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IL COORDINAMENTO IL COORDINAMENTO DELL’ISOLAMENTODELL’ISOLAMENTO
PER LA PROTEZIONE CONTRO LE PER LA PROTEZIONE CONTRO LE SOVRATENSIONI E LA SICUREZZA ELETTRICASOVRATENSIONI E LA SICUREZZA ELETTRICA
Parte I: Sicurezza delle persone
Testi alla base del corso:
“Fondamenti di Sicurezza elettrica” – Ed. TNE
“IL COORDINAMENTO DELL’ISOLAMENTO per la protezione contro le sovratensioni e la sicurezza elettrica “ – Ed. CIFI
www.eliatartaglia.it
22
TENSIONE ?TENSIONE ?
CORRENTE ?CORRENTE ?
Chi è Chi è l’assassino ?l’assassino ?
Sicurezza delle persone
33
SORGENTE CARICO
CONDUTTORE DI ANDATA
CONDUTTORE DI RITORNO
Circuito elettrico
44
Parliamo di Parliamo di
RESISTENZARESISTENZA
Impianto di Impianto di
TerraTerra
Corpo UmanoCorpo UmanoRB =
RE =
deldel
55
88
00
77
66
55
44
33
22
11
00
kk
5050 100100 150150 200200 UUTT (V) (V)
RRBB (c.c.)(c.c.)
ZZBB (50/60 Hz)(50/60 Hz)
95%95%
50%50%5%5%
Valori statistici Valori statistici dell’impedenza dell’impedenza totale del corpo totale del corpo
umano umano
(percorso mano-mano o (percorso mano-mano o mano-piede)mano-piede)
figura da “Fondamenti di sicurezza elettrica”
Valore di riferimento normativo
66
IL TERRENOIL TERRENO CONDUTTORE ELETTRICO CONDUTTORE ELETTRICO Ogni volta il terreno è interessato dal Ogni volta il terreno è interessato dal
passaggio di una corrente elettrica (es. passaggio di una corrente elettrica (es. corrente di fulmine) tra due suoi punti si corrente di fulmine) tra due suoi punti si
localizza una differenza di potenziale.localizza una differenza di potenziale.
Ogni volta applichiamo tra due suoi Ogni volta applichiamo tra due suoi punti una differenza di potenziale il punti una differenza di potenziale il terreno è percorso da una corrente.terreno è percorso da una corrente.
77
Anello di guasto nel Sistema TTAnello di guasto nel Sistema TT
rete pubblica di distribuzione impianto utilizzatore
RNRE
RB
R
U0
SO
RG
EN
TE
CONDUTTORE DI ANDATA
CONDUTTORE DI RITORNO
UST
EB
88
L
E
NE
ENST U
RR
UR
RR
UU
1
00
Se poniamo U0 = 230 V, RN = 1 Ω, RE = 20 Ω le masse assumono la tensione UST = 219 V.RN
RE
RB
REBU0
UST
Tensione di contatto UTensione di contatto USTST (Sistema TT) (Sistema TT)
Ma non deve essere UST ≤ UL , cioè ≤ 50 V ?
99
Schema di principio Schema di principio di un interruttore differenzialedi un interruttore differenziale
CARICOCARICO
EB
impianto utilizzatore
RESTU
R
R
BId
I = I - I d 1 2
2I
1I
Taratura differenzialeTaratura differenziale
RE ∙ I d ≤ 50 V
1010
5%50%
Tempi massimi di
interruzione degli
interruttori differenziali
IIdndn t (s)t (s)
Idn0,3
2 Idn0,15
5 Idn0,04
ZONA DI INTERVENTO
1111
Anello di guasto nel Anello di guasto nel Sistema TNSistema TN
cabina di trasformazione impianto utilizzatore
RN
RB
REB
conduttore di fase ( R )F
conduttore di protezione ( R )P
UST
U0
1212
R
R
R
R
U
R
U
F
0
NST
P
EB
B
L
F
P
P
FP
PFST U
S
SU
R
RU
RRR
UU
11
000
Ai fini della protezione contro Ai fini della protezione contro i contatti indiretti, con Ui contatti indiretti, con UOO = =
230 V se la sezione del 230 V se la sezione del conduttore di protezione conduttore di protezione RpRp è è ≥ ≥ 3,63,6 volte il conduttore di volte il conduttore di
fase fase RRFF, non è necessario, , non è necessario,
l’intervento delle protezioni.l’intervento delle protezioni.
Tensione di contatto UTensione di contatto USTST (Sistema TN)(Sistema TN)
Zs · Ia ≤ Uo
1313
5%50%
Tempi massimi di
interruzionenel
Sistema TN
Uo t (s)
120 0,8
230 0,4
400 0,2Se non si riesce a rispettare i tempi di interruzione … (?)
