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tostatiche compresi), sono riservati per tutti i paesi.

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nici, meccanici, o altro senza l’autorizzazione scritta dell’Editore.

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Finito di stampare nel mese di settembre 2014

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PRINCIPI FONDAMENTALI DI ELETTROTECNICACorrenti continue ed alternate ........................................................ 9

Rapporto di fase .......................................................................... 10Tensioni monofasi e trifasi ........................................................ 10

Resistenza, reattanza, impedenza ................................................ 11Resistenza .................................................................................. 11Conduttanza ................................................................................ 12Reattanza induttiva e capacitiva .............................................. 12Impedenza ed ammettenza ........................................................ 14

Legge di Ohm .................................................................................. 14Sovracorrenti .............................................................................. 16

Potenza e energia .......................................................................... 16Circuiti a corrente continua ...................................................... 16Circuiti a corrente alternata ...................................................... 16Potenza complessiva di un circuito ............................................ 18Effetto Joule ................................................................................ 18Energia specifica (integrale di Joule) ........................................ 18

Utilizzatori in serie.......................................................................... 19Utilizzatori in parallelo .................................................................. 20

MISURE ELETTRICHEClassificazione degli strumenti ...................................................... 21Identificazione degli strumenti ...................................................... 22Segni grafici e schemi d’inserzione ................................................ 23Classe di precisione ........................................................................ 24Trasformatori di misura ................................................................ 24

Errore di rapporto e di angolo .................................................... 25Prestazione .................................................................................. 25Caratteristiche normalizzate dei trasformatori di misura ...... 27

Misura dell’energia ........................................................................ 27Misura delle tensioni e delle correnti ............................................ 28Misura della potenza ...................................................................... 29

Misura della potenza attiva ........................................................ 29

INDICE GENERALE

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Misura della potenza reattiva e del cos ϕ .................................. 30Misura della potenza mediante TA e TV.................................... 31

QUADRI ELETTRICI DI DISTRIBUZIONENormativa ........................................................................................ 32Sistema di quadri ............................................................................ 33

Principali tipi di quadri .............................................................. 33Quadri in kit di montaggio ........................................................ 36Accessibilità dei componenti ...................................................... 37

Costruttore del quadro .................................................................... 37Verifiche di progetto ........................................................................ 39Caratteristiche elettriche nominali ................................................ 39Gradi di protezione del quadro ...................................................... 43Verifica della sovratemperatura all'interno del quadro ................ 45

Verifica mediante prove .............................................................. 46Verifica per derivazione da un quadro cablato provato ............ 46Verifica delle sovratemperature per mezzo di calcoli ................ 46

Verifica di tenuta al corto circuito ................................................ 48Corrente di cortocircuito e idoneità del quadro all’impianto ...... 50

Verifica delle caratteristiche dielettriche ...................................... 51Prova di tenuta dielettrica a frequenza industriale .................. 51Prova di tenuta dielettrica all’impulso di tensione .................... 51

Protezione contro i contatti diretti ................................................ 52Protezione dei quadri contro i contatti indiretti ............................ 53

Protezione basata sul circuito di protezione .............................. 53Isolamento in classe II ................................................................ 56

Targa del quadro ............................................................................ 57Documentazione tecnica di supporto.............................................. 57Verifiche individuali ........................................................................ 58Criteri pratici per la realizzazione del quadro .............................. 59Quadri per uso domestico e similare .............................................. 60

Definizioni .................................................................................... 60Targa di identificazione .............................................................. 62Impiego di involucri conformi alla norma .................................. 62Quadri monofasi con corrente nominale Inq ≤ 32 A.................... 63Quadri con corrente nominale Inq ≤ 125 A.................................. 63Esempio 1 .................................................................................... 63Esempio 2 .................................................................................... 65Documentazione da allegare al quadro ...................................... 67

Quadri di distribuzione destinati ad essere utilizzati dapersone comuni (DBO) ................................................................68

Quadri ASC per cantieri ................................................................ 68

6

IMPIANTI ELETTRICI: PRESCRIZIONI GENERALIClassificazioni e definizioni .................................................... 72Natura e numero dei conduttori .................................................... 73

Sistemi di conduttori attivi ........................................................ 73Classificazione dei sistemi elettrici in relazione al loro modo

di collegamento a terra .............................................................. 74Classificazione dei sistemi elettrici in relazione alla tensione .... 76Gradi di protezione degli involucri ................................................ 79Protezione meccanica contro gli urti (codice IK) .......................... 82Classificazione dei componenti elettrici ........................................ 83Principali definizioni relative agli impianti .................................. 84Sezionamento e comando .......................................................... 87Sezionamento .................................................................................. 87Interruzione per manutenzione non elettrica .............................. 90Interruzione ed arresto d’emergenza.............................................. 90Comando funzionale ...................................................................... 91Suddivisione dell’impianto ............................................................ 91Protezione contro i contatti diretti ........................................ 92Isolamento ...................................................................................... 92Involucri e barriere ........................................................................ 92Ostacoli e distanziamento .............................................................. 93Protezione addizionale mediante differenziali .............................. 93Protezione per limitazione della corrente .................................... 94Protezione per limitazione della carica elettrica .......................... 94Protezione contro i contatti indiretti .................................... 95Interruzione automatica dell’alimentazione ................................ 95

Collegamento equipotenziale locale connesso a terra .............. 96Sistema TT ................................................................................. 96Sistema TN .................................................................................. 98Sistemi IT .................................................................................. 104

Protezione senza interruzione automatica .................................. 107Impiego di componenti di Classe II o con isolamento equi-valente ...................................................................................... 107Protezione per separazione elettrica ........................................ 109Protezione per mezzo di luoghi non conduttori ...................... 111Protezione per equipotenzializzazione del locale non con-nesso a terra .............................................................................. 113

Protezione differenziale .......................................................... 114Protezione contro gli effetti termici .................................... 116Protezione contro gli incendi ........................................................ 116Protezione contro le ustioni .......................................................... 118

7

Protezione dai contatti diretti e indiretti .......................... 119Sistemi SELV e PELV .................................................................. 119

IMPIANTI DI ILLUMINAZIONE PER INTERNILa luce ............................................................................................ 120Il colore .......................................................................................... 121Grandezze fotometriche ................................................................ 123Sorgenti luminose.......................................................................... 125

Parametri per la scelta della lampada .................................... 130Apparecchi di illuminazione ........................................................ 132

Curve fotometriche degli apparecchi di illuminazione ............ 133Classificazione degli apparecchi in base alla distribuzione del flusso luminoso .................................................................... 134Sistemi di illuminazione .......................................................... 135Classificazione degli apparecchi di illuminazione (secondoil loro modo di protezione contro i contatti indiretti) .............. 136Gradi di protezione degli apparecchi di illuminazione .......... 136Scelta ed installazione degli apparecchi di illuminazione ...... 136

Requisiti per una buona illuminazione ...................................... 138Livello d’illuminamento ............................................................ 138Uniformità di illuminamento .................................................. 142Equilibrio delle luminanze ........................................................ 143Limitazione dell’abbagliamento ................................................ 143Illuminazione direzionale.......................................................... 144Indice di resa cromatica e tonalità della luce .......................... 146Fattore di manutenzione .......................................................... 146

Metodo di calcolo per illuminazione d’interni ............................ 146Calcolo del flusso totale ............................................................ 148Uniformità di illuminamento .................................................. 148Esempio ......................................................................................149Valori indicativi del numero di lampade fluorescenti per illuminazione degli ambienti civili .......................................... 152

IMPIANTI IN AMBIENTI A MAGGIOR RISCHIO IN CASO D’INCENDIOAmbienti a maggior rischio in caso d’incendio ............................ 153L’impianto elettrico, causa e veicolo d’incendio .......................... 156

I cavi e l’incendio........................................................................ 160Classificazione dei cavi ............................................................ 162

Prescrizioni generali per gli impianti elettrici negli ambienti a maggior rischio in caso d’incendio ........................ 164

8

Prescrizioni riguardanti i componenti .................................... 164Barriere tagliafiamma .............................................................. 167Criteri per la scelta del tipo di conduttura .............................. 168Prescrizioni per l’installazione delle condutture...................... 169Protezione delle condutture ...................................................... 169

LE VERIFICHE DEGLI IMPIANTI ELETTRICIVerifiche iniziali ........................................................................174Esame a vista ................................................................................ 175Prove .............................................................................................. 176

Prove della continuità dei conduttori di protezione e dei conduttori equipotenziali principali e supplementari ............ 176Misura della resistenza di isolamento dell’impiantoelettrico ...................................................................................... 177Verifica della protezione per separazione elettrica ................ 178Misura della resistenza dei pavimenti e delle pareti .............. 179Verifica della protezione mediante interruzione automatica 179Misura della resistenza di terra................................................ 180Misura della resistività del terreno ........................................ 183Misura dell’impedenza dell’anello di guasto .......................... 184Verifica dell’intervento dei dispositivi differenziali ................ 186Prova di polarità ...................................................................... 189Verifica della sequenza delle fasi ............................................ 189Prove di funzionamento ............................................................ 190Verifica della caduta di tensione .............................................. 190Verifica di sfilabilità dei cavi .................................................... 190Individuazione delle masse estranee ...................................... 190

Rapporto a seguito della verifica iniziale......................................191Verifiche periodiche ................................................................ 192Frequenza della verifica periodica .............................................. 192Rapporto delle verifiche periodiche ............................................ 193

9

PRINCIPI FONDAMENTALIDI ELETTROTECNICA

Correnti continue ed alternateIl comportamento dei circuiti elettrici è determinato dal tipo di ten-sione di alimentazione e di conseguenza dal tipo di corrente che lipercorre, ossia se continua o alternata, in quanto il flusso di elet-troni, per la corrente continua, ha sempre lo stesso verso, mentreper quella alternata sinusoidale varia periodicamente di verso edistante per istante di intensità.Nei circuiti a corrente continua tensione e corrente sono definite daun valore numerico, in quelli a corrente alternata tensione e correntesono grandezze vettoriali caratterizzate da (fig. 1):– valore istantaneo: è il valore che la grandezza assume in un datoistante; si indica con una lettera minuscola e assume il valore:

a = AM sen ω t = AM senα– valore massimo o di picco o di cresta AM : è il massimo valore istan-taneo (positivo o negativo) che la grandezza può assumere;– valore efficace A: è il valore corrispondente a quello di una correntecontinua che produce gli stessi effetti termici; in relazione al valoremassimo risulta:

A = AM / √2 = 0,707 AM– periodo T: è l’intervallo di tempo (in secondi) che decorre fral’istante in cui la grandezza assume un dato valore e l’istante succes-sivo in cui lo riassume dopo aver assunto tutti i valori positivi e ne-gativi che può assumere;– frequenza f: è il numero di periodi che si verificano in un secondo;si misura in hertz (Hz) e risulta pari a:

f = 1/T– pulsazione ω : indica la velocità angolare (in radianti al secondo)

Fig. 1

10

del vettore che con la sua rotazione genera la sinusoide; è legata alperiodo dalla relazione:

α = ω t = 2 π /T = 2 π · f

Rapporto di faseQuando si studia un circuito elettrico in corrente alternata è neces-sario considerare contemporaneamente due o più grandezze sinu-soidali (ad esempio tensione e corrente); si deve pertanto definire illoro rapporto di fase o sfasamento che corrisponde al tempo t che in-tercorre tra il momento in cui una grandezza assume il suo valoremassimo e quello in cui vi giunge l’altra (fig. 2).

Fig. 2

Poiché le grandezze alternate sinusoidali sono grandezze vettorialirappresentabili quindi con vettori (o anche mediante notazione sim-bolica) lo sfasamento è espresso dall’angolo ϕ (in gradi) formato daidue vettori ed equivale al prodotto della pulsazione per il tempo timpiegato dal vettore per percorrere tale angolo.

Tensioni monofasi e trifasiLa produzione e la distribuzione dell’energia elettrica in corrente al-ternata avviene mediante sistemi trifasi; solo per l’utilizzo in bassatensione vengono anche impiegati i sistemi monofasi.I sistemi trifasi sono caratterizzati da due terne di tensioni E1, E2,E3 e U12, U23, U31 sfasate tra loro di 30°, ciascuna delle quali è co-stituita da tre tensioni sfasate fra loro di 120° (fig. 3).

La prima terna è costituita dalle ten-sioni di fase ossia le tensioni esistentitra ciascun conduttore e il centrostella (neutro), la seconda terna è co-stituita dalle tensioni concatenate,ossia le tensioni esistenti fra duequalsiasi conduttori, e corrispondentialla differenza vettoriale tra le rispet-tive tensioni di fase (indicate in ne-retto in quanto vettori):U12 = E1 – E2U23 = E2 – E3U31 = E3 – E1Fig. 3

11

Nei sistemi trifasi il conduttore di neutro può essere distribuito (si-stema a 4 conduttori) o non distribuito (sistema a 3 conduttori) edinoltre i carichi possono essere connessi a stella o a triangolo (fig. 4).Le relazioni che legano correnti e tensioni sono indicate per i varicasi nella seguente tabella.

Fig. 4

3 conduttori(sistema equilibrati)

4 conduttori(3 fasi + neutro)

Stel

la

U[E1 + E2 + E3 = 0 ] E = √3

If1 + If2 + If3 = 0E U

If = = (Il = If)Z √3 Z

E1 + E2 + E3 = 0If1 + If2 + If3 = IN

E UIf = = (Il = If)Z √3 Z

Tria

ngol

o U12 + U23 + U31 = 0If1 + If2 + If3 = 0

UIf = (Il = √3 If )Z

N.B. Se il carico è squilibrato (impedenze Z diverse fra loro) le correntinelle tre fasi risultano a loro volta diverse e di conseguenza, nei circuitia tre conduttori le relazioni indicate tra parentesi [. . . ] non risultano piùvalide. Nei circuiti con neutro (a 4 conduttori) lo squilibrio determinauna corrente IN che percorre il conduttore di neutro N.

Resistenza, reattanza, impedenzaResistenzaOgni materiale oppone una certa resistenza R al passaggio della cor-rente sia alternata sia continua:

lR = ρ (ohm)

S

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dove:ρ – è la resistività del materiale (in Ω· mm2/m oppure Ω· m) ossia laresistenza di un conduttore di lunghezza e sezione unitaria;l – lunghezza del corpo (in m);S – sezione del corpo (in mm2 o in m2).Dalla relazione sopra scritta si possono dedurre le seguenti:

R . S ρ . ll = (m) S = (in mm2 o in m2)

ρ RLa resistività ρ varia in relazione alla temperatura; ne deriva che ilvalore di ρ ad una data temperatura θ dev’essere determinato inbase al coefficiente di temperatura α (in genere riferito a 20 °C, siveda la tabella 1 a pagina seguente) mediante la relazione:

ρθ = ρ20 [1 + α20 (θ – 20)]La resistenza, sempre alla temperatura θ assume come conseguenzail valore:

Rθ = R20 [1 + α20 (θ – 20)]essendo R20 il valore di resistenza alla temperatura di 20 °C.

ConduttanzaLa conduttanza G è l’inverso della resistenza ed esprime la facilitàcon cui un materiale si lascia attraversare dalla corrente:

1 1 S SG = = . = γ

R ρ l lessendo γ = 1/ρ la conduttività (inverso della resistività).

Reattanza induttiva e capacitivaI circuiti e gli utilizzatori percorsi da corrente alternata sono carat-terizzati, oltre che dalla resistenza, anche da una reattanza.Per reattanza induttiva si intende l’opposizione che il circuito pre-senta alla variazione della corrente a causa dei campi magnetici chesi generano nei conduttori e in particolare negli avvolgimenti i qualiquindi presentano una induttanza L (in henry).Il valore della reattanza induttiva XL dipende dalle caratteristichedel circuito (che determinano il valore d’induttanza) e dalla fre-quenza della corrente:

XL = 2 π · f · L = ω · L (ohm)La reattanza induttiva determina inoltre uno sfasamento di 90° inritardo della corrente rispetto alla tensione.Anche la reattanza capacitiva offre una certa opposizione al passaggiodella corrente, tuttavia questo effetto, dovuto ai campi elettrostaticiche si formano tra due conduttori paralleli o tra un conduttore e laterra (i condensatori si basano su questo effetto), determina uno sfa-samento della corrente in anticipo di 90° rispetto alla tensione.

