Metodi di protezione dai contatti diretti

Le protezioni contro i contatti diretti si distinguono in totali e parziali. Le prime sono destinate a persone profane di elettricità e si applicano nei luoghi ordinari, mentre le seconde sono destinate a persone elettricamente addestrate e sono applicate in aree

elettriche chiuse nelle quali hanno accesso questo tipo di persone.

1.6.2.1 Misure di protezione totali e parziali

Le protezioni totali si distinguono in isolamenti o involucri/barriere. Nel primo caso si adopera l’isolamento principale, coadiuvato da parti meccaniche qualora bisogna resistere a particolari sollecitazioni di questa tipologia.

L’involucro è un elemento che assicura la protezione da contatti diretti in qualsiasi direzione ed è utilizzato anche contro le sollecitazioni esterne. La barriera assicura un determinato grado di protezione nella direzione abituale di accesso. Il grado di protezione di un involucro/barriera è rappresentato dalle lettere/numeri seguenti: IPXX, dove IP è una sigla fissa, mentre la prima X indica il grado di protezione dalla penetrazione di liquidi e la seconda quello di protezione contro la penetrazione di corpi estranei. Ad esempio, il grado di protezione IP2X garantisce la protezione dai contatti diretti di una persona con delle parti attive, un evento che potrebbe accadere solo con l’ausilio di mezzi speciali. Occorre possedere un involucro di grado IPXXB per impedire il contatto del cosiddetto dito di prova con le parti conduttrici (come si può vedere nella figura 28).

48 Figura 28: esempio di involucro con grado di protezione IP1X nei confronti della penetrazione dei

corpi solidi e con grado IP1XB nei confronti dei contatti diretti [1]

In maniera analoga, un involucro di grado IPXXD impedisce il contatto delle parti attive con il cosiddetto filo di prova (come si può vedere in figura 29). Si intendono invece a portata di mano quelle parti conduttrici, situate attorno al volume che si estende attorno al piano di calpestio, che possono essere raggiunte da una mano senza l’utilizzo di mezzi ausiliari, come mostrato nella figura 30. Gli involucri e barriere devono essere “saldamente fissati” e smontati solo in determinate condizioni da persone addestrate e dotate di particolari strumenti (isolati in maniera idonea).

Figura 29: esempio di involucro con grado di protezione IP1X nei confronti della penetrazione dei corpi solidi e con grado IP1XD nei confronti dei contatti diretti [1]

49 Figura 30: si definisce convenzionalmente a “portata di mano” quanto è compreso nel volume indicato; S è il piano di calpestio nel quale si muovono e stazionano le persone (dimensioni in metri)

[1]

Nelle aree elettriche dove possono accedere persone elettricamente addestrate, si devono affiggere targhe monitorie nelle sezioni pericolose. Nelle aree elettriche

chiuse, dove l’accesso è limitato solo da un cartello, si devono porre degli ostacoli o

dei distanziamenti per proteggere parzialmente le persone contro i contatti diretti, rispettando delle distanze minime tra gli organi di comando e tra questi e le pareti (un esempio è riportato nella figura 31). L’ostacolo impedisce un contatto diretto involontario tra le parti attive, ma non quello intenzionale. Per questo è una protezione parziale.

Figura 31: esempio di protezione parziale contro i contatti diretti mediante ostacoli e distanze minime da mantenere nei confronti delle parti attive [1]

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Si può considerare anche un’impedenza di protezione che assicuri che non vi siano attraversamenti in una persona di correnti al di sopra di alcuni limiti posti in determinate condizioni (può essere una R o una C). Bisogna sottolineare che, per quanto riguarda i sistemi quali le linee elettriche aeree esterne o quelle di contatto di trazione, si considerano allontanamenti con distanze maggiori di quelle previste per

la portata di mano.

1.6.2.2 Interruttori differenziali ad alta sensibilità

Le misure di protezione elencate nei paragrafi precedenti vengono denominate metodi di protezione passiva. Nel caso venga meno tale modalità di protezione e si stabilisca uno scenario di contatto diretto, è necessario l’intervento di un interruttore

differenziale ad alta sensibilità, tarato per una corrente nominale differenziale di

intervento di 30 mA, valore che rappresenta un compromesso tra le esigenze di servizio e di protezione delle persone.

Durante un contatto diretto con una parte attiva, una persona è attraversata in un percorso mani – piedi da una corrente:

𝐼 = 𝑈0 𝑅_𝐵 + 𝑅_𝐸𝐵

in base alla quale si apre l’interruttore installato a monte del punto di contatto, entro il tempo corrispondente della caratteristica di intervento, riportata nel grafico corrente – tempo della figura 32.

Si può notare da essa come l’interruttore differenziale apra in tempi inferiori rispetto ai casi della curva di sicurezza corrente – tempo per la protezione contro un contatto

indiretto (che sarà analizzata in un prossimo paragrafo). In compenso, quest’ultima

situazione possiede il vantaggio di far intervenire il conduttore di protezione senza che nessuna corrente percorra la persona, mentre ciò non può avvenire nel contatto

diretto dato che è proprio la corrente circolante attraverso la persona a far intervenire

l’interruttore differenziale.

La protezione offerta dall’interruttore differenziale può risultare parzialmente o completamente compromessa nei confronti dei contatti diretti, specialmente in alcune situazioni come: i contatti bipolari, le correnti di dispersione (poco probabili), il cortocircuito dell’avvolgimento di neutro (probabile in piccola parte nei sistemi TT) e le componenti continue verso terra (presenti specialmente in caso di un contatto diretto a valle di un elemento raddrizzante o di un contatto diretto mentre l’interruttore differenziale è attraversato da una corrente continua, a causa di un guasto preesistente a valle di elementi raddrizzanti).

51 Figura 32: confronto tra la curva di sicurezza corrente – tempo (linea tratteggiata) utilizzata per la

protezione dai contatti indiretti e la caratteristica d’intervento (linea tratto – punto) di un interruttore differenziale Idn = 30 mA [1]

In sede normativa, si è deciso di considerare l’interruttore ad alta sensibilità, che possiede Idn ≤ 30 mA, come mezzo di protezione addizionale e non sostitutivo di altre

misure di sicurezza contro i contatti diretti, anche se si deve notare che esso rappresenta l’unica modalità di protezione attiva contro di essi. È un dispositivo di protezione, utilizzato insieme al collegamento a terra delle masse, che deve essere provvisto di un tasto di prova col quale si verificano principalmente le capacità dei dispositivi di sgancio di aprire il circuito in caso di una corrente differenziale. È possibile regolare la corrente di intervento dato che vi può essere la necessità di far fronte a correnti di dispersione. Generalmente si utilizzano organi a bassa sensibilità contro i contatti indiretti e ad alta sensibilità contro quelli diretti. In caso di opposte esigenze (come il contatto di una parte attiva con massa, per esempio), spesso si rinuncia a qualche condizione di protezione.

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Un ultimo aspetto importante da tenere in considerazione è l’analisi di affidabilità. Pericolose sono le situazioni di presenza di liquidi, di irraggiamento solare, ambienti salini e polveri, nonché le installazioni all’aperto. I problemi sono solitamente sul relè differenziale e riguardano in particolar modo il blocco di esso, che non funziona nonostante sia applicata un’elevata corrente differenziale. Questo mancato funzionamento può essere favorito da un lungo periodo di chiusura del relè.