Protezione contro il contatto indiretto

Gli standard e le normative distinguono tra due tipi di contatto pericoloso: diretto e indiretto. In questo articolo, ci concentreremo sulle misure di protezione contro le scosse elettriche da contatto indiretto.

Per tocco indiretto si intende il contatto umano con una parte conduttiva aperta dell'apparecchiatura, che nel normale funzionamento dell'impianto elettrico non è sotto tensione, ma per qualche motivo si è rivelata sotto tensione, ad esempio a causa di un guasto dell'isolamento. In questo caso, il contatto accidentale di una persona con questa parte può essere estremamente pericoloso, poiché la corrente fluirà attraverso il corpo della persona.

Per la protezione contro il contatto indiretto, per evitare scosse elettriche a persone o animali in caso di guasto dell'isolamento, vengono utilizzate misure speciali, separatamente o più di esse contemporaneamente:

• messa a terra di protezione;

• spegnimento automatico;

• equalizzazione dei potenziali;

• equalizzazione del potenziale;

• isolamento doppio o rinforzato;

• bassissima (bassa) tensione;

• separazione elettrica protettiva dei circuiti;

• stanze, aree, piattaforme isolanti (non conduttive).

Terreno di difesa

Per garantire la sicurezza elettrica, viene eseguita la messa a terra di protezione dell'apparecchiatura. Questa messa a terra è diversa dalla messa a terra funzionale e prevede il collegamento di apparecchiature conduttive potenzialmente pericolose a un dispositivo di messa a terra.

La funzione della messa a terra di protezione è quella di eliminare il pericolo per una persona che si trova a terra e tocca una parte dell'apparecchiatura che è stata messa sotto tensione a causa di un cortocircuito. Tutte le parti conduttive potenzialmente pericolose dell'apparecchiatura sono collegate a terra tramite dispositivi di messa a terra collegati a un conduttore di terra. Con la messa a terra di protezione, la tensione delle parti messe a terra viene ridotta a un valore sicuro rispetto alla terra.

La messa a terra di protezione si applica alle apparecchiature funzionanti a tensioni fino a 1000 volt:

• a monofase, isolato da terra ea trifase con neutro isolato;

• ad apparecchiature che operano in reti con una tensione superiore a 1000 volt con neutro messo a terra e neutro isolato.

Un conduttore messo a terra artificialmente (elettrodo messo a terra artificiale) o un oggetto conduttivo situato nel terreno, ad esempio una base in cemento armato (elettrodo messo a terra naturale), può fungere da conduttore di messa a terra per la messa a terra protettiva. Le linee di comunicazione, come le fognature, le linee del gas o del riscaldamento, non devono essere utilizzate per questo scopo.

Spegnimento automatico

Per proteggersi da scosse elettriche con contatto indiretto, viene effettuato uno spegnimento automatico aprendo più conduttori di fase contemporaneamente, ed in alcuni casi anche un conduttore di neutro. Questo metodo di protezione è combinato con sistemi di protezione di messa a terra e neutralizzazione. È applicabile anche nei casi in cui non è possibile applicare la messa a terra di protezione.

Questo metodo di protezione si riferisce a sistemi ad alta velocità che possono disconnettere le apparecchiature dalla rete in meno di 0,2 secondi in caso di situazione pericolosa. Si consiglia di implementare lo spegnimento protettivo di utensili elettrici manuali, impianti elettrici mobili, elettrodomestici.

Quando la fase è chiusa alla scatola, o la resistenza di isolamento verso terra diminuisce notevolmente, o quando una parte in tensione entra in contatto con il corpo umano, i parametri elettrici del circuito cambiano e questo cambiamento è un segnale per l'intervento dell'RCDcostituito da un interruttore differenziale e da un interruttore. Il dispositivo a corrente residua registra i cambiamenti nei parametri del circuito e invia un segnale all'interruttore, che a sua volta disconnette il dispositivo pericoloso dalla rete.