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Tabella 1 – Resistività e coefficiente di temperatura di alcuni mate-riali conduttori

Materiale Resistività a 20 °C(Ω . mm2)/ m

Coefficiente di tem-peratura a 20 °C

x 10–3

Rameelettrolitico

ricotto 0,0172 3,93crudo 0,0178 3,91

Alluminio ricotto 0,0276 ÷ 0,0282 4crudo 0,0282 ÷ 0,0287 4

Argento 0,0164 3,8Aldrey 0,031 ÷ 0,033 3,6Bronzo 0,05 ÷ 0,1 3,9Ottone 0,06 ÷ 0,08 1 ÷ 2Zinco 0,06 3,7Ferro puro 0,0978 6Platino 0,1 3,6Stagno 0,11 ÷ 0,12 4,2 ÷ 4,4Argentana 0,35 ÷ 0,41 0,07Manganina 0,42 ÷ 0,45 0,01Costantana 0,49 ÷ 0,51 0Nichelcromo 1,09 0,0001

Il valore della reattanza capacitiva dipende anch’esso dalle caratte-ristiche del circuito (che determinano il valore della capacità Cespressa in farad) e dalla frequenza della corrente:

1 1XL = = (ohm)

2 π · f · C ω · CPoiché la reattanza induttiva risulta esattamente in opposizione difase alla reattanza capacitiva, in genere si considera l’effetto risul-tante:

X = XL – XCche può essere induttivo o capacitivo a seconda che prevalga uno ol’altro termine. L’inverso della reattanza viene definito suscettanza:

1 1BL = BC = (siemens)

XL XC

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Impedenza ed ammettenzaNei circuiti in corrente alternata gli effetti resistivo e reattivo sonopresenti contemporaneamente, non essendo però individuabili fisica-mente, nello studio dei circuiti si ricorre all’artificio di immaginarlicome se fossero effettivamente elementi individuabili, considerandoliin serie o in parallelo tra loro, a seconda dei casi, ed esprimendo l’ef-fetto complessivo con due parametri denominati impedenza (Z) e am-mettenza (Y):

Elementi in serie Elementi in parallelo

Z = √R2 + X 2 Y = √G2 + B2

Poiché l’impedenza di un circuito deve essere in ogni caso la stessavale la relazione:

Z = 1/YDato un circuito serie per il quale sono noti i valori di resistenza R,e reattanza X si possono calcolare i valori della conduttanza G e dellasuscettanza B del circuito equivalente (considerando quindi gli ele-menti in parallelo) e viceversa con le relazioni (fig 5):

G B R XR = X = G = B =

Y2 Y2 Z2 Z2

Fig. 5

Legge di OhmLa legge di Ohm stabilisce la proporzionalità diretta tra la tensioneapplicata a un circuito e l’intensità della corrente che in esso circola.a) In corrente continua è espressa con le relazioni:

U UI = (A) U = R . I (V) R = (Ω)

R I

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b) In corrente alternata è espressa con le relazioni:U U

I = (A) U = Z . I (V) Z = (Ω)Z I

Tenendo conto che l’impedenza Z è costituita da una componente re-sistiva e da una reattiva, sfasata di 90° in anticipo (se di tipo capa-citivo) o di 90° in ritardo (se di tipo induttivo), si può ritenere che,considerando gli elementi in serie, la tensione di alimentazione U siripartisca ai capi dei due elementi dando luogo alle cadute di ten-sione UR e UX (fig. 6):

U = Z · I = (R + j X) · I = R · I + jX · I = UR + jUX = UR + UX

Fig. 6

La tensione risulta sfasata rispetto alla corrente dell’angolo ϕ desu-mibile con la relazione:

UX Xtg ϕ = =

UR RDal diagramma vettoriale si rileva inoltre che:

UR = R · I = U· cos ϕ = Z · I· cos ϕUX = X · I = U · sen ϕ = Z · I· sen ϕ

Di conseguenza si possono definire le componenti resistiva e reattivamediante l’angolo di sfasamento:

R = Z cos ϕ X = Z sen ϕAnalogamente se si considerano gli elementi in parallelo si ha:

I = U · Y = U · (G – jB) = G · U – jB · U = IR + IXLa figura 7 indica i diagrammi vettoriali delle correnti e di ammet-tenza, suscettanza e conduttanza nel caso di circuito induttivo.La corrente I risulta sfasata rispetto alla tensione di un angolo ϕ de-sumibile dalla relazione:

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Fig. 7

IX Btg ϕ = =

IR RRisulta inoltre che:

IR = G · U = I cos ϕ IX = B · U = I sen ϕPer cui data l’ammettenza Y = 1/Z si possono definire le componentiG e B, noto l’angolo ϕ:

G = Y cos ϕ B = Y sen ϕ

SovracorrentiDalla legge di Ohm si rileva che se in un utilizzatore alimentato l’im-pedenza diviene via via più piccola, la corrente assorbita assume va-lori sempre più elevati sino a che, per Z ≈ 0, la corrente raggiunge ilvalore massimo Icc .Si definisce sovracorrente il valore di corrente superiore al massi moammesso per un dato circuito. Le sovracorrenti possono essere:– correnti di sovraccarico: si verificano in un circuito elettricamentesano quando questo alimenta troppi utilizzatori, oppure quando sisovraccarica un motore;– correnti di cortocircuito: si verificano a seguito di un guasto di im-pedenza trascurabile fra due fasi del circuito.

Potenza e energiaCircuiti a corrente continuaLa potenza P e l’energia E nei circuiti a corrente continua sonoespresse dalle relazioni:

P = U · I E = P · t = U · I · tdove: U è la tensione, I la corrente e t il tempo durante il quale cir-cola la corrente.

Circuiti a corrente alternataNei circuiti a corrente alternata, corrente e tensione non sono gene -ralmente in fase e ciò dà luogo a tre modi di esprimere la potenza.a) Potenza attiva o reale: è la potenza dissipata negli elementi resi-stivi del circuito, per produrre calore, oppure assorbita dagli utiliz-

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zatori attivi (ad esempio motori) e trasformata in un’altra forma dienergia (ad esempio meccanica). Corrisponde al prodotto:

P = U · I · cos ϕ (W) nei circuiti monofasiP = √ 3 U · I · cos ϕ (W) nei circuiti trifasi

essendo ϕ lo sfasamento tra tensione e corrente nei circuiti monofasie in quelli trifasi equilibrati, mentre per quelli squilibrati, ϕ rappre-senta lo sfasamento medio ossia l’angolo di cui sarebbe necessarioruotare la terna di correnti per rendere massima la potenza realedel sistema.b) Potenza reattiva: è la potenza alternativamente assorbita e resadai campi magnetici (circuiti induttivi) ed elettrostatici (circuiti ca-pacitivi); questa potenza, che non è dissipata, risulta dal prodottodella tensione per la componente in quadratura della corrente.

Q = U · I · sen ϕ (var) nei circuiti monofasiQ = √ 3 U · I · sen ϕ (var) nei circuiti trifasi

essendo ancora ϕ lo sfasamento tra tensione e corrente.c) Potenza apparente: è la potenza in base alla quale deve essere di-mensionato il circuito. Se si considera il diagramma vettoriale dellepotenze (fig. 8) si può rilevare che la somma vettoriale della potenzaattiva P e di quella reattiva Q (sfasata di 90°) rappresenta la potenzaapparente S:

S = U · I = √P 2 + Q 2 (VA) nei circuiti monofasi

S = √3· U · I = √P 2 + Q 2 (VA) nei circuiti trifasi

Fig. 8

Il valore della potenza apparente indica la massima potenza attivache il circuito potrebbe assorbire se la componente reattiva fossenulla ossia se cos ϕ = 1 (sen ϕ = 0).I valori dell’energia (in joule) si ottengono moltiplicando le potenzeattiva o reattiva per il tempo t (in secondi).

EP = P· t EQ = Q· tVolendo esprimere la potenza attiva in wattora o in kilowattora chesono le unità di misura comunemente utilizzate si deve dividere lapotenza EP per 3600 (secondi in un’ora) ottenendo i wattora e quindiancora per 1000 per ottenere i kilowattora.

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Potenza complessiva di un circuitoNei circuiti gli utilizzatori possono essere connessi in serie o in pa-rallelo.La potenza attiva o reattiva complessivamente assorbita corrispondein ogni caso alla somma aritmetica delle singole potenze attive odelle singole potenze reattive:

Pt = P1 + P2 + ... + Pn Qt = Q1 + Q2 + ... + QnPer determinare la potenza apparente totale è invece necessario ope-rare una somma vettoriale tra potenza totale attiva e potenza totalereattiva:

St = Pt + Qt il cui modulo è: St = √ Pt2 + Qt

2

L’angolo di sfasamento complessivo può venir determinato con unodei seguenti rapporti e le tabelle trigonometriche:

Q P Qtg ϕ = cos ϕ = sen ϕ =

P S S

Effetto JouleÈ la potenza dissipata sotto forma di calore negli elementi resistividel circuito. Se R è la resistenza dell’elemento, I la corrente che lopercorre e ∆U = R· I la c.d.t. che si verifica ai capi dell’elementostesso, si ha che la potenza dissipata per effetto Joule è pari a:

P = ∆U · I = R· I 2 (W)mentre il valore dell’energia attiva dissipata risulta:

EP = R· I 2 · t (J)Poiché 1 J equivale a 0,239 calorie valgono anche le seguenti rela-zioni:– per t in secondi Ecal = 0,239· R· I2· t (calorie)– per t in ore Ecal = 860· R · I2 · t (calorie)

Energia specifica (integrale di Joule)L’energia sviluppata dalla corrente su di un elemento di resistenzaunitaria é detta energia specifica. Il suo valore dipende dall’intensitàe dal tempo di permanenza della corrente e si calcola con la rela-zione:

∫ i2 dt ≈ I 2 tIl concetto di energia specifica risulta particolarmente importantenella progettazione delle condutture.Poiché ogni organo di protezione (interruttore magnetotermico o fu-sibile) in caso di cortocircuito, prima di poter intervenire e interrom-pere il circuito, lascia passare la corrente di cortocircuito per un certotempo t, in ogni tratto di conduttore del circuito guasto avente resi-stenza unitaria viene dissipata l’energia I 2t che si trasforma in ca-lore.

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Quanto maggiore è il valore dell’I 2t lasciato passare dal dispositivodi protezione tanto maggiore è la quantità di calore prodotto.Poiché per guasto di breve durata il cavo non riesce a cedere tale ca-lore all’ambiente, si può verificare un aumento di temperatura delconduttore tale da compromettere l’integrità degli isolanti.

Circuiti in corrente continua Circuiti in corrente alternata

Rt = R1 + R2 + … + RnUt = U1 + U2 + … + Un

UtI = Rt

U1 = R1 . IU2 = R2 . I.........Un = Rn . I

Zt = Z1 + Z2 + … + ZnRt = R1 + R2 + … + RnXt = X1 + X2 + … + Xn

Zt = √ Rt2 + Xt

2

Ut RtI = cos ϕ = Rt ZtUt = U1 + U2 + … + UnU1 = Z1 . IU2 = Z2 . I........Un = Zn . I

Utilizzatori in serie

Circuiti in corrente continua Circuiti in corrente alternata

1Rt =

1 1 1+ + ..... +

R1 R2 Rn

Per due soli resistori:R1 . R2Rt = R1 + R2

UIt =

Rt

It = I1 + I2 + .… + In

UI1 =

R1

UI2 =

R2.........

UIn =

Rn

È necessario trasformare gli ele-menti R e X in serie negli equiva-lenti G e B in parallelo con lerelazioni:

R XG = B =

Z 2 Z 2

ottenendo:

Gt = G1 + G2 + … + GnBt = B1 + B2 + … + Bn

1Yt = √ Gt

2 + Bt2 =

ZtU G

It = U . Yt = cos ϕ = Zt Y

It = I1 + I2 + … + InI1 = U .Y1I2 = U .Y2........In = U . Yn

20

Utilizzatori in parallelo

21

MISURE ELETTRICHE

Classificazione degli strumentiGli strumenti impiegati per la misura di grandezze elettriche pos-sono essere classificabili in due categorie: elettromeccanici ed elet-tronici.

Elettromeccanici Elettronici

Prin

cipi

o di

funz

iona

men

to

La grandezza misurata ètrasformata in una coppiache agisce sull'equipaggiomobile al quale è connessol’indice che indica su unascala il valore della gran-dezza. Tale forza è contra-stata, in genere, da unamolla (coppia antagonista).

La grandezza misurata èelaborata tramite circuitielettronici, alimentati dauna sorgente di alimenta-zione ausiliaria.

Pres

enta

zion

ede

lla m

isur

a

L’ndice riproduce, per ana-logia, l'andamento nel tem-po della grandezza (perciòsono anche detti strumentianalogici).

Visualizzano il risultatodella misura in forma di nu-mero o in forma analogicaoppure in entrambi i modicontemporaneamente.

Gra

ndez

zem

isur

ate Tensione, corrente, potenza

attiva e reattiva, energia,resistenza, frequenza.

Tensione, corrente, potenzaattiva e reattiva, energia,resistenza, frequenza.

Preg

i e d

ifett

i Consumo sensibile (tenerneconto nell'effettuare le mi-sure). Negli strumenti adindice, vi è la possibilità dierrori di parallasse o di ap-prezzamento.Sensibili a urti e vibrazioni.

Non hanno organi in movi-mento. Prelevano pochissimaenergia dal circuito di misu-ra. Comodità di lettura, sen-za errori di apprezzamento.Richiedono controlli e tara-ture più frequenti.

Principiodi funzionamento

magnete permanentee bobina mobile

magnete permanentee bobina mobile comemisuratore di rap-porto

elettrodinamico

elettrodinamico conferro

a induzione

a ferro mobile(elettromagnetico)

a lamelle vibranti

termico a lamina bi -metallica

a bobina mobile conraddrizzatore

Classe di precisione

il valore indica l’er-rore percentuale

22

Identificazione degli strumentiGli strumenti di misura elettrici riportano sul quadrante alcuni sim-boli per precisare le caratteristiche e le modalità d’impiego.

Tipo di circuito nel qualepuò essere inserito

a corrente continua

a corrente alternata

a corrente continua ealternata

a corrente alternatatrifase

a corrente alternatatrifase con caricosquilibrato

Posizione dello strumento

con quadrante verti-cale

con quadrante oriz-zontale

con quadrante incli-nato (per esempio di60°)

Tensione di prova

0,5

23

Segni grafici e schemi d’inserzione

Strumento(grand. misurata) Segno grafico Schema di inserzione

Voltmetro(tensione)

Amperometro(corrente)

Wattmetro(potenza attiva)

Varmetro(potenza reattiva)

Contatore(energia)

Frequenzimetro(frequenza)

Fasometro(cos ϕ)

Ohmmetro(resistenza)

Trasformatoredi corrente (TA)

Trasformatoredi tensione (TV)

24

Classe di precisioneGli strumenti di misura presentano sempre un’imprecisione, che puòessere più o meno grande a seconda della classe di precisione che ca-ratterizza lo strumento.Gli strumenti elettromeccanici sotto l’aspetto della precisione sonodistinti nelle seguenti classi:

0,05 – 0,1 – 0,2 – 0,5 – 1 – 1,5 – 2,5 – 5Questi valori rappresentano l’indice di classe, ossia il limite (intesoin senso positivo e negativo, ± 1 ad esempio) dell’errore dello stru-mento, espresso in percento del valore di fondo scala (portata).Ad esempio, supponendo di usare un voltmetro avente un campo dimisura da 0 a 300 V (si usa anche dire con una portata di 300 V) eclassificato di classe 0,5, l’errore dello strumento è sempre contenutoentro il ± 0,5% di 300 V, ossia entro ± 1,5 V, in qualsiasi punto dellascala. Ne deriva che se si rileva la tensione di 70 V, il valore effettivodella misura è contenuto nel campo 68,5 ÷ 71,5 V.Per gli strumenti digitali il grado di precisione è proporzionale alnumero di cifre visualizzate: in genere da 3 a 11-12.Molto diffusa è la presentazione a n + 1/2 cifre con la quale non tuttele cifre visualizzate possono variare da 0 a 9, ma la prima e talvoltala seconda cifra si limitano ai valori 1-2-3. Ad esempio uno stru-mento a 3 1/2 cifre può presentare un risultato compreso tra 000 e1999; mentre uno strumento 5 1/2 cifre può presentare un risultatocompreso tra 00000 e 199999 oppure, a seconda del tipo di apparec-chio, 299999 e 129999.

Trasformatori di misuraLa misura delle grandezze nei circuiti che presentano elevate ten-sioni o forti intensità di corrente richiede l’uso di trasformatori (ri-duttori) di tensione (TV) e di corrente (TA). Il loro impiego consentedi:– assicurare una maggiore sicurezza all’operatore (le misure ven-gono effettuate con valori di tensione limitati);– utilizzare strumenti con portate unificate (ad esempio 5 A e 100 Vdi fondo scala);– raggruppare gli strumenti (una sola coppia di TA, TV può alimen-tare più strumenti).Con l’impiego dei TA e TV i valori di corrente I e tensione U devonoessere calcolati moltiplicando il valore letto sullo strumento per ilrapporto di trasformazione del TA o del TV:

I = LA · δA U = LV · δV

essendo LA e LV i valori letti sull’amperometro e sul voltmetro e δA,δV i rapporti di trasformazione del TA e rispettivamente del TV:

I1 U1δA = δV = I2 U2

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ClassiErrore dirapporto

(%)

Errore d'angolo

in minuti d'arco in centiradianti

0,1 ± 0,1 ± 5 ± 0,150,2 ± 0,2 ± 10 ± 0,30,5 ± 0,5 ± 20 ± 0,61 ± 1,0 ± 40 ± 1,2

3 ± 3,0 nessunaprescrizione

nessunaprescrizione

I limiti di errore sono validi per qualunque valore di tensione compresotra 80% e 120% del valore nominale.

