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Alimentazioni di sicurezza
Definizioni e classificazione
Per alimentazione dei servizi di sicurezza, più brevemente alimentazione di sicurezza,
si intende l'alimentazione che ha lo scopo di garantire i servizi necessari alla sicurezza
delle persone, in caso di mancanza dell'alimentazione ordinaria (CEI 64-8).
Se i servizi di cui si vuole salvaguardare il funzionamento riguardano fini diversi dalla
sicurezza delle persone, ad esempio la continuità della produzione, l'alimentazione,
destinata a sopperire alla mancanza dell'alimentazione ordinaria, prende il nome di
alimentazione di riserva. E' appena il caso di sottolineare che l'alimentazione di riserva
non
deve
possedere
particolari
requisiti
di
sicurezza;
si
può
naturalmente
commisurarne prestazioni e affidabilità all'importanza del caso.
L'alimentazione di sicurezza è automatica se la sua messa in servizio non richiede
l'intervento di un operatore.
L'alimentazione di sicurezza automatica è classificata, in base al tempo entro cui è
disponibile, come segue:
o di continuità (no-break): assicura la continuità della alimentazione entro
condizioni specificate per il periodo transitorio, ad esempio per quanto
riguarda le variazioni di tensione e di frequenza;
o ad interruzione brevissima: l'alimentazione è disponibile entro 0,15 s;
o ad interruzione breve: l'alimentazione è disponibile in un tempo superiore
a 0,15 s ma entro 0,5 s;
o ad interruzione media: l'alimentazione è disponibile in un tempo superiore
a 0,5 s ma entro 15 s;
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o ad interruzione lunga: l'alimentazione è disponibile in un tempo superiore
a 15 s.
L'alimentazione di sicurezza è composta dalla sorgente e dal sistema di distribuzione
che trasmette l'energia elettrica fino all'apparecchio utilizzatore o ad una determinata
parte dell'impianto.
Sorgenti
La sorgente dell'alimentazione di sicurezza può essere costituita da:
a) una linea di alimentazione, esterna all'impianto, indipendente da quella ordinaria;
b) pile;
c) accumulatori;
d) un generatore indipendente dall'alimentazione ordinaria.
a) Linea di alimentazione. indipendente da quella ordinaria
In teoria, è possibile utilizzare per l'alimentazione di sicurezza una linea, esterna
all'impianto, indipendente da quella ordinaria.
Se si tratta di una linea proveniente da una centrale autonoma lontana, si ricade nel
caso di generatore indipendente discusso in d).
Se, come più comunemente accade, si tratta di una linea della rete pubblica di
distribuzione, l'indipendenza assoluta da quella ordinaria non può essere mai
garantita, data l'interconnessione di tutti i sistemi elettrici di generazione e di
distribuzione pubblica. L'indipendenza, intesa come probabilità che entro un tempo di
osservazione le due linee non vengano a mancare contemporaneamente per una
durata superiore a un limite prefissato, può essere tuttavia paragonata con un'altra
probabilità: quella che la sorgente autonoma, che deve essere prevista in luogo della
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linea in questione, non sia disponibile al mancare dell'alimentazione ordinaria, a causa
di un guasto. In altri termini la linea esterna diviene accettabile nei limiti in cui presenti
un'affidabilità maggiore della sorgente autonoma. Purtroppo questo confronto in
pratica non è facile da condurre in mancanza dei dati statistici necessari; si preferisce
pertanto rinunciare alla linea esterna a favore di una sorgente autonoma.
b) Pile
Le pile possono essere utilizzate dove non sia richiesta una elevata affidabilità, ad
esempio nei casi più semplici di illuminazione di sicurezza .
c) Accumulatori
Nello schema classico di una batteria di accumulatori in tampone l'utenza privilegiata
riceve energia dalla rete nel servizio ordinario e, senza interruzione, dalla batteria in
caso di mancanza della rete.
La batteria viene commutata, manualmente o automaticamente, sull'utenza in caso di
mancanza della rete. Il tempo della commutazione automatica deve essere
compatibile con le esigenze del servizio di sicurezza.