Gli interruttori differenziali per la protezione contro i contatti indiretti possono rispondere a diversi parametri: alle correnti di cortocircuito nel sistema di neutralizzazione o alla corrente differenziale, alla tensione del corpo verso terra o alla tensione omopolare. Questi RCD differiscono nel tipo di segnale di ingresso. Nelle apparecchiature con RCD automatici, dopo aver registrato una situazione di emergenza, viene applicata l'equalizzazione potenziale, dopodiché l'alimentazione viene interrotta.

Equalizzazione potenziale

Se nella stessa rete elettrica sono presenti più installazioni elettriche, alcune delle quali sono messe a terra tramite un dispositivo di messa a terra separato senza collegamento al filo PE, e alcune apparecchiature sono collegate al filo PE, questa condizione è pericolosa ed è vietata la messa a terra elettrica installazioni in questo modo.Perché? Perché se una fase viene cortocircuitata al corpo, ad esempio, di un motore collegato a terra da una terra separata, i corpi delle installazioni elettriche messe a terra saranno eccitati rispetto alla terra. Ricordare che la messa a terra è il collegamento di parti metalliche non conduttrici di un impianto elettrico con il conduttore neutro della rete.

Il pericolo qui è che le apparecchiature con una protezione adeguatamente organizzata vengano alimentate. La tragica esperienza dell'industria dell'allevamento dimostra che una tale messa a terra impropria delle attrezzature ha portato a moria di massa di animali.

Per evitare tali pericoli, viene applicato un collegamento equipotenziale. Le parti conduttrici dell'apparecchiatura protetta sono collegate in modo che i loro potenziali siano uguali, garantendo così la sicurezza elettrica della rete in caso di contatto indiretto.

Secondo PUE, gli impianti elettrici per tensioni fino a 1000 volt sono interconnessi conduttore PEN o PE schermato neutro linea di alimentazione del sistema TN con conduttore di terra del dispositivo di messa a terra sistemi IT e TT e con dispositivo di messa a terra all'ingresso dell'edificio.

Tubi metallici di comunicazione della struttura, parti conduttive del telaio dell'edificio, parti conduttive dei sistemi di condizionamento e ventilazione centralizzati, dispositivi di messa a terra del sistema di protezione contro i fulmini 3 e 2 cat., guaine conduttive dei cavi di telecomunicazione, nonché messa a terra funzionale, se non ci sono restrizioni PUE, sono anche collegati qui. I fili di collegamento equipotenziale di tutte queste parti vengono quindi collegati al bus di terra principale.

Equalizzazione potenziale

L'equalizzazione del potenziale può ridurre notevolmente la tensione del gradino sulla superficie del terreno o del pavimento utilizzando conduttori di protezione posati nel terreno, nel pavimento o sulla loro superficie e collegati al dispositivo di messa a terra. In alcuni casi viene utilizzata una speciale copertura del terreno. La compensazione di potenziale può essere considerata un caso speciale di compensazione se consideriamo il pavimento conduttivo come parte conduttiva di terzi in un impianto elettrico insieme a strutture metalliche e tubazioni.

Isolamento doppio o rinforzato

Per la protezione contro il contatto indiretto negli impianti elettrici con una tensione fino a 1000 volt, viene utilizzato il doppio isolamento. L'isolamento principale è protetto da un isolamento aggiuntivo indipendente. In caso di danneggiamento dell'isolamento aggiuntivo, l'isolamento principale è protetto.

L'isolamento rinforzato è simile nella sua funzione protettiva al doppio isolamento, il suo grado di protezione corrisponde al doppio isolamento.

Le parti conduttive degli impianti elettrici con doppio isolamento protettivo e rinforzato non sono collegate né al conduttore di protezione né al sistema equipotenziale.

Sarà pertinente notare qui che gli utensili elettrici e le macchine elettriche portatili in base alla classe di protezione contro le scosse elettriche sono divisi in quattro classi: 0, I, II, III. Successivamente, esamineremo alcuni dei dettagli delle protezioni implementate in essi.