Tabella 1 – Errori ammissibili dei riduttori di tensione

essendo I1, U1 la corrente e tensione al primario del trasformatorementre I2, U2 sono la corrente e la tensione al secondario.

Errore di rapporto e di angoloI TA e i TV danno luogo a due tipi di errore:– errore di rapporto: dovuto al fatto che il rapporto di trasformazioneδA, δV varia col variare delle condizioni di funzionamento. Le normestabiliscono i limiti di tali errori per ciascuna classe di precisione;– errore d’angolo: è dovuto alla differenza di fase introdotta dai tra-sformatori tra la corrente primaria e quella secondaria per i TA etra la tensione primaria e quella secondaria per i TV.L’errore d’angolo assume particolare importanza nelle misure di po-tenza in quanto l’errore globale introdotto può essere elevato.In relazione alla precisione dei TA e TV le norme fissano delle classie i corrispondenti limiti massimi di errore (tabelle 1 e 2).Si osservi che nelle misure ove non sono richieste particolari esi-genze (ad esempio strumentazioni da quadro) non si tiene conto deglierrori introdotti dai riduttori di misura.

PrestazioneLa prestazione S di un riduttore di misura è la potenza apparente(prodotto della tensione per la corrente) che il trasformatore può ero-gare al secondario.Per il TA questo valore consente di stabilire la massima impedenzache il complesso degli strumenti alimentati dal TA non deve superareaffinché la precisione del trasformatore rimanga nei limiti di classe:

SZ = (Ω)

I2

26

Tabella 2 – Errori dei riduttori di corrente

Classe diprecisione

Correntein % dellanominale

Errori dirapporto

(%)

Errori d’angolo

in minutid’arco

in centira-dianti

0,1

10 ± 0,25 ± 10 ± 0,320 ± 0,2 ± 8 ± 0,24

100 ± 0,1 ± 5 ± 0,15120 ± 0,1 ± 5 ± 0,15

0,2

10 ± 0,5 ± 20 ± 0,620 ± 0,35 ± 15 ± 0,45

100 ± 0,2 ± 10 ± 0,3120 ± 0,2 ± 10 ± 0,3

0,5

10 ± 1 ± 60 ± 1,820 ± 0,75 ± 45 ± 1,35

100 ± 0,5 ± 30 ± 0,9120 ± 0,5 ± 30 ± 0,9

1

10 ± 2 ± 120 ± 3,620 ± 1,5 ± 90 ± 2,7

100 ± 1 ± 60 ± 1,8120 ± 1 ± 60 ± 1,8

3 50 ± 3 nessuna prescrizione120 ± 3

5 50 ± 5 nessuna prescrizione120 ± 5

I limiti di errore sono validi per qualunque valore delle prestazioni com-preso tra il 25% e il 100% del valore nominale con cos ϕ = 0,8 induttivo.

essendo: S la prestazione (in VA) e I la corrente nominale secondaria(in genere 5 A).Per i TV la prestazione determina la massima corrente che l’insiemedegli strumenti alimentati dal trasformatore può assorbire:

SI = (A)

Udove U è la tensione nominale secondaria (in genere 100 V).

27

Misura dell’energiaIl valore dell’energia è dato dal prodotto della potenza attiva transi-tante in un circuito per il tempo. Se tale potenza è rigorosamente co-stante è sufficiente moltiplicare l’indicazione di un wattmetro per iltempo in ore per ottenere l’energia in wattora.In realtà la potenza raramente risulta costante per cui per la misuraè necessario ricorrere ai contatori. Nei contatori elettromeccanicil’energia misurata E è uguale al numero di giri n percorsi dal discodiviso la costante N (in giri/kWh) dello strumento (rilevabile sullatarga dello stesso):

E = n/N (in kWh)Sono disponibili anche contatori elettronici che forniscono diretta-mente il valore dell’energia prelevata.Anche per la misura dell’energia reattiva si possono utilizzare appo-siti contatori.I contatori di energia reattiva sono utilizzati a scopo tariffario per icircuiti monofase e trifase.

Caratteristiche normalizzate dei trasformatori di misura

TA TV

Classi diprecisione 0,1 - 0,2 - 0,5 - 1 - 3 - 5 0,1 - 0,2 - 0,5 - 1 - 3

Prestazioni(VA) 2,5 - 5 - 10 - 15 - 30

10 - 15 - 25 - 30 - 50 - 75 - 100 - 150 - 200 -

300 - 400 - 500

Contrassegnidei morsetti (1)

primario P1 - P2 primario A-BA -B -C - (N)

secondario S1 - S2 secondario a -ba -b -c- (N)

(1) I TA e TV dispongono anche di un morsetto che serve per il collega-mento a terra della carcassa metallica e del nucleo magnetico onde evi-tare che si possano determinare tensioni elevate su tali parti. A talemorsetto si collega anche uno dei morsetti secondari per evitare che:– per un guasto all’isolamento, l’avvolgimento secondario possa venire incontatto con quello primario e assumere quindi la stessa tensione con pe-ricolo per l’operatore;– per effetto dell’induzione elettrostatica il secondario assuma un poten-ziale verso terra elevato e quindi pericoloso.

28

Misura delle tensioni e delle correnti

Corrente Tensione

Inserzione diretta

Inserzione tramite TA e TV

29

Misura della potenzaMisura della potenza attiva

Circuiti monofasi

in corrente alternata in corrente continua

P = U . I

Circuiti trifasi

simmetrici ed equilibrati dissimmetrici e squilibrati

Con centro stella accessibile(sistema a 4 fili)

P = 3 .W

AvvertenzeFare attenzione ai collega-menti; in particolare i morsettidello strumento connessi allostesso punto della linea de-vono riportare lo stesso con-trassegno (in genere +).Sono disponibili anche watt-metri trifasi adatti per sistemiequilibrati e squilibrati cheforniscono direttamente il va-lore della potenza attiva.

a) Centro stella accessibile (si-stema a 4 fili)

P = W1 + W2 + W3

b) Metodo Aron per circuiti a trefili

P = W1 + W2

N.B. La somma W1 + W2 è alge-brica: uno dei wattmetri può in-dicare un valore negativo (in talcaso scambiare i conduttori aimorsetti voltmetrici per leggereil valore.

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Misura della potenza reattiva e del cos ϕPer la misura della potenza reattiva sono utilizzati ancora i watt-metri anche se sono disponibili appositi strumenti detti varmetri.

Sistemi monofase Sistemi simmetrici equilibrati

A = U . I Q = √A2 – P 2

P = W cos ϕ = P /AQ = √3 W

Q = √ 3 (W1 – W2)

√ 3 (W1 – W2)tg ϕ =

(W1 + W2)

Se W1 > W2 la potenza risultapositiva e il carico è induttivo;viceversa se W2 > W1 la potenzarisulta negativa e il carico è ca-pacitivo.

Sistemi simmetrici squilibrati

W1 – W2 + 2 W3Q = √ 3

W2 può risultare negativo percui è da sommare (invertire iconduttori sui morsetti voltme-trici).

W1 – W2 + 2 W3tg ϕ = √ 3 (W1 + W2)

Il metodo di misuraAron è il più conve-niente in quanto con-sente sia di rilevare, lepotenze attiva e reat-tiva, sia di calcolare ra-pidamente il fattore dipotenza operando ilrapporto tra le indica-zioni dei due wattmetriX = W1/W2 con i rispet-tivi segni e di utilizzarepoi il grafico a lato.

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Circuito monofase

P = LW . δA .δVS = LV . δV . LA . δA

Q = √ S2 – P 2

L - lettura strumento;δA - rapporto di trasforma-zione TA;δV - rapporto di trasforma-zione TV.

Circuito trifase (sistema Aron)

P = (LW1 + LW2) δA . δVQ = √ 3 (LW1 – LW2) δA . δV

S = √ P 2 + Q2

P Ptg ϕ = cos ϕ =

Q S

Avvertenze:– i wattmetri devono essereuguali;– le operazioni sono alge-briche (una delle letturepuò essere negativa);– questo sistema è validosolo per circuiti simmetrici.

Circuito trifase a tre o quattro fili

(i wattmetri devo-no essere uguali)P = (LW1 + LW2 +

+ LW3) . δV . δA

Misura della potenza mediante TA e TV

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NormativaIl “quadro elettrico” è un complesso coordinato di elementi struttu-rali di supporto (carpenteria), di apparecchi di comando, protezione,misura, segnalazione, regolazione, delle connessioni ecc. aventi loscopo di svolgere determinate funzioni, necessarie all’esercizio del-l’impianto elettrico, nel quale il quadro è inserito.L'apparato normativo dei quadri elettrici per bassa tensione è costi-tuito dalla serie di norme CEI EN 61439 "Apparecchiature assiematedi protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT) compren-dente le seguenti parti:– Parte 1: Regole generali (CEI EN 61439-1), è il testo principale inquanto tale norma è stata concepita per armonizzare, per quantopossibile, tutte le regole e le prescrizioni di natura generale e in par-ticolare di verifica applicabili alle apparecchiature assiemate di pro-tezione e di manovra per bassa tensione. Essa tratta le definizioni,le caratteristiche tecniche e stabilisce le condizioni di servizio e leprescrizioni di costruzione e di verifica. I suoi contenuti valgonoquindi per qualsiasi genere di quadro, ovvero per qualunque appli-cazione a cui il quadro è destinato. La norma, pertanto occupa unaposizione gerarchica superiore rispetto alle specifiche norme di pro-dotto riguardanti le varie tipologie di quadri, come schematicamenterappresentato nella figura 1, le quali quindi vanno lette e utilizzatecongiuntamente ad essa.– Parte 2: Quadri di potenza (CEI EN 61439-2), contiene le prescri-zioni specifiche inerenti i quadri di distribuzione (power center dicabina, quadri di settore, quadri di reparto ecc.) detti anche PSCdall’inglese: Power Switchgear Controlgear.– Parte 3: Quadri di distribuzione destinati ad essere utilizzati dapersone comuni (CEI EN 61439-3), fornisce le prescrizioni per i qua-dri destinati all’uso da parte di persone comuni e quindi anche perapplicazioni domestiche (per operazioni ad esempio, di manovra e disostituzione fusibili).– Parte 4: Prescrizioni particolari per quadri per cantiere (ASC),(CEI EN 61439-4) definisce le prescrizioni per i quadri destinati al-l’uso in cantieri e luoghi simili per esterno ed interno.– Parte 5: Quadri di distribuzione di potenza (CEI EN 61439-5) de-stinati alle reti di distribuzione pubblica.Alle norme citate si affiancano le seguenti:– CEI 23-51 che tratta i quadri per uso domestico e similare che de-vono essere utilizzati in ambienti con determinate caratteristiche e

QUADRI ELETTRICI DI DISTRIBUZIONE

33

destinati all’uso con tensioni e correnti limitate a determinati valori.– CEI 17-43 che specifica le modalità di determinazione delle sovra-temperature mediante estrapolazione;– CEI 17-52 che riguarda i criteri di determinazione della tenuta alcortocircuito;– CEI 23-49, che riguarda gli involucri destinati ad installazioni peruso domestico e similare.

Sistema di quadriCon la definizione “Sistema di quadri” la norma CEI EN 61439-1 in-dica la gamma completa di componenti meccanici ed elettrici (invo-lucri, sbarre, unità funzionali, ecc.), definita dal costruttore originale,che possono essere assemblati in accordo con le istruzioni fornite dalcostruttore stesso per ottenere quadri differenti. Principali tipi di quadriEsistono differenti classificazioni per i quadri elettrici, che dipen-dono da diversi fattori: tipologia costruttiva, configurazione esterna,condizioni d’installazione, funzione assolta (fig. 2).Tipologia costruttivaIn base alla tipologia costruttiva si distinguono i quadri aperti echiusi.Il quadro chiuso è dotato di pannelli protettivi su tutti i lati in mododa garantire un grado di protezione dai contatti diretti non inferiore

Fig. 1 - Complesso normativo per la realizzazione dei quadri.

Confronto tra sigle abrogate e vigenti utilizzate per i quadri

EN 60439-X EN 61439-XASD DBOASC ASCAS –

ANS –

34

a IPXXB. Per impieghi in ambienti ordinari i quadri devono esserechiusi.I quadri aperti, eventualmente dotati della sola protezione frontale,sono i cosiddetti quadri a giorno, in cui le parti in tensione sono ac-cessibili. Questi quadri possono essere utilizzati solo nelle officineelettriche, nei luoghi cioè in cui è consentito l’accesso al solo perso-nale addestrato.Configurazione esternaSotto l’aspetto della configurazione esterna i quadri si distinguonoin:– ad armadio con diversi sistemi di compartimentazione; sono utiliz-zati per alimentare grossi apparecchi di distribuzione e di comando; – a banco (o a leggio), per il comando di macchine o d’impianti;– a cassetta per posa a parete sia sporgente sia incassata; sono uti-lizzati principalmente per la distribuzione a livello di reparto o dizona negli ambienti industriali e del terziario.– a cassette multiple, insieme di più cassette, in genere di tipo pro-tetto e con flange di affrancamento, ciascuna contenente un’unitàfunzionale (interruttore automatico, avviatore, presa completa d’in-terruttore di blocco o di protezione). Si ottiene in tal modo una com-binazione di scomparti meccanicamente uniti tra loro con o senzauna struttura di fissaggio comune; i collegamenti elettrici tra duecassette vicine passano attraverso le aperture praticate sulle paretiadiacenti.Condizioni d’installazionePer quanto riguarda le condizioni d’installazione i quadri si distin-guono in:– Quadro per interno quando è destinato a essere utilizzato in localiin cui sono verificate le condizioni normali di servizio per interno,come specificato nella Norma CEI EN 61439-1 (tabella 1, a pag. 36).– Quadro per esterno quando è destinato a essere utilizzato nellenormali condizioni di servizio per installazioni all’esterno, come spe-cificato nella CEI EN 61439-1 (tabella 2, a pag. 36).– Quadro per installazione a parete o a incasso. – Quadro fisso se previsto per essere fissato sul luogo di utilizzo, adesempio al pavimento o ad un muro.– Quadro movibile se previsto per essere facilmente spostato da unluogo di utilizzo ad un altro.Classificazione funzionaleIn relazione alle funzioni cui sono destinati, i quadri possono esseresuddivisi nelle seguenti tipologie:– Quadri principali di distribuzione o Power Center (PC), sono in ge-nere installati subito a valle dei trasformatori MT/BT o dei genera-tori; comprendono una o più unità d’ingresso, eventuali congiuntoridi barra ed un numero relativamente ridotto di unità di uscita.

35

Fig. 2

– Quadri secondari di distribuzione, destinati alla distribuzionedell’energia, sono in genere dotati di un’unità d’ingresso e di nume-rose unità di uscita.– Quadri di manovra motori o Motor Control Center (MCC), sono de-stinati alla centralizzazione dei comandi e delle protezioni dei mo-tori; comprendono quindi le relative apparecchiature coordinate dimanovra e protezione e quelle ausiliarie di comando e segnalazione. – Quadri di comando, misura e protezione, sono in genere costituitida banchi che contengono in prevalenza le apparecchiature per il co-mando, le misure e il controllo di impianti e di processi industriali.– Quadri a bordo macchina, funzionalmente simili ai precedenti,hanno il compito di consentire l’alimentazione ed il controllo delle

Quadro aperto completamente o con sola chiusura frontale

Quadro ad armadioQuadro a leggio

Quadro da incassoo da parete

Quadro a cassette componibili

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macchine (ulteriori prescrizioni per questi quadri sono riportatenelle norme della serie CEI EN 60204).– Quadri per cantiere, sono in genere di tipo mobile o trasportabilecon particolari caratteristiche di sicurezza; presentano varie tipologiecostruttive: dalla semplice unità di prese a spina sino a veri e propriquadri di distribuzione in involucro metallico o in materiale isolante.Quadri in kit di montaggioI più importanti costruttori di apparecchiature elettriche offronoun’ampia gamma di componenti per l’assemblggio di quadri (in sva-riate configurazioni) che risultano preverificati dal costruttore stessomediante calcoli riferiti a prototipi totalmente provati.É pertanto possibile realizzare quadri conformi alle norme senza ne-cessità di esecuzione delle verifiche di progetto, ma solamente effet-tuando le verifiche individuali, con l’unica condizione che la scelta el’impiego dei componenti (carpenteria, apparecchi di protezione e ma-novra, sistemi di sbarre, accessori ecc.) avvenga nel rispetto delleprescrizioni indicate dal costruttore il quale deve fornire i fogli d’i stru-zione o altro, e una dichiarazione in merito alle prove di tipo effettuate.

