) (vedi an cora fig. 5.2) viene in-
alla variazione
in un dispositivo
di tale flusso.
che provvede
carla, in modo da rendere possibile il funzionamento
Sensore
[correriti
variabile nel tempo) risulta diverso da zero e, conseguente-
mente, nell'avvolgimento
del dispositivo.
non risulteranno
verso terra,
Questa
ad amplifi-
del sistema di sgan-
ciamento.
E
Sganciatore
interessante
osservare
che inizialmente
venne utilizzato
dagli enti distributori
sitivo antifrode.
Le utenze
contatore
fornito
di una sola bobina
prelevare
energia
fra la fase su cui non
buona terra,
l'interruttore
di energia
differenziale
elettrica
come dispo-
aliment ate da due fasi, e controllate
senza che il contatore
amperometrica,
e
inserita
da un
potrebbero
infatti
la bobina
ed una
segnali l'assorbimento.
L'inserzione
in linea del differenziale impedisce il verificarsi delia truffa, dato per scon-
Fig. 5.1
La parte
trasformatore
due conduttori
sensibile
delI'interruttore
toroidale i cui avvolgimenti,
tato che I'assorbimento
differenziale
e
costituita
da un
di poche spire, sono collegati ai
di linea e avvolti in senso opposto
(vedi. fig. 5.2). Questa
dell'interruttore.
nornicamente
del carico "abusive"
Gill. questa prima applicazione,
I'ente distributore,
nei confronti dellincolumita
poteva deter-
collegato a masse metalliche
accessi bili.
Fu solo in seguito pero che ci si accorse delIa utilita
antinfortunistica
una dispersione
prettamente
che avrebbe potuto rivestire un simile dispositivo.
Infatti
a terra p uo essere subito rilevata sot to forma di squilibrio
fra le correnti ed una tale dispersione,
Fig. 5.2
eco-
protettivo
ignaro delia situazione
come quello sopra descritto
minare su un impianto di terra eventualmente
12
oltre a proteggere
svolgeva anche un compito
personale dell'utente,
di pericolo che un collegamento
11
superi la soglia d'intervento
una carcassa metallica sotto tensione
in termini infortunistici,
0
un contatto
significa
incerto verso terra di
PARTE III - CAP.S
258
un conduttore
con isolamento
danneggiato,
oppure un'elettrocuzione
PARTE
III - CAP.S
259
cor rente II, normalmente
in
uguale a 12, sara ora
atto su una persona con una parte del corpo collegata a terra ed un'altra
in contatto
L'interruttore
provvede,
differenziale non limita la corrente di dispersione,
in tempi dettati
interrompere
dalla propria
caratteristica
di intervento,
il circuito elettrico sui quale tale dispersione si
In fig. 5.3
e schematizzata
ma
ad
e verificata.
squilibrio di corrente pari a:
11 - 12 = 19
una situazione in cui si verifica l'intervento
per difetto di isolamento,
e venuta
sotto tensione; qualsiasi persona che dovesse entrare in contatto
attraversata
da una corrente
metallica
a trovarsi
con essa
(Ie).
dell'utilizzatore
1dn
l'amplificatore
e
collegata ad un impianto
di
del differenzi ale , 10 sganciatore
dintervento
tramite
dell'ultimo
T
caso, dunque,
guasto.
la protezione
norma inter venire tempestivamente,
differenziale
dovrebbe
di
rendendo impossibile un'elettrocuzio-
ne dannosa.
e
completamente
isolata
da
Nel caso b), l'assenza
Ie due correnti 11 e
N el caso a), all'insorgere del guasto verso mass a si forma una corrente
19' tanto pili elevata quanto pili basso
di un collegamento
a terra dell'utilizzatore,
al
verificarsi del guasto verso la massa, non provochera alcuno squilibrio Ira
terra.
di dispersione
superiore a quello delia corrente differen-
0
ricevera una corrente sufficiente ad aprire l'interruttore
In questo primo
due:
messa a terra di resistenza Rt•
metallic a dell'utilizzatore
ziale nominale
e ad arrest are l'alimentazione
I ca:'i che si possono verificare sono principalmente
b) - La carcassa
!
differenziale rilevera percio in questo caso uno
II toroide dell'interruttore
Se il valore di 19 risultera uguale
La carcassa dell'utilizzatore,
a) - la carcassa
I
I
del differenziale.
verrebbe
= 12 + 19
11
con un elemento del circuito sotto tensione.
e il valore
di Rt· La
h e l'interruttore
La persona che accidentalmente
sotto tensione
differenziale non potra intervenire.
dovesse venire a contatto
sara pert anto attraversata
con la carcassa
da una corrente Ie'
In questo
caso si avrebbe:
19 = II - 12 = I«
Risulta pertanto
II
evidente come in questo secondo caso la sensibilita
differenziale debba essere maggiore rispetto
ed il tempo d'intervento
12
pe
R tz
I'incolumita
brevissimo, al fine di salvaguardare
direttamente
tore della sicurezza differenziale.