Se l'utenza non può essere alimentata a .tensione ridotta o continua, si può
prevedere un inverter (gruppo di continuità statico ). Un by-pass permette la
continuazione del servizio anche in caso di avaria di uno degli elementi del gruppo di
continuità e durante la manutenzione.
d) Generatore indipendente dall'alimentazione
Il generatore indipendente dall'alimentazione ordinaria è in genere costituito da un
gruppo elettrogeno, spesso con motore diesel.
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L 'affidabilità del gruppo elettrogeno dipende soprattutto dalla manutenzione. Occorre
-effettuare prove periodiche, ad esempio settimanali, di avviamento e a carico;
devono
essere eseguite verifiche sistematiche dei punti più critici: il livello del gasolio, lo stato
della batteria, il filtro dell'aria, ecc.
Il gruppo elettrogeno impiega mediamente 5 --10 s per l'avviamento. Se non sono
ammesse interruzioni, occorre adottare un gruppo di continuità rotante.
In condizioni normali, il motore elettrico riceve energia dall'alimentazione ordinaria e
tiene in rotazione il generatore e un volano; il generatore alimenta l'utenza. Al venir
meno dell'alimentazione ordinaria, il volano mantiene in rotazione il generatore per il
tempo necessario al motore diesel per avviarsi e raggiungere il regime.
Il motore mantiene in rotazione il volano e il generatore a vuoto, l'utenza riceve in
condizioni ordinarie potenza direttamente dalla rete. In mancanza dell'alimentazione
ordinaria, si chiude il giunto e si mette in moto il motore diesel, mentre l'utenza viene
commutata sul generatore mantenuto in moto dal volano. Il sistema è più economico
del precedente.
Requisiti dei circuiti di sicurezza
L'alimentazione ordinaria può venir meno perché: manca l'alimentazione esterna
all'impianto, oppure è interrotto il circuito di alimentazione, interno all'impianto, per un
guasto o per intervento di un dispositivo di protezione. Occorre fronteggiare entrambe
le cause; a tal fine non è sufficiente predisporre una sorgente di energia elettrica di
riserva, bisogna realizzare anche un ulteriore circuito di alimentazione, indipendente
da quello ordinario ( circuito di sicurezza), tra la sorgente e l'apparecchio o la parte
d'impianto da alimentare. Indipendente vuoI dire che un guasto elettrico, un intervento
o una modifica sul circuito ordinario, o su altri circuiti, non impediscono il corretto
funzionamento del circuito di sicurezza. Ad esempio i conduttori sono installati in tubi
protettivi distinti, le giunzioni sono poste in cassette separate, ecc.
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Il punto di commutazione tra circuito ordinario e circuito di sicurezza deve essere, per
quanto possibile, prossimo all'utenza privilegiata in modo da rendere trascurabile la
probabilità di guasto sul tratto di circuito comune: ad esempio la commutazione può
essere effettuata sull'ultimo quadro di distribuzione locale. La commutazione è in
genere automatica e comandata da un relè di minima tensione; per i motivi suddetti
questo deve essere sensibile alla mancanza della tensione ( anche di una sola fase) in
un punto prossimo all'utenza privilegiata.
Nei sistemi senza commutazione, ad esempio nei gruppi di continuità, la sorgente
dovrebbe essere situata per quanto possibile in prossimità dell'utenza privilegiata,
proprio per diminuire la probabilità di interruzione del circuito di alimentazione.
Al fine di ridurre la probabilità di interruzione del circuito di sicurezza, si deve omettere
la protezione contro il sovraccarico (CEI 64-8), che l'invecchiamento precoce del cavo
rappresenta in questo caso il male minore; è bene inoltre evitare l'attraversamento dei
luoghi con pericolo di incendio, e a maggior ragione, le zone con pericolo di
esplosione.
Se i circuiti di sicurezza sono destinati a funzionare durante un incendio, ad esempio
alimentano le pompe antincendio, i componenti del circuito devono essere, per
costruzione o per installazione, tali da continuare a funzionare per il tempo prestabilito
durante l'incendio; sono adatti allo scopo i cavi resistenti al fuoco e i
cavi ad isolamento minerale.