Tabella 1 – Condizioni ambientali d’installazione di quadri per in-terno

Umidità relativa Temperatura dell’aria Altitudine

50% (alla temperaturamassima di 40° C)90% (alla temperaturamassima di 20° C)

Temperatura massima≤ 40 °C

Non superiorea 2000 m

Temperatura massimamedia in un periodo di24 ore ≤ 35 °CTemperatura minima≥ – 5 °C

Tabella 2 – Condizioni ambientali d’installazione di quadri peresterno

Umidità relativa Temperatura dell’aria Altitudine

100% temporanea-mente (alla tempera-tura massima di25° C)

Temperatura massima≤ 40 °C

Non superiorea 2000 m

Temperatura massimamedia in un periodo di24 ore ≤ 35 °CTemperatura minima≥ – 25 °CTemperatura minima≥ – 50 °C per climi artici

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Accessibilità dei componentiAi fini della protezione contro i contatti accidentali e la sicurezza diesercizio, per i quadri di potenza sono previste 4 forme di segrega-zione (suddivisione all’interno del quadro) dei componenti del qua-dro, realizzate mediante barriere o diaframmi interni (fig. 3):Forma 1: nessuna segregazione; per sostituire un componente biso-gna togliere tensione all’intero quadro.Forma 2: segregazione delle sbarre principali dalle unità funzionali.Nella forma 2a i terminali di uscita delle unità funzionali non sonoseparati dalle sbarre, mentre nella forma 2b i terminali sono sepa-rati. Per sostituire un componente bisogna togliere tensione all’in-tero quadro.Forma 3: segregazione delle sbarre principali dalle unità funzionalie segregazione di tutte le unità funzionali l’una dall’altra. Nellaforma 3a i terminali di uscita non sono separati dalle sbarre princi-pali, nella 3b sono invece separati. Con questa forma è possibile so-stituire un’unità funzionale (se asportabile o estraibile) senza toglieretensione al quadro.Forma 4: segregazione delle sbarre dalle unità funzionali, segrega-zione di tutte le unità funzionali l’una dall’altra e segregazione dei ter-minali di uscita. Nella forma 4a i terminali sono compresi nella stessacella che contiene l’unità funzionale associata, mentre nella forma 4bi terminali non sono nella stessa cella dell’unità funzionale. Con que-sta forma è possibile, oltre a quanto visto per la forma 3, sostituire unalinea di partenza senza togliere tensione all’intero quadro.La segregazione mediante barriere o diaframmi (metallici o isolanti)ha lo scopo di:– assicurare la protezione contro i contatti diretti (almeno IPXXB),in caso di accesso ad una parte del quadro posta fuori tensione, ri-spetto al resto del quadro rimasto in tensione (barriera):– ridurre la probabilità di innesco e di propagazione di un arco in-terno (barriera);– impedire il passaggio di corpi solidi (diaframma) fra parti diversedel quadro (grado di protezione almeno IP2X).Per diaframma s’intende l’elemento di separazione tra due celle,mentre la barriera protegge l’operatore dai contatti diretti e daglieffetti dell’arco degli apparecchi di interruzione nella direzione abi-tuale di accesso.

Costruttore del quadroLa Norma CEI EN 61439-1 considera la figura del costruttore delquadro. In particolare definisce due modi di essere del costruttore:il “costruttore originale” ed il “costruttore del quadro”.Il primo è l’azienda che in primis effettua il progetto originale e rea-lizza una linea di quadri eseguendo, a tal fine, le verifiche di progettoper fornire un ventaglio di alternative. Il secondo, identificato come “costruttore del quadro”, è chi effettiva-

38

mente realizza il manufatto finito (e che si assume la responsabilitàdell'insieme), procurandosi i diversi particolari e componenti, assem-blandoli ed effettuando il cablaggio, utilizzando una delle alternativeproposte dal costruttore originale. La norma ammette che alcune fasi del montaggio dei quadri sianorealizzate anche fuori dal laboratorio o dall’officina del costruttoredel quadro (sul cantiere), attenendosi comunque alle sue istruzioni.Operativamente i quadristi e gli installatori, intesi come costruttorifinali, potranno come di consueto utilizzare prodotti commercializ-zati in kit e presentati nei cataloghi dei “costruttori originali”, per as-semblarli nella configurazione di quadro di cui hanno bisogno.Riassumendo il “costruttore originale” dovrà:– progettare (calcolare, disegnare e realizzare) la linea di quadri de-siderata;– provare alcuni prototipi di quella linea di quadri;– superare queste prove per dimostrare la rispondenza alle prescri-zioni obbligatorie della Norma;– derivare dai quadri provati altri allestimenti attraverso il calcoloo ulteriori valutazioni o misurazioni;– aggiungere ulteriori allestimenti ottenuti senza prove ma conadatte “regole di progetto”;

Fig. 3

39

– infine raccogliere tutte le informazioni suddette in cataloghi, soft-ware o altri strumenti, in modo che il “costruttore del quadro”, possarealizzare il nuovo manufatto, nonché utilizzarlo e gestirlo al meglio,effettuando gli opportuni controlli e la manutenzione.Il “costruttore del quadro” avrà invece la responsabilità:– sulla scelta e sul montaggio (topografico) dei componenti nel ri-spetto delle istruzioni fornite dal costruttore originario;– di eseguire le verifiche individuali su ogni quadro realizzato;– di certificare il quadro in quanto egli diventa il soggetto responsa-bile diretto del manufatto. Responsabilità giuridicamente rappre-sentata dalla marcatura CE e dalla targa, riportante, in modoindelebile, il suo nome e la matricola del quadro.Pertanto se il costruttore del quadro si attiene a tutte le istruzionidel costruttore originale e alle prestazioni previste realizza la confor-mità richiesta senza rifare alcuna prova o alcun calcolo (salvo le ve-rifiche finali). Quando invece si discosta dalle regole stabilite dalcostruttore originale, deve condurre delle verifiche di progetto sullaconfigurazione derivata.

Verifiche di progettoLa Norma CEI EN 61439-1 stabilisce che un quadro è conformequando risponde alle verifiche di progetto previste dalla normastessa. Per questo obiettivo la norma consente tre modalità, alterna-tive ma tra loro equivalenti, ai fini della verifica di conformità di unquadro, che sono:1) verifica con prove di laboratorio con le quali si devono ottenere irisultati fissati dalla norma;2) verifica mediante confronto con il progetto di riferimento provato;3) verifica mediante valutazione, ossia la conferma della corretta ap-plicazione dei calcoli e delle regole di progetto compreso l’utilizzo diappropriati margini di sicurezza.Le diverse prestazioni (sovratemperatura, isolamento, tenuta al cor-tocircuito ecc.) potranno essere garantite con una qualsiasi di questetre procedure; resta del tutto irrilevante l’aver seguito l’una o l’altrastrada per garantire la conformità del quadro.Non tutti e tre i criteri sono però applicabili; la tabella 3, elenca, perciascuna prestazione da verificare, quali delle tre procedure di veri-fica si possono utilizzare.

Caratteristiche elettriche nominaliTensione nominale (Un)È il più alto valore nominale della tensione in c.a. (valore efficace) oin c.c, dichiarato dal costruttore del quadro, con cui si può alimen-tare il(i) circuito(i) principale(i) del quadro. Per circuiti trifase taletensione corrisponde alla tensione concatenata tra le fasi.Tensione nominale di impiego (Ue)È il valore di tensione nominale, dichiarato dal costruttore, di un

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Caratteristiche da verificare Criterio diverifica

1 - Robustezza dei materiali e parti del quadro:

• Resistenza alla corrosione P• Proprieta dei materiali isolanti:

– Stabilità termica P– Resistenza dei materiali al calore anormale e alfuoco causato per effetti interni di natura elettrica P - V

• Resistenza alla radiazione ultravioletta (UV) P - V• Sollevamento P• Impatto meccanico P• Marcatura P

2 - Grado di protezione degli involucri P - V3 - Distanze d’isolamento in aria P4 - Distanze d’isolamento superficiali P5 - Protezione contro la scossa elettrica ed integrità dei circuiti di

protezione:

• Effettiva continuità della messa a terra tra le massedel quadro ed il circuito di protezione P

• Capacità di tenuta al cortocircuito del circuito diprotezione P - C - V

6 - Installazione degli apparecchi di manovra e deicomponenti V

7 - Circuiti elettrici interni e collegamenti V8 - Terminali per conduttori esterni V9 - Proprietà dielettriche:

• Tensione di tenuta a frequenza industriale P• Tensione di tenuta ad impulso P - V

10 - Limiti di sovratemperatura P - C - V11 - Tenuta al cortocircuito P - C12 - Compatibilità elettromagnetica (EMC) P - V13 - Funzionamento meccanico P

Tabella 3 – Criteri per la verifica di conformità del quadro(P = prove; C = confronto con progetto originario; V = valutazione)

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circuito di un quadro che, insieme alla sua corrente nominale, ne de-termina l’utilizzazione. Solitamente in un quadro esiste un circuitoprincipale, con una propria tensione nominale, ed uno o più circuitiausiliari con proprie tensioni nominali. Tensione nominale di isolamento (Ui)È il valore efficace della tensione di tenuta, assegnato dal costrut-tore, che caratterizza la capacità di tenuta specificata (a lungo ter-mine) dell’isolamento del quadro.Tensione nominale di tenuta ad impulso (Uimp)È il valore di tensione, assegnato dal costruttore del quadro, che ca-ratterizza la capacità di tenuta specificata dell’isolamento del quadronei confronti delle sovratensioni transitorie.Corrente nominale del quadro (InA)É la più alta corrente di carico permanente e ammissibile in entratao comunque la massima corrente sopportabile da un quadro; è defi-nita come la minore tra:– la somma delle correnti nominali dei circuiti di entrata funzionantiin parallelo (vale a dire contemporaneamente);– la corrente totale che le sbarre principali sono in grado di distribuirenella configurazione specifica del quadro.Corrente nominale di un circuito del quadro (InC)È il valore di corrente che un circuito deve portare senza che da ciòpossano derivare nelle diverse parti del quadro sovratemperatureoltre i limiti stabiliti dalla norma.Correnti di cortocircuitoOnde specificare la tenuta al cortocircuito del quadro (o di un suosingolo circuito), ossia la capacità di un quadro a resistere alle sol-lecitazioni termiche e dinamiche derivanti dalla corrente di corto-circuito, il costruttore deve indicare il valore della corrente nominaleammissibile di breve durata (Icw), oppure il valore della corrente no-minale di cortocircuito condizionata (Icc) ed inoltre la corrente nomi-nale ammissibile di picco (Ipk).Icw è il valore efficace della corrente di cortocircuito che il circuito dientrata o un singolo circuito del quadro può sopportare per una de-terminata durata (dichiarata dal costruttore) senza subire danni. Icc è il valore efficace della corrente di cortocircuito che il circuito dientrata o un singolo circuito del quadro può sopportare per la duratalimitata dal funzionamento del dispositivo di protezione contro il cor-tocircuito che protegge il quadro.Ipk è il valore di picco della corrente di cortocircuito (che definiscegli sforzi elettrodinamici), dichiarato dal costruttore del quadro, cheil quadro stesso può sopportare nelle condizioni definite. Si può ot-tenere moltiplicando la corrente di breve durata per il fattore “n” in-dicato nella tabella 4, a pagina seguente:

Ipk = Icw. n

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Ogni quadro dovrà essere installato in un punto in cui la correntepresunta di cortocircuito (Icp) del sistema di distribuzione non siasuperiore a Icw o a Icc.Fattore nominale di contemporaneità (RDF)In un quadro ogni singolo circuito in uscita deve essere in grado diportare la sua corrente nominale (InC). Se però nel quadro vi sonopiù circuiti e tutti, contemporaneamente, funzionano al loro valoredi corrente nominale, è necessario che ciò non comporti per il quadrorisvolti negativi dal punto di vista termico.Il costruttore del quadro deve precisare se tutti i circuiti presenti pos-sono oppure no funzionare contemporaneamente al valore di cariconominale. Questa prestazione (o questo vincolo di funzionamento)viene dichiarato mediante il fattore nominale di contemporaneitàRDF (acronimo di "Rated Diversity Factor").Per l'utente del quadro, il fattore RDF è di notevole importanza, inquanto è il fattore per cui bisogna moltiplicare le correnti nominalidei circuiti d'uscita per ricavare i massimi valori di corrente con cuiessi possono essere caricati contemporaneamente e in modo conti-nuativo.Se il fabbricante del quadro non indica, nelle specifiche, il valore diRDF, lo si deve intendere uguale a 1. Quando invece dichiara unRDF inferiore a 1 significa che i singoli circuiti d'uscita del quadronon sono in grado di portare contemporaneamente la propria cor-rente nominale. L’alimentazione delle utenze dovrà allora esseresfalsata nel tempo oppure ridotti i rispettivi assorbimenti.Il fattore di contemporaneità RDF può essere relativo a tutto il qua-dro o solo ad un gruppo di circuiti.Compatibilità elettromagnetica (EMC)In linea con la normativa inerente la compatibilità elettromagnetica,la norma identifica due ambienti tipici di installazione:– Ambiente A, altrimenti detto "ambiente industriale pesante", con

Valore efficace della corrente di cortocir-cuito (in kA) cos ϕ n

I ≤ 5 0,7 1,55 < I ≤ 10 0,5 1,710 < I ≤ 20 0,3 220 < I ≤ 50 0,25 2,1I > 50 0,2 2,2

I valori sono indicativi in quanto tengono conto della maggioranza delleapplicazioni ma non dei casi particolari, come, per esempio, in vicinanzadi trasformatori o generatori.

Tabella 4 – Valori del fattore “n”

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cabine elettriche proprie, valori elevati di corrente e frequenti com-mutazioni di carichi induttivi o capacitivi.– Ambiente B, costituito dalle utenze connesse alle reti di distribu-zione pubblica in bassa tensione (230/400 V) o a soccorritori statici(UPS).In relazione al tipo di ambiente per cui il quadro è destinato, il fab-bricante dovrà procedere a una scelta oculata dei componenti in-terni, soprattutto se questi sono o contengono parti elettroniche.

Gradi di protezione del quadroIl grado di protezione IP di un quadro influenza la capacità di smaltireil calore: più elevato è il grado di protezione tanto meno il quadro riescea disperdere calore; per questa ragione è opportuno scegliere il quadrocon il grado di protezione necessario all’ambiente d’installazione.Il grado di protezione, se non diversamente specificato dal costrut-tore, vale per l’intero quadro montato ed installato come nell’uso or-dinario (a porta chiusa).Il costruttore può però indicare i gradi di protezione relativi a parti-colari configurazioni che si possono presentare in esercizio, come adesempio il grado di protezione a porte aperte e quello ad apparecchiasportati o estratti.Per i quadri destinati ad uso interno, in ambienti dove non c’è il ri-schio di penetrazione di acqua, sono utilizzabili i seguenti gradi mi-nimi di protezione: IP00, IP2X, IP3X, IP4X, IP5X, IP6X. Per i quadrichiusi, il grado di protezione deve essere non inferiore a IP2X dopol’installazione.Per i quadri previsti per uso all’esterno e senza protezione supple-mentare, la seconda cifra caratteristica della sigla IP deve essere al-meno uguale a 3.Allo stato attuale non esistono disposizioni normative che stabili-scono il grado di protezione IP in relazione all’ambiente di installa-zione del quadro (ad esclusione di ambienti con pericolo di esplo-sione). A titolo indicativo vengono riportati nella tabella 5 i gradi diprotezione consigliabili per alcuni ambienti.In caso di rimozione dal quadro di un componente predisposto per es-sere asportabile (es: interruttore estraibile, sezionatore estraibile, ba-setta portafusibili), per riparazione, controllo o manutenzione, deveessere mantenuto lo stesso grado IP precedente alla rimozione (si os-serva che gli otturatori di sicurezza, posti sulla parte fissa degli in-terruttori aperti estraibili, consentono di rispettare la prescrizione).Nel caso di lavori elettrici, se dopo la rimozione di una parte fissa(come flange, pannelli, coperchi o zoccoli) per mezzo di un attrezzo, ilgrado di protezione originale non fosse mantenuto, si devono adottaregli opportuni provvedimenti prescritti dalle norme CEI 11-48 e CEI11-27, per assicurare un adeguato livello di sicurezza agli operatori.Nei riguardi degli impatti meccanici dannosi, il livello di protezionefornito dall’involucro all’apparecchiatura è indicato mediante ilgrado IK verificato mediante metodi di prova normalizzati.