Classe 0. L'isolamento di base fornisce protezione contro le scosse elettriche. In caso di guasto dell'isolamento, le stanze di isolamento, le aree di isolamento, le piattaforme, i pavimenti di isolamento sono protetti dal contatto umano indiretto.Un esempio di ciò è un trapano, il cui corpo metallico non ha un contatto di messa a terra e la spina è bipolare. Tra il cavo e l'alloggiamento, nel punto in cui il cavo entra nell'alloggiamento, è necessario posizionare un passacavo in gomma per fornire l'isolamento.

Classe I. L'isolamento di base fornisce protezione contro le scosse elettriche mentre le parti conduttive esposte sono collegate al conduttore PE della rete, ad esempio le lavatrici con una spina europea a 3 poli sono protette in questo modo.

Classe II. Isolamento dell'involucro doppio o rinforzato. Un esempio è l'alloggiamento in plastica di un trapano a percussione con spina a 2 poli e senza messa a terra.

Classe III. La tensione di alimentazione non è pericolosa per le persone. Questa è la cosiddetta tensione estremamente bassa (bassa). Un esempio di questo è un cacciavite domestico.

Tensione bassa (estremamente bassa).

La bassa o in altre parole bassissima tensione è di per sé una protezione contro i contatti indiretti. In combinazione con la separazione elettrica di protezione del circuito, ad esempio mediante un trasformatore di isolamento, la sicurezza è altrettanto elevata. I circuiti a bassa tensione sono separati dai circuiti ad alta tensione e nei casi in cui la tensione estremamente bassa è superiore a 60 volt CC o superiore a 25 volt CA, vengono applicate misure aggiuntive: isolamento, guaina.

L'uso di bassissima tensione negli apparecchi elettrici consente di abbandonare la messa a terra protettiva dei loro involucri conduttivi, salvo situazioni di connessione forzata con parti conduttive di dispositivi con tensione pericolosa. Se la bassa tensione viene utilizzata insieme allo spegnimento automatico, uno dei terminali della sorgente è collegato al conduttore di protezione della rete che alimenta questa sorgente.

Separazione elettrica protettiva dei circuiti

Negli impianti elettrici con una tensione fino a 1000 volt, viene applicata la separazione elettrica protettiva dei circuiti. Mediante un isolamento rinforzato o doppio o un isolamento di base e uno schermo protettivo conduttivo, alcune parti in tensione o circuiti vengono separati da altri. La tensione di picco del circuito isolato non deve essere superiore a 500 volt. La separazione elettrica protettiva dei circuiti avviene, ad esempio, in un trasformatore di isolamento. Le parti in tensione del circuito fornito devono essere posizionate separatamente dagli altri circuiti.

La separazione elettrica dei circuiti aumenta notevolmente la sicurezza delle reti a lunga distanza, grazie ai trasformatori di isolamento. I tratti di rete isolati da terra e di breve lunghezza si differenziano per capacità elettrica insignificante ed elevata resistenza di isolamento rispetto all'intera rete ramificata. In caso di contatto indiretto, una piccola corrente scorrerà attraverso il corpo umano dalla fase alla terra. Una sezione separata del circuito risulta essere più sicura con questa separazione.

Isolamento (non conduttivo) di stanze, aree, piattaforme

La significativa resistenza elettrica di pareti e pavimenti di alcune stanze, aree, siti, fornisce una protezione sufficiente contro il contatto indiretto anche in assenza di messa a terra di parti conduttive di impianti elettrici con una tensione fino a 1000 volt. Le stanze di isolamento vengono utilizzate per proteggere le persone dal contatto indiretto nei casi in cui altri metodi di protezione sono inapplicabili o impraticabili.

Tuttavia, c'è una condizione importante: quando la tensione dell'impianto elettrico è superiore a 500 volt, la resistenza delle pareti isolanti e del pavimento alla messa a terra locale non deve essere inferiore a 100 kΩ in qualsiasi punto della stanza e alle tensioni fino a 500 volt, almeno 50 kΩ. I locali isolati non implicano la presenza di un conduttore di protezione, pertanto, in tutti i modi, è esclusa la deviazione del potenziale dall'esterno verso le parti conduttive dell'area.