Questo vuoI dire, ad esempio, che un interruttore automatico, installato su di un
circuito di sicurezza, deve avere una corrente nominale almeno successiva, nella serie
dei valori normali, a quella atta ad assicurare la protezione contro il sovraccarico.
La protezione contro i corto circuiti e contro i contatti diretti e indiretti deve essere
idonea nei confronti sia dell'alimentazione ordinaria sia dell'alimentazione di sicurezza.
La protezione contro i contatti indiretti dovrebbe essere tale da evitare l'interruzione
del circuito per primo guasto a terra, si può adottare per l'alimentazione dei servizi di
sicurezza il sistema IT. Questo migliora la continuità del servizio, e permette la
sostituzione dell'alimentazione normale con quella di sicurezza anche quando la causa
del disservizio sia un guasto a terra sull'utenza privilegiata.
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I circuiti di sicurezza devono essere contraddistinti in modo da essere facilmente
individuabili.
I requisiti in materia di sicurezza antincendio
Se l' alimentazione dei servizi di sicurezza è prevista per funzionare durante un
incendio, deve soddisfare le condizioni seguenti :
o la sorgente deve essere scelta in modo da assicurare il funzionamento per
un tempo specificato;
o i circuiti devono presentare, per costruzione o per installazione, una
adeguata resistenza al fuoco e per il tempo specificato devono mantenere i
requisiti di operabilità.
Varie normative tecniche antincendio richiedono che i seguenti sistemi di utenza
devono disporre di impianti di sicurezza:
§
illuminazione;
§
allarme;
§
rivelazione;
§
impianti di estinzione degli incendi;
§
ascensori antincendio.
La rispondenza alle vigenti norme di sicurezza deve essere atte stata con la procedura
di cui alla legge 5 marzo 1990, n. 46, e successivi regolamenti di applicazione.
L 'alimentazione di sicurezza deve essere automatica
-
ad interruzione breve (0,5 s) per gli impianti di rivelazione, allarme e
illuminazione;
-
ad interruzione media ( 15 s) per ascensori antincendio e impianti
idrici antincendio.
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Il dispositivo di carica degli accumulatori deve essere di tipo automatico e tale da
consentire la ricerca completa entro 12 ore.
L'autonomia dell'alimentazione di sicurezza deve consentire lo svolgimento in
sicurezza del soccorso e dello spegnimento per il tempo necessario; in ogni caso
l'autonomia minima viene stabilita per ogni impianto come segue:
-rivelazione
e
allarme:
minuti;
30
illuminazione
antincendio: 1 ora; ascensori
antincendio: 1 ora;
impianti idrici antincendio: 1
ora.
L 'installazione dei gruppi elettrogeni deve essere conforme alle regole tecniche vigenti.
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Comando e arresto di emergenza
Le Norme prevedono la presenza di due tipi di intervento di emergenza:
-il comando di emergenza, che deve intervenire a staccare l'alimentazione elettrica dì
tutto l'impianto
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-l'arresto di emergenza, che deve bloccare tutti i movimenti che possono essere fonte
di pericolo evitando però di disalimentare l'impianto, permettendo così il funzionamento
di altri circuiti che possono contribuire al corretto arresto dello stesso.
Le Norme citano alcuni esempi di impianti in cui è richiesto il comando di emergenza, e
di altri in cui è invece richiesto l'arresto di emergenza:
Comando di emergenza
Devono essere previsti dispositivi per comando di emergenza di quelle parti
dell'impianto per le quali sia necessario agire sull'alimentazione per eliminare pericoli
imprevisti
Esempi di impianti per i quali sono usati dispositivi per il comando di emergenza (diversi
da quelli per l'arresto di emergenza)
o sistemi di pompaggio di liquidi infiammabili,'
o impianti di ventilazione centralizzati,'
o grandi calcolatori,'
o lampade a scarica alimentate a tensione elevata,'
o alcuni grandi edifici come ad esempio magazzini di vendita,'
o laboratori per prove e ricerche elettriche,'
o centrali termiche,o
o grandi cucine,
Quando il dispositivo per il comando di emergenza abbia lo scopo di prevenire pericoli
di folgorazione, esso deve interrompere tutti i conduttori dell'alimentazione salvo il
conduttore PEN.