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Stabilimenti industriali IP31-41 IP43 IP65alcolici (deposito) •animali (allevamento) •birrifici •carta (deposito) •carta (fabbricazione) • •cartone (fabbricazione) •cave •combustibili liquidi (depositi) •concerie •falegnamerie •ferramenta (fabbricazione) •formaggerie •gommapiuma (fabbricaz., trasformaz.) •granaglie (fabbriche e deposito) •incisione dei metalli •latterie •lavanderie •legno (lavorazione del) •macellerie •materie plastiche (fabbricazione) •mattatoi •mattoni (fabbrica di ) •metalli (trattamento) •pelle (fabbricazione e deposito) •pitture (fabbricazione e deposito) •salumifici •saponi (fabbricazione) •segherie •silos di cereali o zucchero •tessuti (fabbricazione) •tintorie •tipografie •vernici (fabbricazione e utilizzo) •vestiti (depositi) •vetrerie •zuccherifici •

Tabella 5 – Gradi di protezione dei quadri destinati ad alcune tipo-logie di ambienti industriali

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Verifica della sovratemperatura all'interno delquadroLa verifica della sovratemperatura che può manifestarsi all'internodel quadro elettrico è volta a accertare che non vengano superate lesoglie di sovratemperatura, indicate nella tabella 6, per i vari com-ponenti del quadro in corrispondenza delle correnti di regime sti-mate per l’esercizio dello stesso.

Parti del quadro Sovratemperature

Componenti incorpo-rati (*)

In accordo con le relative prescrizioni dellenorme di prodotto per i componenti sin-goli, o secondo le istruzioni del costruttoredel componente, tenendo presente la tem-peratura interna del quadro.

Terminali per condut-tori esterni isolati 70 K

Sbarre e conduttori

Limitata da:– resistenza meccanica del materiale con-duttore;– possibili influenze sull’apparecchio adia-cente);– limite di temperatura ammissibile per imateriali isolanti a contatto con il condut-tore;– influenza della temperatura del condut-tore sugli apparecchi ad esso connessi;– per i contatti ad innesto, natura e tratta-mento superficiale del materiale.

Organi di comandomanuale in:– metallo– materiale isolante

15 K25 K

Involucri e copertureesterne accessibili:– superfici metalliche– superfici isolanti

30 K40 K

Connessioni particola-ri del tipo presa a spi-na e spina

Determinata dai limiti fissati per i compo-nenti dell’apparecchio di cui fanno parte.

(*) Il termine indica: gli apparecchi convenzionali di protezione e di mano-vra; i sottoassiemi elettronici (ponti raddrizzatori, circuiti stampati ecc.);le parti d’equipaggiamento (regolatore, alimentatore stabilizzato di po-tenza, amplicatore operazionale).

Tabella 6 – Limiti di sovratemperatura per i componenti del quadro

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Per questa verifica è possibile, in generale, procedere con tutti e trei criteri riportati nella tabella 3 (a pag. 40), tenendo presente cheper i metodi di verifica tramite calcoli e mediante le regole di pro-getto devono essere soddisfatti alcuni presupposti. Per cui il proget-tista non può scegliere liberamente l'una o l'altra soluzione, ma deveverificare prima che i rispettivi vincoli siano soddisfatti.Verifica mediante proveQualora si utilizzi la modalità di prova con corrente nei circuiti, lastessa è condotta facendo passare in ogni circuito del quadro la ri-spettiva corrente nominale (a meno dell’eventuale fattore di contem-poraneità) fino al raggiungimento del regime termico. Possonoessere utilizzati carichi fittizi (esterni al quadro) per distribuire lecorrenti nei circuiti di uscita o per simulare la presenza di unità fun-zionali adiacenti a quella provata.Verifica per derivazione da un quadro cablato provatoQuesta procedura, applicabile quando si dispone dei dati ottenutidai test fatti su altri quadri, è usata per la verifica di conformità deiquadri non provati ma rispondenti a precise regole comparative ri-spetto a quadri testati. I quadri derivati si considerano conformi se,rispetto ai quadri provati, hanno:– le unità funzionali dello stesso tipo (ad es. stessi schemi elettrici,apparecchi della stessa taglia, stessa disposizione e fissaggio, stessastruttura di montaggio, stessi cavi e cablaggi) di quelle usate nel-l’unità provata;– lo stesso tipo di costruzione del quadro provato;– le stesse o maggiori dimensioni esterne del quadro provato;– le stesse o migliorative condizioni di raffreddamento del quadroprovato (convezione forzata o naturale, stesse o maggiori aperture diventilazione);– la stessa o inferiore forma di segregazione interna del quadro pro-vato (se esiste);– la stessa o minore potenza dissipata nello stesso scomparto delquadro provato;– lo stesso o ridotto numero di circuiti d’uscita per ogni scomparto.

Verifica delle sovratemperature per mezzo di calcoliIn questo caso si sfruttano algoritmi matematici di tipo termodina-mico, che sono tra l’altro già in uso, ossia il calcolo delle potenze dis-sipate oppure il calcolo definito dalla norma CEI 17-43.Verifica mediante calcolo delle potenze dissipateSe il quadro elettrico rispetta entrambi i seguenti requisiti:– è composto da una singola cella (quindi la volumetria d'aria al suointerno è unica);– ha una corrente nominale InA non superiore a 630 A;il calcolo della temperatura massima raggiungibile al suo interno

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può essere fatto con il metodo della somma delle potenze dissipatedai singoli componenti installati nel quadro, ossia apparecchi,sbarre, strumentazione, conduttori di collegamento e morsettiere.Da tale calcolo deve risultare che la potenza totale dissipata dai com-ponenti del quadro non supera la potenza massima dissipabile dal-l'involucro fissata dal costruttore dello stesso.Per le apparecchiature, i valori di potenza dissipata sono desumibilidalle specifiche fornite dai relativi fabbricanti. Inoltre negli Allegatiinformativi della Norma CEI EN 61439-1 sono riportate delle tabellecon l'indicazione della portata e della potenza dissipata per i condut-tori (secondo le varie disposizioni) e le sbarre.Dalla potenza dissipata si risale alla sovratemperatura che, som-mata alla temperatura ambiente (in genere si assume 35 °C), con-sente di definire la temperatura assoluta interna del quadro. Sequesta resta, per i vari componenti del quadro, nei limiti fissati dallatabella 6 la verifica è positiva. Algoritmo di calcolo della norma CEI 17-43Se il quadro elettrico rispetta tutti i seguenti requisiti:– ha una corrente nominale InA non superiore a 1600 A;– soddisfa le condizioni di cui alla tabella 7;

Tabella 7 – Condizioni per applicare la Norma CEI 17-43 nel calcolodella sovratemperatura interna di un quadro

1 - Uniformità, all'interno del quadro, della potenza dissipata.

2 - Assenza di ostacoli (apparecchi o strutture) che impediscano inmodo significativo la circolazione dell'aria nella volumetria internadel quadro.3 - Corrente nominale InC di ciascun circuito presente all'internodel quadro non superiore all'80% della corrente convenzionale ter-mica in aria libera o alla corrente nominale In degli apparecchi in-stallati nel circuito stesso.4 - Minimizzazione delle perdite e delle correnti parassite per iste-resi dei conduttori che portano una corrente maggiore di 200 A, gra-zie ad una corretta collocazione degli stessi.

5 - Tutti i conduttori devono avere una sezione minima basata sul125% della corrente nominale ammessa del circuito associato.

6 - Aperture di ventilazione, sugli eventuali diaframmi interni oriz-zontali, di sezione non inferiore al 50% della sezione orizzontalecomplessiva dello scomparto.7 - Aperture di uscita dell'aria di sezione almeno un 10% superiorea quelle di entrata.8 - Presenza, in ogni scomparto del quadro, di non più di tre dia-frammi orizzontali che separano la cella dalle altre.

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il calcolo della temperatura può essere fatto per estrapolazione, se-guendo la procedura della Norma CEI 17-43 (traduzione dellaNorma IEC 60890) che consiste nella costruzione, dal basso versol'alto, della curva che descrive la mappa termica a regime del qua-dro, secondo valori di temperatura crescenti in modo lineare e cheraggiungono il valore massimo proprio in corrispondenza della som-mità dell'involucro.Tracciata la retta, per interpolazione lineare si ricava a qualsiasi al-tezza del quadro la sovratemperatura attesa all'interno dello stesso.Valore che sommato alla temperatura ambiente deve restare conte-nuto entro i limiti previsti per i vari componenti allocati all'internodel quadro in verifica.Nel caso in cui si potesse disporre di un esemplare di quadro già pro-vato, l'adozione del metodo riportato nella Norma CEI 17-43 è con-sentito fino a correnti nominali del quadro non superiori a 3150 A,tramite l'estrapolazione dei risultati ottenuti sul quadro campione(parere del Sottocomitato 17D del CEI riportato nell’Appendice na-zionale della Norma CEI EN 61439-1.

Verifica di tenuta al corto circuito Il quadro elettrico deve essere costruito in modo che i suoi compo-nenti resistano alle sollecitazioni termiche (sbarre nude, cavi, ecc.)e dinamiche (sugli isolatori, i supporti, la struttura, ecc.) derivantidalla corrente di cortocircuito nel punto di installazione.A tal fine il quadro può essere protetto contro le correnti di cortocir-cuito mediante interruttori automatici o fusibili che possono essereinstallati nel quadro o a monte di esso.Premesso che in ogni caso la corrente di cortocircuito presunta del-l'impianto nel punto d'installazione del quadro, fornita dal progetti-sta dell'impianto, deve essere inferiore alla Icw o alla Icc del quadro,non sempre è necessaria la verifica della tenuta al corto circuito. Puòessere, infatti, omessa nei seguenti casi: – quadri con Icc ≤ 10 kA oppure con Icw ≤ 10 kA; – quadri protetti da dispositivi limitatori di corrente aventi una cor-rente di picco limitata non superiore a 17 kA, in corrispondenza dellacorrente presunta di cortocircuito massima ammissibile, ai terminalidel circuito di entrata del quadro;– circuiti ausiliari del quadro previsti per essere collegati a trasfor-matori la cui potenza nominale è ≤ 10 kVA con una tensione nomi-nale secondaria Vn ≥ 110 V, oppure che non superi 1,6 kVA con unaVn secondaria < 110 V, e la cui impedenza di cortocircuito sia ≥ 4%. Le modalità di verifica ammesse sono due: mediante prova oppuremediante confronto o calcoli con il progetto di riferimento.Nel primo caso la verifica risulta impegnativa in quanto le provesono numerose.Nel secondo caso la verifica è accertata mediante il confronto delquadro da verificare con un progetto (prototipo) già testato, da assu-mere a riferimento, e utilizzando la lista di controllo riportata nella

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tabella 8. Nel caso che la risposta ad una o più domande della tabellafosse NO, si deve ricorrere all’utilizzo di calcoli oppure alla verificamediante prova.L’utilizzo dei calcoli richiede che i circuiti principali del quadrosiano verificati secondo la norma IEC 60865-1 (CEI 17-52) che for-nisce le condizioni e le modalità per accertare che il quadro non debbasopportare sollecitazioni meccaniche e termiche più elevate dellastruttura già provata. Inoltre ogni circuito deve soddisfare le prescri-zioni dei punti 6, 8, 9 e 10 della tabella 8.

Tabella 8 – Prescrizioni da considerare nel confronto tra quadro inverifica e quadro prototipo

Rif.N°

Prescrizioni per il quadro sottoposto a verifica daconfrontare con quelle del quadro prototipo SI NO

1 Il valore nominale di tenuta al cortocircuito di ognicircuito è minore o uguale?

2 Le dimensioni delle sezioni delle sbarre e dei colle-gamenti di ogni circuito sono maggiori o uguali?

3 Le distanze tra le sbarre e tra i collegamenti di ognicircuito del quadro sono maggiori o uguali?

4

I supporti delle sbarre di ogni circuito del quadrosono dello stesso tipo, forma e materiale ed hannola stessa o minore distanza su tutta la dimensionelongitudinale?La struttura di montaggio dei supporti delle sbarreè dello stesso progetto e tenuta meccanica?

5 I materiali e le caratteristiche dei materiali deiconduttori di ogni circuito del quadro sono uguali?

6I dispositivi di protezione contro il cortocircuito diogni circuito del quadro presentano lo stesso tipo difabbricazione, hanno la stessa disposizione e ugualio migliori caratteristiche di limitazione (I2t, Ipk)?

7 La lunghezza dei conduttori attivi non protetti diogni circuito non protetto è uguale o minore?

8Se il quadro da verificare comprende un involucro,il progetto di riferimento comprendeva un involucroquando era stato provato?

9 L’involucro del quadro è dello stesso disegno e tipoed ha almeno le stesse dimensioni?

10 Le celle di ogni circuito hanno lo stesso progettomeccanico ed almeno le stesse dimensioni?

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Corrente di cortocircuito e idoneità del quadro all’impiantoLa verifica della tenuta alla corrente di cortocircuito di un quadronel suo punto di installazione nell’impianto si basa principalmentesu due parametri del quadro che sono:– la corrente nominale ammissibile di breve durata Icw;– la corrente nominale di cortocircuito condizionata Icc.Il quadro è idoneo o meno ad essere installato in un determinatopunto dell’impianto se Icw o Icc sono maggiori o uguali alla correntedi cortocircuito presunta Icp nel punto di installazione.Deve essere verificato che i poteri d’interruzione degli apparecchi(eventualmente tramite back-up) all’interno del quadro siano com-patibili con i valori di cortocircuito dell’impianto.Nel caso della corrente Icw si deve verificare anche che l’interruttorea monte del quadro presenti, per il valore della corrente di cortocir-cuito presunta Icp nel punto di installazione, un’energia specificapassante I2t = Icw

. t (1) (generalmente t = 1 s) minore dell’energiaspecifica sopportata dal quadro ed una corrente di picco limitata Ipminore della Ipk dichiarata dal costruttore del quadro.I diagrammi di figura 4 illustrano il metodo per determinare la com-patibilità del quadro con l’impianto.

Fig. 4

(1) Questa relazione vale nell’ipotesi di adiabaticità del fenomeno, che nonpuò superare perciò i 3 secondi.

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Verifica delle caratteristiche dielettricheFra i tre requisiti prestazionali principali che un sistema di quadrideve possedere, accanto alla tenuta termica e a quella di cortocir-cuito, ci sono le prestazioni dielettriche.La Norma CEI EN 61439-1 prevede due verifiche: con tensione ditenuta a frequenza industriale Ui, e con tensione di tenuta a impulsoUimp.Si ricorda che le diverse tensioni che caratterizzano un quadro sonovia via crescenti (fig. 5): il valore minore è relativo alla tensione d’im-piego Ue, funzione dell’effettivo valore di tensione dell’impianto;segue la tensione nominale Un dichiarata dal costruttore; si haquindi la tensione d’isolamento Ui cui si riferiscono le prove dielet-triche; ancora più elevata è la tensione di tenuta all’impulso Uimpche esprime il picco massimo impulsivo sopportabile dal quadro.

Prova di tenuta dielettrica a frequenza industrialeQuesta prova, che si effettua in corrente alternata alla frequenza di45 ÷ 65 Hz, consente di definire la tensione nominale d’isolamentoUi, ed è necessaria ed esclusiva, nel senso che non ammette verifichealternative mediante confronto con il progetto di riferimento provatoo attraverso verifica mediante valutazione.I valori efficaci delle tensioni di prova da applicare in laboratoriosono riportati nelle Tabelle 8 e 9 della CEI EN 61439-1.

Prova di tenuta dielettrica all’impulso di tensioneLa prova all’impulso è necessaria per definire la tensione nominaledi tenuta all’impulso Uimp. La capacità dei quadri di sopportare glieffetti derivanti da picchi e sbalzi della tensione, prodotti da causeatmosferiche, è determinata dalla tenuta dielettrica dell’aria che sitrova tra le parti attive sulle quali si verifica l’impulso.Per verificare tale prestazione si deve effettuare una prova speri-mentale che può essere condotta secondo tre modalità. In alternativae con pari validità si può applicare anche la verifica mediante valu-

Fig. 5 - Tensioni nominali che caratterizzano un quadro.

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tazione che prevede di accertare che le distanze d’isolamento in ariatra tutte le parti in tensione e a rischio di scarica, siano almeno 1,5volte i valori specificati dalla CEI EN 61439-1 (tabella 9).Le distanze d’isolamento in aria si possono verificare mediante mi-sure fisiche, o mediante verifiche delle quote dei disegni progettuali.Va da se che, affinchè l’intero quadro possa assicurare una determi-nata Uimp, oltre alla prova o alla verifica mediante valutazione chegiustificano tale specifica, deve essere equipaggiato anche con com-ponenti caratterizzati da una Uimp uguale o maggiore.