Ia protezione
differenziale
tare e non sostitutivo
Fig. 5.3
a quella del caso precedente
delia persona che funge da dispersore verso terra e da aziona-
Per evitare appunto
"''', II
del
un caso come questo, le Norrne prescrivono
e cia considerarsi
che
sempre un mezzo complemen-
delle altre misure di sicurezza (messa a terra, isola-
mento , ecc.) normalmente
adottate
contro i contatti
accidentali.
~
PARTE III - CAP.S
260
La lEe ha stilato una curva di intervento per gli interruttori differen-
e
ziali con Idn = 30 mA che
stata messa a confronto con la curva di
pericolosita gia riportata in fig. 2.2 del cap. I (vedi fig. 5.4).
E
bene osservare che i valori limite riportati
l'interruttore
differenziale in esame (Idn
=
30 mA e tempo minimo
d'intervento pari a 40 ms) sono quanto si puo ottenere oggi dagli inIdn
PARTE III - CAP.S
261
Le curve di fig. 5.4 permettono di evidenziare i primi limiti protettivi
dell'interruttore
differenziale in esame; si notano infattidue
teggiate in figura) entro Ie quali I'interruttore
in fig. 5.4 per
terruttori differenziali disponibili normalmente in commercio.Infatti,
I!
una
< 30 mA potrebbe portare a continui interventi intempestivi della
protezione, causati da eventuali correnti di dispersione transitorie, mentre .
tempi minimi di intervento inferiori a 40 ms sono difficili da realizzare.
zone (trat-
differenziale non fornisce
all'individuo sottoposto ad elettrocuzione la sicurezza che deriva da una
Nella zona superiore, il perdurare di correnti inferiori a 30 mA, che
effetto del congelamento al circuito.
,j
Nella zona inferiore, correnti superiori a 200 mA, applicate al soggetto
per un tempo che puo raggiungere i 40 ms, possono indurre la fibrillazione
terviene.
\_\1
\
I
I \
,..
<1)
Tra questi I'eventualita pili classica e pili pericolosa
=
In fig. 5.5
non in:-
I
e
'I.
i,if'
1\
schematizzato questo tipo di incidente: una persona,
talmente a contatto con due diverse fasi del"circuito di alimentazione.
\
0
11
-
c:
OJ
...>
••
r
OJ
c
ir
-
Diff.
12
0,1
001
J
I
10
quella
isolata dal terreno, subisce un'elettrocuzione fra Ie mani, venute acciden-
30 mA
Idn
e
~
,
-, <,
~_~::>"~
I
I
I
!
!
II
II
I
I
I
r
I
1000 (mA)
100
Idn
Fig. 5.4
i!t.'
!
dell'elettrocuzione per contatto simultaneo tra due fasi.
curva
pericolo
it
~;
I·
Esistono poi dei casi di elettrocuzione in cui I'interruttore
f.1
f'~?
attraversano il corpo per un tempo superiore a 0, 5 s, puo causare il temuto
nel muscolo cardiaco,
10
;1
'tf~
sufficiente prontezza d'intervento.
Fig. 5.5
Isolante
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I
PARTE III - CAP.S
262
L'assenza
squilibrio
parte,
di dispersione
anche
i1 fiuire
soglia d'intervento
l'intervento
a terra
= 12), pertanto
(II
di
della
una
corrente
dell'interruttore
di quest 'ultimo,
corrente : non
provoca
..
disperdente
differenziale
D'altra
superiore
potrebbe
ma i1 tempo di apertura
alcun
~:
il differenziale non inverviene.
alla
determinate
del circuito risul-
terebbe comunque troppo lunge per limitare i danni delia fortissima
rente
di elettrocuzione
che fiuirebbe attraverso
le braeeia
cor-
ed il euore
dell'infortunato.
E poi
·1
I
I
PARTE III - CAP.3
In fig. 6.1
fase, alimentato
L'utilizzatore
stante;
e illustrato
un circuito elettrico con un utilizzatore
attraverso un trasformatore
non ha la carcassa metallica
se durante
un guasto
determinandosi
matore d'isoIamento.
Questa salvaguardia
secondario del trasformatore,
possono ritenersi protetti
sia quella ''jJerfetta'',
dell'edificio eircoli una corrente di dispersione,
utiIzzatori non protetti
provoeata
pili
dal differenziale, si trovino a valori di tensione
peri colosi senza che il differenziale possa intervenire.
estremamente
0
dal differenziale, perche tutte le eareasse eollegate
a terra, anche se protette
limiti l'interruttore
da uno
Malgrado
questi
differenziale, per quanto visto, risult a una protezione
efficace, tale da poter essere considerata
"ragionevolmente
sicura" .
differenziale.