ZONA DI INTERVENTO
1414
Se l’interruzione automatica non Se l’interruzione automatica non può essere ottenuta nei tempi può essere ottenuta nei tempi
prestabiliti si devono realizzare prestabiliti si devono realizzare collegamenti equipotenziali collegamenti equipotenziali
supplementari e verificare il rispetto supplementari e verificare il rispetto della condizionedella condizione
R ≤ UR ≤ ULL/I/Iaa
tra ogni massa ed ogni massa estranea tra ogni massa ed ogni massa estranea simultaneamente accessibilesimultaneamente accessibile.
1515
sbarra equipotenziale
sbarra equipotenziale
Sistema ITSistema IT
Il Sistema IT evolve in un Sistema TT
Il Sistema IT evolve in un Sistema TN
1616
Protezione mediante componenti di Classe II (doppio isolamento) o con isolamento equivalente
Principali misure di protezione che Principali misure di protezione che nonnon prevedono l’interruzione prevedono l’interruzione
automatica dell’alimentazione:automatica dell’alimentazione:
Protezione mediante separazione elettrica
Protezione mediante collegamento equipotenziale locale non connesso a terra
nelle quali è vietata la messa a terra !nelle quali è vietata la messa a terra !
1717Sis
tem
a di
al
imen
tazi
one
dell
a tr
azio
ne e
lett
rica
1818
Punto più alto della
Zona della lineaAsse del binario
Piano
aerea di contatto
linea aerea di contatto
del ferro
X X
Y Y
ZZona del pantografo
X = Y = 3 m
ZONA DI RISPETTO
TE
Z = 1 m 3 m 3 m
1 m
1919
A B
S.S.E.
I
linea di contatto
rotaie
schema di principio del sistema elettrico di trazione
Sistema TN o Sistema TT ?
2020
Rc
R B
REB
Vcc
r
UR
+
-
R
R A
T
R
RrRc
VccRr
RrRc
VccUR
1
Dato che il rapporto Rc/Rr è > 3,5 per Dato che il rapporto Rc/Rr è > 3,5 per costruzione, la costruzione, la tensione di rotaia rientra tensione di rotaia rientra
nei valori di tensione ammissibili. nei valori di tensione ammissibili. Pertanto il sistema elettrico di trazione Pertanto il sistema elettrico di trazione
in corrente continua è un sistema in corrente continua è un sistema intrinsecamente sicuro.intrinsecamente sicuro.
Tensione di rotaiaTensione di rotaia UURRPonendo nel circuito equivalente Rd = ∞ (conduttanza di dispersione = 0)Ponendo nel circuito equivalente Rd = ∞ (conduttanza di dispersione = 0)
e trascurando Rct (che deve avere una sezione adeguata)e trascurando Rct (che deve avere una sezione adeguata)
2121
Nor
ma
CE
I E
N 5
0122
-1 (
CE
I 9-
6)
UUTT ≤ Tensione di contatto ammissibili U ≤ Tensione di contatto ammissibili UTpTp
t(s)
in c.c.(V)
in c.a.(V)
0,02 940 9400,05 770 9350,1 660 8420.2 535 6700,3 480 4970,4 435 3050,5 395 2250,6 310 1600,7 270 1300,8 240 1100,9 200 901 170 80
300 150 65 120 50
2222
tensione di rotaiaTU
> 100
distanza dalla rotaia (in m)
R
UU ST
20
00
5
40
60
10080
100
U
1510
UR
della tensione Umisura
Decremento del potenziale di binario in direzione perpendicolare al tracciato della linea ferroviaria
Per la sicurezza si
fa riferimento
alla effettiva
tensione di contatto
(UT) a cui è soggetta la persona.
Zona asservita : fino a circa 20 mZona asservita : fino a circa 20 m
2323
Iguaina metallica cavo
RE
U - U E A
UA
potenziali nel terrenoUE
RE
d.d.p.la d.d.p.coincide con UE
M
BA
Chi è in pericolo: A B o M ?
Trasferimento di potenzialiTrasferimento di potenziali
2424
Nel caso della Nel caso della protezione con interruzione protezione con interruzione automatica dell’alimentazioneautomatica dell’alimentazione c’èc’è passaggio passaggio
di corrente nel corpo umano, per il tempo di corrente nel corpo umano, per il tempo intercorrente tra il guasto e l’interruzione del intercorrente tra il guasto e l’interruzione del circuito da parte del dispositivo di protezione.circuito da parte del dispositivo di protezione.
Diventa molto importante verificare l’efficienza del dispositivo di protezione!