Protezione contro i contatti direttiLa protezione contro i contatti diretti può essere ottenuta sia attra-verso la costruzione stessa del quadro, sia mediante provvedimentiaddizionali da adottare durante l’installazione (come, ad esempio,la collocazione del quadro entro un locale con accesso consentito alsolo personale autorizzato). Le misure di protezione possono essere:Protezione mediante isolamento delle parti attiveLe parti attive devono essere completamente ricoperte con un iso-lante che può essere rimosso solo mediante la sua distruzione. L’iso-lamento deve essere realizzato con materiali in grado di resisterenel tempo alle sollecitazioni meccaniche, elettriche e termiche a cuipossono essere sottoposti durante il servizio.Protezione mediante barriere o involucri Tutte le superfici esterne devono presentare un grado di protezionenon inferiore a IPXXB, mentre le superfici orizzontali accessibili,fino a un’altezza di 1,6 metri, devono avere grado minimo IPXXD.La distanza tra i dispositivi meccanici previsti per la protezione e leparti attive da essi protette non deve essere inferiore ai valori spe-cificati per le distanze in aria e superficiali.Tutte le barriere e gli involucri devono essere fissati in modo sicuroal loro posto ed avere robustezza e durata sufficienti a resistere aglisforzi e alle sollecitazioni che possono manifestarsi in servizio nor-

Tensione nominale di tenutaad impulso Uimp [kV]

Minime distanze d’isolamentoin aria [mm]

≤ 2,5 1,5

4 3

6 5,5

8 8

12 14

Tabella 9 – Minime distanze d’isolamento in aria

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male, in modo che le distanze di isolamento in aria non vengano ri-dotte.La rimozione delle barriere o l’apertura degli involucri deve esserepossibile nel rispetto di una delle seguenti condizioni:– è richiesto l’uso di attrezzi o di una chiave;– se la barriera intermedia fornisce un grado di protezione almenoIPXXB deve poter essere rimossa solo mediante chiave o attrezzi;– dopo il sezionamento dell’alimentazione delle parti attive (il ripri-stino dell’alimentazione deve essere possibile solo dopo la richiusuradelle barriere o degli involucri)

Protezione dei quadri contro i contatti indirettiLa protezione dei quadri contro i contatti indiretti può essere realiz-zata mediante uno dei seguenti sistemi:– circuiti di protezione;– isolamento completo;– separazione dei circuiti;– bassissima tensione di sicurezza (questo metodo può assicurareanche la protezione contro i contatti diretti).In pratica i sistemi prevalentemente utilizzati sono i primi due e soloper essi sono fornite alcune indicazioni.Protezione basata sul circuito di protezioneIl circuito di protezione di un quadro (coordinato con il dispositivoper la disconnessione automatica dell’alimentazione) può essere co-stituito o da un conduttore di protezione separato o dalle parti con-duttrici della struttura o da entrambi.Il circuito di protezione concorre ad assicurare (2):– la protezione contro gli effetti di guasti all’interno del quadro;– la protezione contro gli effetti di guasti nei circuiti esterni alimen -tati dal quadro.La continuità dei circuiti di protezione, siano essi costituiti dalleparti metalliche del quadro o da appositi conduttori, dev’essere as-sicurata mediante interconnessioni efficaci che garantiscano una

(2) Un guasto all’isolamento è ipotizzabile nel tratto di conduttura tra l’in-gresso al quadro ed il dispositivo di protezione.Per i quadri metallici sarebbe richiesta una protezione a monte (sulla lineadi alimentazione) o la realizzazione della conduttura in classe II all’imboccoe all’interno del quadro sino al dispositivo di protezione. La Norma CEI 64-8/4 tuttavia considera di classe II i tratti di cavo compresi tra l’ingressodell’alimentazione nel quadro metallico ed il dispositivo destinato alla pro-tezione contro i contatti indiretti anche se sono sprovvisti di guaina isolanteo non sono installati in tubi protettivi od in canali isolanti, purché:– abbiano la lunghezza strettamente necessaria ad effettuare la connessioneai terminali del dispositivo di protezione;– le connessioni, siano realizzate in accordo con le norme riguardanti il dispo-sitivo di protezione e con le eventuali indicazioni di montaggio fornite dal co-struttore del dispositivo di protezione e/o del quadro.

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buona conduzione, costante nel tempo, ed una resistenza adeguataalle più elevate sollecitazioni termiche e dinamiche dovute alle cor-renti di guasto a terra che possono interessare il quadro.I mezzi di connessione per assicurare la continuità delle masse coni conduttori di protezione devono avere solo questa funzione.Se una parte del quadro viene rimossa, per esempio per manuten-zione ordinaria, i circuiti di protezione della restante parte del qua-dro non devono risultare interrotti.Salvo casi eccezionali, i soli mezzi di sezionamento ammessi sui con-duttori di protezione sono le sbarrette rimovibili con l’impiego di at-trezzi ed accessibili solo al personale autorizzato.Nelle moderne strutture prefabbricate la continuità del circuito diprotezione è assicurata dalle stesse giunzioni metalliche tra le partidella carpenteria come i montati, gli angolari, le chiusure di fondo,gli zoccoli, i pannelli ecc. che sono realizzate in lamiera prezincata e,se verniciate, sono serrate con apposite viti/dadi, in grado di rimuo-vere la vernice stessa e stabilire un intimo e duraturo contatto tra leparti prezincate.Non è necessario collegare al circuito di protezione le parti metalli-che non pericolose, ossia quegli elementi del quadro che soddisfanoad almeno una delle seguenti condizioni:– non possono essere toccati con superfici estese del corpo o afferraticon le mani;– sono di piccola dimensione (circa 50 x 50 mm) o sono collocati inmodo tale da escludere ogni contatto con le parti attive.Pertanto viti e targhette come pure elettromagneti di contattori, nu-clei magnetici di trasformatori (se non dotati di appositi terminali),alcune parti di sganciatori ecc. non devono essere connessi a terra.Le parti metalliche interne ed inaccessibili (in quanto possono esseretoccate solo dopo aver rimosso parte dell’involucro mediante at-trezzi), quali ad esempio, i binari, le piastre di fissaggio, gli angolari,i distanziatori ecc. essendo parti intermedie non devono essere col-legate a terra. Gli stessi elementi tuttavia possono diventare massee vanno collegati a terra se risultano accessibili nel caso di quadriall’interno dei quali si deve accedere nell’esercizio ordinario.Coperchi, porte, piaste di chiusura ecc. sui quali non sono montatiapparecchi elettrici (ad esclusione di quelli a bassissima tensione disicurezza), si possono ritenere adeguatamente connessi a terra inquanto gli ordinari collegamenti con viti metalliche o cerniere metal-liche sono ritenuti sufficienti ai fini della continuità elettrica.Viceversa se su tali elementi sono montati apparecchi elettrici si de-vono prendere misure atte ad assicurare la continuità dei circuiti diprotezione e a tale fine è opportuno che queste parti siano provvistedi un conduttore di protezione fissato saldamente e di sezione ade-guata alla corrente d’impiego dell’apparecchio alimentato (per cor-renti sino a 20 A la sezione è uguale alla sezione del conduttore dialimentazione).Se le parti asportabili o estraibili hanno superfici metalliche di sup-

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porto, tali superfici sono considerate sufficienti ai fini della conti-nuità dei circuiti di protezione purché la pressione esercitata su diesse sia sufficientemente elevata.Il circuito di protezione di una parte estraibile deve rimanere taledalla posizione di inserito alla posizione di prova incluse.Se la continuità può essere interrotta mediante connettori o dispo-sitivi a prese e spina, il circuito di protezione dev’essere interrottosolo dopo che sono stati interrotti i conduttori attivi e la sua conti-nuità dev’essere ripristinata prima del ripristino della continuità deiconduttori attivi.Dimensionamento del circuito di protezioneNel quadro la sezione dei conduttori di protezione (PE, PEN) desti-nati ad essere connessi a conduttori esterni deve essere determinatautilizzando la formula riportata nella tabella 10 (a pag. 56). La formula è utilizzata per calcolare la sezione dei conduttori di pro-tezione necessaria per sopportare le sollecitazioni termiche causateda correnti di durata dell’ordine compreso tra 0,2 s e 5 s.Se l’involucro del quadro è usato come parte di un circuito di prote-zione, la sua sezione dev’essere elettricamente almeno equivalentealla sezione minima specificata per il conduttore di protezione.Ai fini della determinazione della sezione dei conduttori di prote-zione occorre tenere presente che nel caso dei sistemi TN il valoredell’impedenza dell’anello di guasto deve soddisfare le condizioni ri -chieste per il funzionamento del dispositivo di protezione previsto.Per i conduttori PEN si devono inoltre applicare le seguenti prescri-zioni supplementari:– la sezione minima deve essere di 10 mm2 per un conduttore inrame e di 16 mm2 per un conduttore in alluminio;– la sezione del conduttore PEN non deve essere inferiore a quelladel conduttore di neutro;– i conduttori PEN possono non essere isolati all’interno del quadro;– le parti della struttura non devono essere utilizzate come condut-tore PEN, ad eccezione delle guide di montaggio in rame o alluminio.

Criteri di scelta del dispositivo di protezioneIl dispositivo posto a protezione del quadro contro i contatti indirettideve intervenire per guasto a massa entro i tempi stabiliti dallenorme per la protezione del corpo umano.In pratica se il quadro è inserito in sistemi TT è necessaria una delleseguenti misure: isolamento doppio o rinforzato delle connessioni dientrata, oppure protezione con interruttore differenziale sui circuitidi entrata.Nei sistemi TN, per la protezione contro i contatti indiretti può es-sere utilizzato un interruttore magnetotermico purché i tempi di in-tervento siano:– inferiori a 5 s nei quadri di distribuzione o che alimentano appa-recchi fissi;

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– inferiori a 0,4 s per quadri di circuiti terminali o che alimentanoapparecchi mobili.Isolamento in classe IILa protezione contro i contatti indiretti può essere realizzata me-diante isolamento completo ottemperando alle seguenti prescrizioni:1 – gli apparecchi devono essere completamente racchiusi in un in-volucro di materiale isolante che equivale al doppio isolamento o al-l’isolamento rinforzato (classe II). L’involucro deve riportare ilsimbolo ;2 – l’involucro isolante non dev’essere attraversato in alcun puntoda parti conduttrici tramite le quali sia possibile che una tensionedi guasto venga portata all’esterno dell’involucro stesso (ad esempiogli organi di comando, che per ragioni costruttive attraversano l’in-volucro, devono essere adeguatamente isolati all’interno o all’ester-no).3 – l’involucro, quando l’apparecchiatura è pronta per il funziona-mento e collegata all’alimentazione, deve racchiudere tutte le parti

√ I2 tSp ≥

Kdove:Sp – sezione espressa in mm2;I – valore efficace della corrente di guasto (A) che percorre il di-spositivo di interruzione, per guasto di impedenza trascurabile;t – tempo d'intervento del dispositivo d'interruzione (durata com-presa tra 0,2 e 5 s);K – coefficiente che dipende dal materiale del conduttore di prote-zione, dall'isolamento e da altri elementi, oltre che dal valore ini-ziale (30 °C) e finale della temperatura.

Isolante del conduttore di pro-tezione e del rivestimento deicavi

PVCXLPE, EPR,conduttori

nudiGommabutilica

Temperatura finale 160 °C 250 °C 220 °CValori di K

Rame 143 176 166Alluminio 95 116 110Acciaio 52 64 60

Tabella 10 – Dimensionamento dei conduttori di protezione isolati onudi ma in contatto con il rivestimento di cavi

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attive, le masse e le parti costituenti il circuito di protezione in modoche queste non possano essere toccate. L’involucro deve avere ungrado di protezione non inferiore a IP2XC;4 – le masse all’interno dell’apparecchiatura non devono essere col-legate al conduttore di protezione. Ciò vale pure per gli apparecchiincorporati, anche se questi hanno un terminale di connessione peril circuito di protezione;5 – se le porte o le coperture dell’involucro possono essere apertesenza l’uso di chiave o di altro attrezzo, si deve prevedere un ostacolodi materiale isolante che costituisca una protezione contro i contattiaccidentali non solo con le parti attive accessibili, ma anche con lemasse che diventano accessibili soltanto dopo la rimozione delle co-perture; tale ostacolo non deve poter essere rimosso senza l’uso diun attrezzo.

Targa del quadroLa norma esige che ogni quadro sia dotato di una o più targhe che ri-portino il nome del costruttore, che si assume la responsabilità del-l'insieme, il quale, in caso di commercializzazione del manufatto,dovrà dichiarare e marcare CE; mentre in caso di fornitura è instal-lazione del manufatto, dovrà inserirlo nella Dichiarazione di Con-formità ai sensi del D.M. 37/08.Sulla targa (o sulle targhe) del quadro, oltre al nome o marchio difabbrica del costruttore devono sempre comparire:a) l’indicazione inequivocabile del tipo o del numero di identifica-zione o altro che consenta di ottenere dal costruttore del quadro le in-formazioni attinenti;b) la data di costruzione;c) l’indicazione della norma specifica della serie EN 61439-X a cui ilcostruttore si è riferito per progettare e realizzare il quadro.Per quanto attiene il dato "c", la norma chiede solo l'indicazione dellanorma specifica di applicazione, dando per implicita la conformitàalla norma generale CEI EN 61439-1. In altri termini, sulla targa diun quadro di distribuzione di potenza dovrà comparire solo l'indica-zione della Norma CEI EN 61439-2.Sulla targa possono altresì essere riportate tutte le indicazioni cheil costruttore ritiene utile fornire.Tutte le altre informazioni inerenti il quadro devono essere inseritenella documentazione di supporto.

Documentazione tecnica di supportoIl quadro elettrico deve essere sempre accompagnato da una docu-mentazione tecnica di supporto che, oltre agli schemi, riporti le in-formazioni utili in relazione alla tipologia del quadro e alla suadestinazione d'uso. In tale documentazione devono essere contenuteanche le istruzioni per l’installazione, messa in servizio, funziona-mento e manutenzione del quadro.

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Verifiche individualiLe verifiche individuali (collaudo finale) prescritte dalla norma e acarico del “costruttore del quadro” consistono nei controlli eseguiti suciascun quadro dopo la fabbricazione per accertare la presenza di di-fetti nei materiali, nella fabbricazione e accertare il corretto funzio-namento del quadro assemblato e quindi, in ultima analisi, perconfermare che il quadro soddisfi le prescrizioni della norma appli-cabile. Tali verifiche riguardano:– Gradi di protezione IP dell’involucro mediante esame a vista.– Distanze d’isolamento in aria e superficiali che non devono essereinferiori ai valori riportati nella tabella 9 (a pag. 52). La verifica si ef-fettua a vista quando le distanze sono visibilmente superiori al neces-sario; diversamente tali distanze devono essere misurate fisicamente.Se le distanze risultano inferiori ai valori minimi della tabella 9 sideve effettuare una prova alla tensione di tenuta all’impulso.– Protezione contro la scossa elettrica ed integrità dei circuiti di pro-tezione: la verifica è basata su un esame a vista per controllare le mi-sure di protezione contro i contatti diretti e quelle in caso di guasto.I collegamenti avvitati o imbullonati possono essere verificati a cam-pione.– Installazione degli apparecchi di manovra e dei componenti: si ve-rifica l’effettiva corrispondenza tra apparecchi installati e quelli pre-visti nel progetto del quadro, indicati nelle istruzioni di costruzione.– Circuiti elettrici interni e collegamenti: si verifica a campione ilserraggio delle viti e dei bulloni. I conduttori devono essere control-lati in accordo con le istruzioni di costruzione del quadro.– Terminali per conduttori esterni: si controlla la corrispondenza delnumero, tipo e identificazione dei terminali con lo schema di cablag-gio contenuto nelle istruzioni di costruzione del quadro.– Funzionamento meccanico: si deve controllare l’efficacia degli ele-menti meccanici di manovra, dei blocchi e degli interblocchi, com-presi quelli associati con le parti asportabili.– Proprietà dielettriche: per questa verifica si deve effettuare unaprova di tenuta a frequenza di esercizio con durata di 1 secondo sututti i circuiti; questa prova tuttavia non deve essere effettuata suicircuiti ausiliari quando sono protetti da un dispositivo di protezionecontro il cortocircuito con valore nominale non superiore a 16 A op-pure se è stata eseguita in precedenza una prova di funzionamentoelettrico alla tensione nominale di impiego per cui i circuiti ausiliarisono stati progettati. In alternativa per i quadri con protezione no-minale in entrata fino a 250 A, si può eseguire la verifica della resi-stenza di isolamento mediante uno strumento di misura contensione di almeno 500 V c.c. La prova si ritiene superata se la resi-stenza di isolamento tra circuiti e masse è di almeno 1000 ohm/voltper ciascun circuito (riferita alla tensione di alimentazione versoterra di tali circuiti).