diretto
con le due fasi
0
e estesa
naturalmente
11tr asforrnatore di isolamento
e un
senz'altro
mig1iore di quella offert a dalI'interruttore
Pur se meno evidenti che nei casi precedenti,
un trasformatore
caratterizzano
(tratteggiate
i1 sistema circuito elettrico-terra,
mensioni del circuito a valle del traformatore
trascurabili,
possono permettere
fase, chiudendo
aperto.
in fig. 6.1) che sempre
e che per opportune
con rapporto
di trasformazione
di-
possono assumere valori non
i1 passaggio di correnti fra la terra e una
cosi il circuito che altrimenti,
come si vede in fig. 6.1,
II che puo causare il passaggio
di una corrente,
an-
con la carcassa
dell'u tilizzatore.
apparecchio in grade di t rasrnet-
elettrico fra i circuiti stessi.
caratterizzato
esistono pero
anche in questo caso delle situazioni di inefficacia.
T
tere energia elet trica da un circuito ad un altro e di assicurare nel contempo
un "perfetto'lisolamento
anche al
fornita da questo dispositive
che elevata, attraverso il corpo della persona in contatto
di isolamento
non
in caso di guasto fra prirnarioj;
la protezione
Ad esempio, Ie capacit a parassite
sarebbe
6 - Trasformatore
.e
venisse in eontatto
Per quanto detto si potrebbe pensare che, tranne in caso di elettrocuzione
per contatto
mente a terra, non sia sot to tensione. Basta infatti che nella terra comune
a massa una persona
diretto fra una fase e Ia terra.
cuni utenti abbiano aggiunto la protezione differenziale. Questi ultimi non
corretta-
collegata a terra, e cia nono-
la chiusura verso terra del circuito secondario del trasf6r-
es. in un edifieio civile, quando, ad un impianto di terra eomune, solo al-
dal fatto che una carcassa metallica,
mono-
di isolamento T.
con il contenitore metallico, non sarebbe soggetta ad elettrocuzione,
contatto
tipieo il easo di non intervento del differenziale ehe si verifica, ad
263
E costituito
percio da
220V;v
dall'avere due avvolgimenti normalmente
1:1.
Ie
Fig. 6.1
,;.j
PARTE III - CAP.S
~64
A maggior ragione, il contatto casuaJe a terra di una parte del circuito che
si trova a valle del trasformatore crea una via di ritorno in caso di contatto
accidentale con la fase opposta del circuito. II guasto a terra, per di piu,
non viene percepito dalle protezioni di massima corrente eventualmente
presenti nel circuito secondario e l'utente non puo essere salvaguardato
(come si
e
gia visto) dall'eventuale intervento di fusibili
0
interruttori
PARTE III - CAP.S
265
circuito primario
e
opportuno inserire un interruttore
differenziale che
intervenga prontamente ad impedire pericolose dispersioni a terra.
Un secondo esempio (riportato in fig. 7.2)
e
quello nelquale
la
riduzione di tensione viene effettuata mediante un trasformatore di sicurezza (Ie cui caratteristiche
sono riportate nelle norme CEl 1Ot:36
(1976)) privo di collegamento a terra.
La carcassa dell'utilizzatore non deve essere collegata a terra e nemmeno
magnetotermici.
ad altre carcasse di apparecchi alimentati con altri sistemi, onde evitare
l'instaurarsi di situazioni pericolose che nel caso precedente erano evitate
7 - Adozione della bassissima tensione
I sistemi di protezione basati sull'uso di bassissime tensioni (non superiori a 50 V se alternate, non superiori a 75 V se continue) sono, sot to certi
aspetti, slmili al precedente. Queste bassissime tensioni vengono ottenute
a partire dalla tensione di rete per mezzo di opportuni trasformatori,
Un esempio
e riportato
in fig. 7.1.
Come si vede, il trasformatore
riduttore
ha una presa centrale
nell'avvolgimento secondario collegata all'impianto di messa a terra.
Cosl facendo si riconduce a un guasto a terra sui primario qualsiasi contatto accidentale fra i due avvolgimenti del trasformatore.
Pertanto sul
dalla presenza del differenziale.
Naturalmente questi dispositivi possono presentare gli stessi inconvenienti
gia ricordati per il trasformatore d'isolamento (vedi fig. 6_.1). Inquesto
caso peri'>la tensione di contatto
e
al massimo pari
a
24 V. Per quanto
detto risulta quindi evidente che \'adozione delia bassissima tensione di
sicurezza costitusce i1sistema protettivo sicuramente piii effi.cacecontro i
pericoli dell'elettrocuzione, in quanto permette di eliminare totalmente la
~pericolosita delIa tensione di contatto, costringendone i valori entr~ limiti
innocui per
il corpo umano. Purtroppo peri'>l'adozione generalizzata di un
sistema protettivo di questo tipo comporterebbe costi economici proibitivi
(ad es. sarebbe indispensabile aumentare le sezioni di tutti i conduttori).
Cabina
Trasformatore
di
sicur e z z a
r-''1
[124V~
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I
220
Rt
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7
Fig. 1.1
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Fig. 1.2
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