Sicurezza delle persone
2525
Nelle altre misure di protezione non Nelle altre misure di protezione non c’èc’è passaggio di corrente nel corpo umano, passaggio di corrente nel corpo umano,
perché si basano su accorgimenti circuitali o perché si basano su accorgimenti circuitali o costruttivi che evitano il contatto di tensioni costruttivi che evitano il contatto di tensioni
pericolose. pericolose.
Diventa molto importante verificare che tali condizioni siano conservate nel tempo!
Sicurezza delle persone
IL COORDINAMENTO IL COORDINAMENTO DELL’ISOLAMENTODELL’ISOLAMENTO
PER LA PROTEZIONE CONTRO LE PER LA PROTEZIONE CONTRO LE SOVRATENSIONI E LA SICUREZZA ELETTRICASOVRATENSIONI E LA SICUREZZA ELETTRICA
Parte II: Sicurezza dei beni
Testi alla base del corso:
“Fondamenti di Sicurezza elettrica” – Ed. TNE
“IL COORDINAMENTO DELL’ISOLAMENTO per la protezione contro le sovratensioni e la sicurezza elettrica “ – Ed. CIFIwww.eliatartaglia.it
2727
TENSIONE ?TENSIONE ?
CORRENTE ?CORRENTE ?
Chi è Chi è l’assassino ?l’assassino ?
Sicurezza dei beni
2828
Come proteggere le Come proteggere le apparecchiature dalla tensione?apparecchiature dalla tensione?
Innanzi tutto,con un isolamento adeguato:
al proprio sistema di alimentazione
ed in Zona di rispetto TE, al sistema di alimentazione
della trazione elettrica
2929
Protezione mediante componenti con isolamento adeguato alla tensione della linea di contatto.
In alternativa all’intervento dell’extrarapido di SSE, per le apparecchiature di segnalamento e
telecomunicazione si possono adottare altre misure per proteggersi dal guasto TE:
Protezione mediante involucri o barriere
e … nelle quali è vietata la messa a terra e … nelle quali è vietata la messa a terra (al binario) dell’apparecchiatura.(al binario) dell’apparecchiatura.
3030
Protezione contro le sovratensioniProtezione contro le sovratensioni
I livelli di isolamento prescritti in generale dalle specifiche tecniche per le apparecchiature IS e TLC sono riferiti
alla propria tensione di alimentazione e, in zona di rispetto, a quella del sistema elettrico della trazione. Tali livelli non sono sufficienti ad assicurare anche la
protezione contro le sovratensioni dovute a fulminazioni.
3131
Per la protezione contro le sovratensioni degli impianti di segnalamento e telecomunicazione è prescritta:
lala separazione elettrica dei separazione elettrica dei componenti dell’apparato o componenti dell’apparato o
dell’impianto dalla rete dell’impianto dalla rete pubblica, dalla campagna e fra pubblica, dalla campagna e fra
loro;loro; l’isolamento da terra.l’isolamento da terra.
3232
La d.d.p. si localizza sul trasformatore e non sollecita l’isolamento delle apparecchiature
A B C
sbarra equipotenziale
Rete di distribuzioneRete di distribuzione ferroviaria
R
S
T
RR
N E
d.d.p.
T
S
R
d.d.p.pubblica
SEPARAZIONE ELETTRICA
DALLA RETE
3333
alla tensione nominale
e, in zona di rispetto TE,
in AProtezione mediante doppio isolamento
in B
e/ o doppio isolamento
Protezione mediante
A
B
d.d.p.
isolamento adeguato
togliere i collegamenti di terra
a sovratensioni provenienti da rete
a fulminazioni dirette
a differenze di potenziale (d.d.p.) tra gli impianti di terra
NO NO
SI
separazione elettrica
della linea di contatto
A e Btra
alla tensione nominale
e, in zona di rispetto TE,
in AProtezione mediante doppio isolamento
in B
e/ o doppio isolamento
Protezione mediante
A
B
d.d.p.
isolamento adeguato
togliere i collegamenti di terra
a sovratensioni provenienti da rete
a fulminazioni dirette
a differenze di potenziale (d.d.p.) tra gli impianti di terra
NO NO
SI
separazione elettrica
della linea di contatto
A e Btra
3434
In ambiente ferroviarioIn ambiente ferroviario, per , per proteggere le persone ci proteggere le persone ci sono diverse misure di sono diverse misure di
protezione …protezione …
per proteggere gli impianti per proteggere gli impianti … bisogna soprattutto … bisogna soprattutto isolarsi da terra!isolarsi da terra!
3535
per proteggere le persone per proteggere le persone bisogna utilizzare misure bisogna utilizzare misure
che non richiedono la che non richiedono la messa a terra!messa a terra!
Se per proteggere gli Se per proteggere gli impianti è necessario impianti è necessario isolarsi da terra …isolarsi da terra …