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– Cablaggio, prestazioni in condizioni operative e funzionalità: sideve verificare che le informazioni e le targhe del quadro siano com-plete. In funzione della complessità del quadro, infine, può esserenecessaria una prova di funzionamento elettrico in particolarequando sono presenti interblocchi complessi, sistemi di controllo se-quenza ecc.Queste prove possono essere effettuate in qualsiasi ordine di succes-sione.Il fatto che le verifiche individuali siano effettuate dal “costruttoredel quadro”, non esonera l’installatore dall’effettuarle nuovamentedopo il trasporto e l’installazione del quadro.

Criteri pratici per la realizzazione del quadroAssemblaggio del quadro elettricoL’assemblaggio dei diversi componenti meccanici ed elettrici (invo-lucri, sbarre, unità funzionali, ecc.), che compongono il sistema qua-dro progettato dal costruttore originale, deve essere fatto seguendocon scrupolosità le istruzioni di montaggio fornite nella documenta-zione tecnica (catalogo tecnico o manuale) del costruttore stesso.Si inizia assemblando i componenti della carpenteria (talvolta giàpronta come monoblocco).Si passa quindi all’inserimento interno dei dispositivi, che per quadridi piccola e media taglia, può essere eseguito più agevolmente dispo-nendo l’involucro orizzontalmente su cavalletti.L’accessibilità interna risulta più agevole operando senza i fianchimetallici della carpenteria, lasciando, per così dire, a nudo l’interocablaggio interno.É opportuno procedere montando gli apparecchi dal centro versol’esterno, cablando man mano i cavi e inserendoli nelle relative ca-naline. Particolare attenzione deve essere posta nel rispettare le di-stanze minime in aria e superficiali tra le diverse parti attive e lamassa.Posizionamento degli interruttoriLa disposizione degli apparecchi sul fronte quadro è compito del co-struttore del quadro che, conoscendo le caratteristiche dell’impianto,il luogo d’installazione e l’effettivo utilizzo del quadro, può realizzarela configurazione ottimale.In genere risulta opportuno collocare gli interruttori in modo da ren-dere i percorsi dei conduttori soggetti alle correnti più elevate quantopiù possibile ridotti, in tal modo si limita la potenza dissipata all’in-terno del quadro con benefici dal punto di vista termico.Nei quadri con molte colonne è consigliabile, ove possibile, posizio-nare l’interruttore generale nella colonna centrale. In questo modosi divide immediatamente la corrente nei due rami del quadro e sipuò ridurre la sezione delle barre di distribuzione principale.Per facilitare la manovra dei grossi apparecchi è opportuno posizio-narli tra 0,8 m e 1,6 m da terra. Collocando in basso gli interruttori

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più grossi e quindi più pesanti si ottiene inoltre una migliore stabi-lità del quadro sopratutto durante il trasporto e l’installazione.Tenuto conto che nei quadri la temperatura varia in senso verticale:più fredda nelle zone più basse e più calda in quelle in alto, è consi-gliabile la collocazione in basso anche per gli apparecchi attraversatida una corrente prossima al valore nominale (che hanno una mag-gior dissipazione termica) ed in alto gli apparecchi attraversati dauna corrente minore del valore nominale.

Quadri per uso domestico e similarePer i quadri di potenza limitata, destinati ad impianti civili e similari,che rientrano nell’ambito di applicazione della Norma CEI 23-51gli adempimenti normativi sono semplificati, in particolare per iquadri alimentati da sistemi monofasi con corrente nominale non su-periore a 32 A.La norma è applicabile ai quadri per uso domestico e similare chesoddisfano tutte le seguenti condizioni:– sono quadri per distribuzione ad installazione fissa;– sono adatti ad essere utilizzati a temperatura ambiente non supe-riore a 25 °C (in genere, ma che occasionalmente può raggiungere i35 °C);– sono previsti per impiego con tensione nominale ≤ 440 V;– la “corrente nominale in entrata” non è superiore a 125 A;– la corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione delquadro non supera i 10 kA o, alternativamente, il quadro è protettoda un interruttore limitatore o da fusibili che limitano il valore dipicco della corrente di cortocircuito a 15 kA in corrispondenza delpotere d’interruzione nominale del dispositivo stesso.Qualora una sola delle condizioni indicate non dovesse essere rispet-tata il quadro deve risultare conforme alla Norma CEI EN 61439-3(CEI 17-116).

Definizioni– Corrente nominale in entrata (Ine) è il valore della corrente del di-spositivo di protezione e manovra in entrata Ing moltiplicato per ilfattore di utilizzo Ke:

Ine = Ing · Ke

Nel caso le linee di alimentazione del quadro fossero più di una, Ineè la somma delle correnti nominali di tutti i dispositivi di protezionee manovra in entrata, destinati ad essere utilizzati contemporanea-mente, moltiplicata per il fattore di utilizzo Ke:

Ine = (Ing1 + Ing2 + Ing3 + ...) Ke

– Corrente nominale in uscita (Inu) è la somma delle correnti nomi-nali di tutti i dispositivi di protezione e manovra in uscita destinatiad essere utilizzati contemporaneamente:

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Inu = In1 + In2 + In3 + ...– Corrente nominale del quadro (Inq) è il valore più basso tra la cor-rente nominale in entrata Ine e la corrente nominale in uscita Inu.Qualora non fossero presenti nel quadro dispositivi di protezione emanovra in entrata, la corrente nominale del quadro si identificacon la corrente nominale in uscita Inu.– Potenza dissipata dai dispositivi di protezione e manovra (Pdp) è lasomma delle potenze dissipate da ciascun dispositivo di protezionee manovra i cui valori sono determinati tenendo conto dei fattori diutilizzo Ke e di contemporaneità K.– Potenza dissipata dagli altri componenti (Pau) è la potenza dissi-pata dagli altri componenti installati nel quadro (ad esempio lam-pade di segnalazione ad incandescenza, trasformatori per suoneria,citofonia ecc.). Si tiene conto di questa potenza se assume valori si-gnificativi rispetto a Pdp.– Potenza totale dissipata nel quadro (Ptot) é la somma della potenzadissipata dai dispositivi di protezione e manovra (Pdp), aumentatadel 20% per tener conto di collegamenti, prese a spina, relè, timer,piccoli apparecchi ecc., e della potenza dissipata dagli altri compo-nenti installati nel quadro (Pau):

Ptot = Pdp + 0,20 Pdp + Pau

– Potenza massima dissipabile dall’involucro (Pinv) è il valore, di-chiarato dal costruttore, della potenza dissipabile all’interno dell’in-volucro nel rispetto dei limiti di sovratemperatura e nelle condizionid’installazione previste.– Fattore di utilizzo Ke relativo al dispositivo di protezione in en-trata: è il rapporto tra la corrente in uscita e la corrente nominale deldispositivo; Ke è assunto convenzionalmente pari 0,85, tuttavia sesono note le correnti effettivamente assorbite dai carichi e la lorosomma (Σ Ic) è inferiore a 0,85 volte la corrente nominale del dispo-sitivo in entrata, si può utilizzare il rapporto Σ Ic /Ing (essendo Ing lacorrente nominale del dispositivo di protezione in entrata).– Fattore di contemporaneità (K ) dei dispositivi in uscita: rapportotra l’effettiva corrente assorbita dal carico e la corrente nominale deldispositivo di protezione in uscita Ic /In; se le effettive correnti assor-

Tabella 11 – Fattori di contemporaneità

Numero circuitiprincipali

Fattore dicontemporaneità (K)

2 ÷ 3 0,84 ÷ 5 0,76 ÷ 9 0,6

10 e più 0,5

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bite dai carichi non sono note si possono utilizzare i valori indicatinella tabella 11.Si noti che nel calcolo della potenza totale dissipata i fattori Ke e K (cheequivalgono ad un rapporto tra correnti) devono essere elevati al qua-drato in quanto la potenza è proporzionale al quadrato della corrente.

Targa di identificazioneI quadri devono riportare una targa indelebile (anche se posta dietrouna copertura mobile, ad esempio lo sportello) con i seguenti dati(fig. 6):– nome o marchio del costruttore;– elemento di identificazione del quadro (tipo, numero o altro mezzo);– tensione nominale di funzionamento;– corrente nominale del quadro e frequenza;– natura e frequenza della corrente;– grado di protezione (se superiore a IP2XC).

Impiego di involucri conformi alle normeI quadri considerati dalla Norma CEI 23-51, se realizzati mediantecomponenti conformi alla relative norme di prodotto, sono ritenuticonformi alla regola dell’arte senza ulteriori prove se non alcune ve-rifiche di cui si dirà più avanti.In particolare se l’involucro è conforme alla Norma CEI 23-49, si puòritenere abbia già superato le seguenti verifiche (effettuate dal co-struttore dell’involucro):– protezione nei riguardi della penetrazione di corpi solidi e di acqua(grado di protezione);– resistenza meccanica all’impatto;– resistenza dei materiali isolanti al calore;– resistenza del materiale isolante al calore anormale ed al fuoco;– resistenza alla ruggine ed all’umidità.Pertanto tali verifiche non devono essere ripetute dall’installatoreche assembla il quadro.

Fig. 6

63

Quadri monofasi con corrente nominale Inq ≤ 32 APer i quadri con circuito d’ingresso monofase e corrente nominaleInq ≤ 32 A la norma consente di ridurre ulteriormente gli adempi-menti a carico del costruttore purché i quadri siano realizzati coninvolucri e apparecchi conformi alle rispettive norme di prodotto e ilgrado di protezione non sia compromesso durante il montaggio deicomponenti.Per questi quadri, se l’involucro è conforme alla Norma CEI 23-49,le prove da effettuare al termine dell’assemblaggio sono indicatenella tabella 12.

Quadri con corrente nominale Inq ≤ 125 APer i quadri alimentati da circuiti monofasi o trifasi e corrente nomi-nale non superiore a 125 A le prove e verifiche da effettuare al ter-mine dell’assemblaggio sono indicate nella tabella 13; in particolareè necessario effettuare la verifica dei limiti di sovratemperatura.La verifica tuttavia si riduce al controllo della seguente relazione:

Ptot ≤ Pinv

ossia nel verificare che la potenza totale dissipata dai dispositivi in-stallati nel quadro Ptot non sia superiore alla massima potenza cheil quadro è in grado di dissipare Pinv affinché la temperatura del qua-dro non risulti superiore a quella massima ammessa.

Esempio 1Si consideri lo schema unifilare di figura 7 che riporta anche i datidelle apparecchiature di manovra e protezione e le potenze dissipateda ciascun polo (p) e si supponga di scegliere un involucro in gradodi dissipare la potenza Pinv = 42 W.1 - I valori delle correnti di entrata, uscita e del quadro sono:– Corrente di entrata:

Ine = Ing· Ke = 40· 0,85 = 34 A;

Tabella 12 – Verifiche e prove da eseguire sui quadri di distribuzio-ne per uso domestico con circuito d'ingresso monofase e Inq ≤ 32 A

Caratteristiche Verifiche /Prove

Costruzione ed identifica-zione

Controllo visivo per accertare la con-formità del quadro agli schemi cir-cuitali, ai dati tecnici ecc. e che i datidi targa siano completi.

Cablaggio, funzionamen tomeccanico e, se necessario,funzionamento elettrico

Verifica del corretto montaggio e ca-blaggio degli apparecchi, del fun zio-namento meccanico e, se necessario,del funzionamento elettrico.

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Tabella 13 – Verifiche e prove da eseguire sui quadri di distribuzioneper uso domestico e similare con corrente nominale Inq ≤ 125 A

Caratteristiche Verifiche /Prove

Costruzione edidentificazione

Controllo visivo per accertare la conformitàdel quadro agli schemi circuitali, ai dati tec-nici ecc. e che i dati di targa siano completi.

Limiti di sovratem-peratura

Verifica che la potenza totale dissipata dalquadro (Ptot) sia inferiore alla potenza mas-sima dissipabile dal l'involucro (Pinv).

Resistenza d'isola-men to

Verifica della resistenza di isolamento me-diante strumento in grado di fornire unatensione di almeno 500 V. La misura deveessere effettuata tra ogni conduttore attivoe le masse e tra i conduttori attivi.La resistenza d'isolamento è ritenuta ade-guata se tra i circuiti e le masse si rileva al-meno 1000 ohm/V per ciascun circuito(valore riferito alla tensione nominale versoterra di ciascun circuito).

Efficienza dei cir-cuito di protezione(solo per involucrimetallici)

Si effettua un esame a vista e, se necessa-rio, si esegue la prova della continuità delcircuito di protezione (si verifica che la re-sistenza tra il terminale d'ingresso del con-duttore di protezione e la massa ad essocollegata sia sufficientemente bassa).

Cablaggio, funziona-mento meccanico e,se necessario, fun-zionamento elettrico

Verifica del corretto montaggio e cablaggiodegli apparecchi, del funzionamento mec-canico e, se necessario, del funzionamentoelettrico.

Fig. 7

65

– Corrente in uscita:Inu = In1 + In2 + In3 = 20 + 25 + 16 = 61 A;

– Corrente nominale del quadro:Inq = minore tra Ine = 34 A ed Inu = 61 A per cui: Inq = 34 A

2 - Verifica dei limiti di sovratemperatura:– Calcolo della potenza dissipata dai dispositivi di manovra e prote-zione avendo posto K = 0,8 (vedi tabella 12 per 3 circuiti d’uscita):

Pdp = 3 pg · Ke2 + 3 K 2 (p1 + p2 + p3)Pdp = 3· 4,6 · 0,852 + 3 · 0,82 (3,1 + 4,2 + 2,6) = 28,98 W

– Calcolo della potenza totale dissipata nel quadro:Ptot = Pdp + 0,2 Pdp + Pau = 28,98 + 0,2 · 28,98 + 6 = 40,8 W

essendo Pau la potenza complessiva dissipata dagli altri dispositiviinstallati nel quadro.– Verifica: Ptot ≤ Pinv 40,8 ≤ 42 W

Esempio 2Si consideri lo schema unifilare di figura 8 e si supponga di utilizzareun involucro in grado di dissipare la potenza Pinv = 20 W.In questo caso sono note le correnti (Ic) effettivamente assorbite daicarichi.1 - Determinazione dei fattori di utilizzo Ke e contemporaneità K.Poiché la somma delle correnti in uscita è inferiore all’85 % dellacorrente in entrata i coefficienti di utilizzo e contemporaneità pos-sono essere calcolati con le relazioni:

Σ Ic Ic1 + Ic2 + Ic3 12 + 8,5 + 13Ke = = = = 0,84

Ing Ing 40

Fig. 8

66

Ic1 12 Ic2 8,5 K1 = = = 0,75 K2 = = = 0,85

In1 16 In2 10Ic3 13

K3 = = = 0,81In3 16

2 - Le correnti nominali di entrata, di uscita e del quadro sono ri-spettivamente:– Corrente di entrata:

Ine = Ing · Ke = 40· 0,84 = 33,6 A;– Correnti di uscita:

Inu = In1 + In2 + In3 = 16 + 10 + 16 = 42 A;– Corrente nominale quadro:

Inq = minore tra Ine = 33,6 A ed Inu = 42 A Inq = 33,6 A3 - Verifica dei limiti di sovratemperatura:– Calcolo della potenza dissipata dai dispositivi di manovra e prote-zione:Pdp = 2 pg · Ke2 + 2 p1 · K12 + 2 p2 · K22 + 2 p3 · K32

Pdp = 2 · 4,6 · 0,842 + 2 · 2,6 · 0,752 + 2 · 2,5 · 0,852 + 2 · 2,6 · 0,812 = = 16,44 W

(su carta intestata)

DICHIARAZIONE DI CONFORMITÀ ALLA REGOLA DELL'ARTE

Il prodotto: QUADRO DI DISTRIBUZIONE ............................................

Dati principali: Tensione nominale: ........................................................Corrente nominale dei quadro (Inq):..................................Grado di protezione: IP ..............................................................................................................................................

..........................................................................................

è conforme alla norma:

“Norma Sperimentale CEI 23-51: Prescrizioni per la realizzazione, la ve-rifica e le prove dei quadri di distribuzione per installazioni fisse per uso do-mestico e similare”.

Luogo, ................................................... Data .........................................