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Arresto di emergenza
Devono essere previsti dispositivi di arresto di emergenza quando i movimenti prodotti
elettricamente possono essere causa di pericolo:
Esempi di impianti dove sono richiesti i suddetti dispositivi:
o scale mobili;
o ascensori,'
o montacarichi,'
o nastri trasportatori,.
o porte azionate elettricamente,"
o alcuni tipi di macchine utensili,'
o impianti di lavaggio auto,
Le Norme forniscono poi le seguenti prescrizioni relative ai comandi suddetti:
Prescrizioni comuni al comando e all'arresto di emergenza
I dispositivi per il comando e per l'arresto di emergenza devono agire il più
direttamente possibile sui conduttori di alimentazione ed essere manovrabili con
un'unica azione. Il comando e l'arresto di emergenza devono essere previsti in modo
da non provocare altri pericoli ne interferire nella operazione completa necessaria ad
eliminare il pericolo.
Scelta ed installazione dei dispositivi di comando e di arresto di emergenza
I dispositivi di comando e di arresto di emergenza devono essere in grado di
interrompere la corrente di pieno carico, tenendo conto, nel caso di motori, della
corrente a rotore bloccato, quando è necessario in relazione al tipo di servizio. Il
comando di emergenza può essere realizzato con: -un dispositivo di comando capace
di interrompere direttamente l'alimentazione; -una combinazione di apparecchi
manovrabili con un'unica azione per interrompere l'alimentazione. Nel caso di arresto
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di emergenza può essere necessario mantenere l'alimentazione di alcuni circuiti, ad
esempio per la frenatura delle parti in movimento.
Nota -Il comando e l'arresto di emergenza possono essere ottenuti, per esempio, a
mezzo di:
o interruttori di manovra sul circuito principale,"
o pulsanti, interruttori o simili sui circuiti di comando"
Interruttori, contattori ecc. comandati a distanza, devono aprire per diseccitazione delle
bobine oppure devono essere usate altre tecniche, che in caso di guasto pongano il
sistema in condizioni di sicurezza. I dispositivi per il comando e l'arresto di emergenza
devono essere sistemati in luogo adatto e recare segnalazioni in modo da essere
prontamente identificati e essere adatti allo scopo al quale sono destinati.
Gli attuatori dei dispositivi per il comando e arresto di emergenza (maniglie, pulsanti
ecc. ) devono essere indicati chiaramente, preferibilmente con colore rosso su fondo
di contrasto, e devono inoltre essere facilmente accessibili nei posti in cui si può
verificare un pericolo, e se del caso, in qualsiasi altro posto dal quale il pericolo stesso
possa essere eliminato a distanza.
Se il dispositivo per il comando di emergenza è inserito sul circuito principale,
l'abbandono dell'attuatore non deve determinare l'azione inversa sulla parte di
impianto interessata. Se il dispositivo per il comando di emergenza è inserito su un
circuito di comando, esso deve provocare la manovra voluta, ma non quella inversa
sull'organo di manovra controllato; l'abbandono dell'attuatore non deve determinare la
manovra inversa sulla parte di impianto interessata, se non dopo opportuno intervento
di rialimentazione. L 'attuatore deve permettere il blocco nella posizione di aperto o di
fermo, a meno che l'attuatore stesso e il dispositivo di rialimentazione siano sotto il
controllo della medesima persona.
E' da tenere presente il fatto che il dispositivo di emergenza, se agisce sui circuiti di
comando, deve intervenire interrompendo l'alimentazione delle bobine e non eccitando
un'altra bobina; similmente, se agisce su un interruttore automatico, deve intervenire
interrompendo la bobina di minima tensione e non eccitando la bobina di sgancIo.
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Inoltre, dopo l'intervento del comando o dell'arresto di emergenza il ripristino deve
essere fatto con un comando separato di reinserzione, eventualmente manovrato a
chiave. Le Norme non considerano il caso delle apparecchiature controllate da circuiti
logici statici; la pratica comune è comunque quella di non far intervenire il dispositivo
di emergenza attraverso il circuito logico, ma mediante l'interruzione di un circuito
elettromeccanico a monte dello stesso; questo per garantire la massima sicurezza.
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