Denominazione sociale(Firma del Legale Rappresentante)

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– Calcolo della potenza totale dissipata nel quadroPtot = Pdp + 0,2 Pdp + Pau = 16,44 + 0,2 · 16,44 + 0 = 19,7 W

– Verifica:Ptot ≤ Pinv 19,7 ≤ 20

Documentazione da allegare al quadroIl costruttore del quadro deve predisporre una documentazione com-prendente:– dichiarazione di conformità alla regola dell’arte sul tipo di quellaindicata nel riquadro della pagina precedente;– schema unifilare e tabella dei dati tecnici dei componenti (vediesempio in figura 9);– per i quadri con corrente nominale ≤ 125 A la relazione di verificadei limiti di sovratemperatura, indicando i calcoli effettuati per ladeterminazione della potenza totale dissipata.

Fig. 9

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Quadri di distribuzione destinati ad essere utiliz-zati da persone comuni (DBO)I DBO sono quadri per la distribuzione dell'energia elettrica nelle ap-plicazioni domestiche e in altri luoghi dove è previsto il loro utilizzoda parte di persone comuni. Tenuto conto che le operazioni di mano-vra o di sostituzione fusibili sono effettuate da persone che possononon conoscere i rischi legati all'uso della corrente elettrica, questi qua-dri devono presentare, oltre alle caratteristiche richieste dalla normagenerale, anche quelle specifiche della Norma CEI EN 61439-3:– esecuzione in involucro e installazione fissa (anche incassata);– uso interno o esterno;– corrente nominale dei circuiti di uscita non superiore a 125 A, men-tre la corrente nominale del quadro non supera i 250 A;– circuiti d'uscita protetti da dispositivi destinati ad essere utilizzatida persone comuni;– tensione nominale verso terra non superiore a 300 V (solo c.a.);– grado minimo di protezione dell’involucro IP2XC;– grado di protezione contro l'impatto meccanico IK 05 per quadri diuso interno, IK 07 per quadri di uso esterno;– elevata resistenza alla ruggine delle parti metalliche;– particolare resistenza al calore dei materiali isolanti.

Quadri ASC per cantieriNei cantieri edili l'impianto elettrico è soggetto alle prescrizioni dellanorma CEI 64-8/7 nella quale sono trattati gli ambienti e le applica-zioni particolari tra cui, appunto, i "cantieri di costruzione e di demo-lizione". Un valido aiuto agli impiantisti, viene dato inoltre dallaGuida CEI 64-17 ed. 2010-2 che fornisce interessanti informazioni e

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suggerimenti per l'installazione degli impianti elettrici e raccoman-dazioni relative ai circuiti alimentati da prese a spina destinate al-l'alimentazione di apparecchi elettrici di cantiere che possono essereutilizzati da personale non addestrato.L'esecuzione dell'impianto elettrico dei cantieri è soggetta anche alDM 37/08 e al Titolo IV del D.Lgs. 81/08 che si occupa della tuteladella salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro.L'impianto elettrico di cantiere è escluso dall'obbligo del progettoma l'installatore è tenuto a rilasciare la dichiarazione di conformità.Si ricordano inoltre l'art. 117 del D.Lgs. 81/08 e l'art. 73 del D.Lgs.106/09 riguardanti le distanze di sicurezza dalle linee elettriche.Nell'impianto elettrico di cantiere sono fondamentali i quadri elet-trici destinati alla distribuzione dell'energia che devono essere co-struiti in conformità alle prescrizioni della norma CEI EN 61439-4"Apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassatensione (quadri BT), Parte 4: Prescrizioni particolari per apparec-chiature assiemate per cantiere (ASC)".La norma definisce i quadri ASC: "Combinazione di uno o più dispo-sitivi di trasformazione o di manovra e interruzione con gli associatiapparecchi di comando, misura, segnalazione, protezione e regola-zione, con tutte le loro interconnessioni elettriche e meccaniche in-terne comprese le loro parti strutturali, progettate e costruite perl'uso in tutti i cantieri, all'interno e all'esterno".I quadri di cantiere possono essere per installazione trasportabile,oppure mobile: il primo tipo può essere spostato, ma solo in assenzadi tensione, mentre il secondo tipo può essere spostato sotto tensione.Le condizioni ambientali presenti nei cantieri impongono che i qua-dri elettrici abbiano caratteristiche particolari ai fini della funzio-nalità e della sicurezza del personale presente in cantiere. La NormaCEI EN 61439-4, che integra la norma generale, contiene pertantoprescrizioni più restrittive, inerenti:– il grado di protezione minimo, che dev’essere almeno IP44, con tuttele porte chiuse e i pannelli asportabili montati (il grado di protezioneper il fronte di comando all'interno di una porta può essere IP21 pur-chè la porta possa essere chiusa in tutte le condizioni di utilizzo, di-versamente il grado di prote-zione deve essere non meno diIP44);– le prese a spina non protettedall'involucro del quadro de-vono avere un grado di prote-zione almeno IP44 con spinadisinserita o completamenteinserita;– l’attuatore del dispositivoprincipale di chiusura e di in-terruzione che dev’essere fa-cilmente accessibile;

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– la protezione contro la corrosione;– la resistenza alla radiazione ultravioletta;– la resistenza meccanica (il quadro deve superare specifiche provedi impatto e d'urto);– la completezza dei dati di targa che devono comprendere anche iltipo di corrente, la tensione nominale e la corrente nominale del qua-dro, il grado di protezione e la massa (quando superiore a 30 kg);– le informazioni supplementari che devono essere inserite nella do-cumentazione tecnica del costruttore fornita col quadro.Un ASC è costituito da un'unità di entrata e una o più unità di uscita(queste ultime possono svolgere anche la funzione di alimentare altriASC) e può incorporare una o più unità di misura o di trasforma-zione.In base alla funzione svolta i quadri ASC possono essere classificatidel seguente modo:

Quadro di arrivo Quadro come uscite dirette

Quadro principale Quadro di piano/zona

Quadro portatile Quadro di trasformazione

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In conformità alle Norme EN 61439-1, 61439-4

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L'unità d'uscita deve comprendere i dispositivi per il sezionamento,l'inserzione e la disinserzione del carico (facilmente accessibili), leprotezioni contro le sovracorrenti e contro i contatti indiretti.Ai fini della protezione contro i contatti indiretti la Norma CEI 64-8/7 prescrive che nei cantieri la tensione di contatto limite conven-zionale non sia superiore a 25 V c.a. e 60 V c.c. e che le prese a spinae gli apparecchi utilizzatori permanentemente connessi, aventi cor-renti nominali minori di 32 A, siano protetti da dispositivi differen-ziali con Idn ≤ 30 mA.

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CLASSIFICAZIONI E DEFINIZIONI

Un impianto elettrico è il complesso di componenti elettrici, anche atensioni nominali diverse, destinato alla produzione, distribuzione eutilizzazione dell’energia elettrica.Fanno parte dell’impianto elettrico tutti i componenti elettrici nonalimentati da prese a spina, i relativi dispositivi di interruzione, se-zionamento, protezione e gli apparecchi utilizzatori fissi alimentatitramite prese a spina destinate unicamente alla loro alimentazione.Origine dell’impianto è il punto di consegna dell’energia elettrica, sel’impianto è alimentato da rete pubblica, oppure i morsetti di uscitadel trasformatore o del generatore (se esistente) nel caso di autopro-duttore di energia.Si intende invece con il termine sistema elettrico la parte di un im-pianto costituita dai componenti aventi tutti una determinata ten-sione nominale.Di seguito saranno esaminati i soli impianti elettrici utilizzatori,ossia il complesso costituito dai circuiti di alimentazione degli appa-recchi utilizzatori e delle prese a spina e dalle apparecchiature dimanovra, sezionamento, interruzione e protezione, che ha origine,in genere, nel punto di allacciamento alla rete di distribuzione pub-blica, subito a valle degli organi di misura, di limitazione e di conse-gna dell’energia elettrica.La figura 1 riporta lo schema elettrico semplificato a struttura ra-diale, tipico degli impianti utilizzatori alimentati da rete pubblica.

IMPIANTI ELETTRICIPRESCRIZIONI GENERALI

Fig. 1

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Gli impianti elettrici utilizzatori che richiedono potenze maggiorisono generalmente alimentati tramite una cabina di trasformazione.

Natura e numero dei conduttoriLa Norma CEI 64-8 definisce i conduttori degli impianti elettrici inrelazione alla funzione svolta:– conduttori di fase (L), i conduttori attivi destinati a fornire energiaelettrica agli apparecchi utilizzatori;– conduttore di neutro (N), il conduttore collegato al punto di neutrodel sistema ed in grado di contribuire alla trasmissione dell’energiaelettrica mettendo a disposizione una tensione diversa da quella esi-stente fra le fasi;– conduttore di protezione (PE), è prescritto per realizzare la prote-zione contro i contatti indiretti delle masse:– conduttore PEN, che svolge insieme le funzioni sia di conduttore diprotezione sia di conduttore di neutro; – conduttore mediano M nei circuiti a corrente continua;– conduttore PEM, che unisce le funzioni di conduttore di protezionee conduttore mediano nei circuiti a corrente continua.

Sistemi di conduttori attivi La norma considera i seguenti sistemi di conduttori attivi:

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Simboli di designazione dei conduttori N, M, PE, PEN, PEM

Conduttore di neutro (N) o mediano (M)

Conduttore di protezione PE

Combinazione PEN o PEM dei conduttoridi neutro o mediano e di protezione

Classificazione dei sistemi elettrici in relazione alloro modo di collegamento a terraIn relazione alla situazione di un punto del sistema elettrico (in ge-nere del neutro) rispetto alla terra e delle masse dell’impianto ri-spetto alla terra, i sistemi elettrici vengono classificati mediante duelettere di cui la prima indica la relazione esistente tra sistema elet-trico e la terra e la seconda la relazione tra le masse dell’impianto ela terra.

Primalettera

Situazione del si -stema elettrico ri-spetto alla terra

T - collegamento diretto a terra diun punto del sistema elettrico(in genere il neutro)

I - tutte le parti attive sono isolateda terra o un punto (in genereil neutro) è collegato a terratramite impedenza di valoreelevato

Secondalettera

Situazione dellemasse dell'in stal-lazione rispettoalla terra

T - connessione elettrica direttatra le masse e la terra

N - connessione elettrica direttatra le masse e il punto, in ge-nere il neutro, connesso a terradel sistema elettrico (se il neu-tro non è disponibile tale puntopuò essere un conduttore difase)

I sistemi di distribuzione che ne risultano sono: TT – tipico delle utenze alimentate in bassa tensione;TN – relativo alle utenze alimentate in media tensione tramite unapropria cabina di trasformazione; a seconda che le funzioni di neutroN e di protezione PE siano svolte da due conduttori separati (N ePE) o da un singolo conduttore (PEN) si hanno i seguenti sistemi: TN-S - neutro e conduttore di protezione separati; TN-C - unico conduttore per neutro e PE;

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TN - S: i due conduttoridi neutro e di prote-zione sono separati.

TN - C: le funzioni deiconduttori di neutro edi protezione sonosvolte da un unico con-duttore denominatoPEN che non deve es-sere sezionato da dispo-sitivi di protezione.

TN - C - S: è una combi-nazione dei primi duesistemi; le funzioni dineutro e di protezionesono svolte dal condut-tore PEN in una partedel sistema e da dueconduttori distinti PE eN nella restante parte.

Sistema TN

Sistema con il quale è distribuita l'energia alle utenze che dispon-gono di propria cabina di trasformazione:– il neutro è messo direttamente a terra;– le masse sono connesse allo stesso impianto di terra del neutro.N.B. Nel sistema TN è vietato collegare a terra localmente il condut-tore di neutro nei casi in cui è vietato utilizzare il sistema TN-C

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Sistema con il quale è di-stribuita l'energia elettricaalle utenze di I categoria:– il neutro è collegato diret-tamente a terra nella ca-bina di trasformazionedell’ente distributore;– le masse sono connesse adun impianto di terra, elettri-camente indipendente daquello del neutro, mediantePE.N.B. Nel sistema TT è vie-tato collegare il neutro al-l’impianto di terra dell’uten-te

Sistema adatto nei casi incui dev'essere garantita lacontinuità del servizio:– il neutro è isolato o messoa terra tramite impedenza;le norme consigliano però dinon distribuirlo;– le masse sono messe aterra indipendentemente ocollettivamente, oppure èpossibile collegarle alla terradel sistema.

TN-C-S - in una parte del sistema elettrico si ha un conduttoreunico PEN e nella restante parte due conduttori separati N e PE

IT – utilizzato per garantire la continuità dell’alimentazione.

Classificazione dei sistemi elettrici in relazionealla tensioneUn sistema elettrico è caratterizzato dalla sua tensione nominale,ossia dal valore efficace di tensione in base al quale il sistema stessoè denominato e gli elementi che lo compongono sono stati progettatie possono essere utilizzati.

Sistema TT

Sistema IT

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Tabella 1 – Categorie dei sistemi elettrici

Categoria

Limiti di tensione

Esempi di impiegocorrentealternata

(V)

corrente con-tinua non

ondulata (1)(V)

0 U ≤ 50 U ≤ 120

Segnalazioni acustiche eluminose; utensili porta-tili usati in condizioniambientali particolari;giocattoli elettrici ecc.

I U > 50U ≤ 1 000

U > 120U ≤ 1 500

Impianti elettrici in edi-fici di civile abitazione;nel terziario; nell’indu-stria.

II U > 1 000U ≤ 30 000

U > 1 500U ≤ 30 000

Cabine di trasformazione;grossi impianti indu-striali, linee di distribu-zione energia elettrica,ecc.

III U > 30 000 U > 30 000Linee per trasporto del-l’energia elettrica a me-dia e grande distanza.

(1) Una tensione in c.c. è ritenuta non ondulata quando:a - l’ondulazione sinusoidale non è superiore al 10% in valore efficace,b - oppure l’ondulazione non sinusoidale presenta un valore massimo dipicco ≤ 140 V per un sistema in c.c. con tensione nominale di 120 V,ovvero ≤ 70 V per un sistema in c.c. con tensione nominale di 60 V.

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Tabella 2 – Tensioni verso terra in relazione alla tensione nominalee al sistema di distribuzione

Sistema di distribuzione Tensione verso terra

U UUt = U0 = =

√ 3 1,73

Ut = U (1)

UUt = 2

Ut = U

(1) Nei sistemi elettrici isolati da terra la tensione nominale verso terranon ha un valore definito in quanto dipende dalle impedenze di isola-mento di ciascuna fase verso terra. Se tali impedenze hanno uguale va-lore, la tensione verso terra corrisponde alla tensione di fase, tuttavia seuna delle fasi presenta un guasto franco a terra la tensione verso terradelle altre fasi assume il valore della tensione concatenata. Poiché questaè la condizione più pericolosa, per i sistemi con neutro isolato o a terratramite impedenze (è il caso del sistema IT) si assume, come tensione no-minale verso terra, la tensione concatenata del sistema.

Neutro a terra

Neutro isolato o a terra tramite impedenza

Sistema monofase con punto di mezzo messo a terra

Sistema monofase senza punti a terra

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In relazione alla tensione nominale U le norme CEI 64-8 suddivi-dono i sistemi elettrici nelle categorie indicate nella tabella 1.Dal punto di vista della sicurezza risulta importante anche la ten-sione nominale verso terra Ut, ossia il valore massimo della tensionerilevabile tra un conduttore del sistema e la terra sia in condizionidi esercizio normale, sia in condizioni di guasto.La tabella 2 indica i valori della tensione nominale verso terra in re-lazione alla tensione nominale per alcuni sistemi elettrici.Oltre alla tensione nominale, si deve considerare anche la tensionemassima e la tensione minima di un sistema, rispettivamente comela tensione più elevata e più bassa che può verificarsi in qualunquemomento ed in qualunque punto dell’impianto in condizioni regolaridi esercizio, non tenendo conto delle variazioni temporanee dovute aguasti, a brusche variazioni di carico ecc.

Gradi di protezione degli involucriL’involucro è l’elemento che assicura ad ogni elemento dell’impiantoelettrico una protezione appropriata contro i contatti diretti per lepersone e contro gli agenti esterni (penetrazione di polvere, umidità,acqua ecc.). Il grado di protezione che l’involucro o la barriera assi-cura è definito dalle norme mediante le lettere caratteristiche IP (In-ternational Protection: protezione internazionale) seguite da duecifre ed eventualmente da due lettere di cui una addizionale ed unasupplementare (fig. 2).La prima cifra, indica sia il grado di protezione contro la penetra-zione di corpi solidi e della polvere, sia il grado di protezione control’accesso a parti pericolose (non solo elettriche, ma anche meccani-che, derivanti ad esempio dalla presenza di organi in movimento,cinghie, ruote dentate ecc.). Le verifiche relative a questi due tipi diprotezione sono effettuate in modo indipendente.

Fig. 2

Tabella 3 – Grado di protezione degli involucri

Accesso di corpi solidie a parti pericolose

0 Non protetto

1

Protetto contro corpi so-lidi di dimensioni supe-riori a 50 mm e control’accesso a parti perico-lose col dorso della mano.

2

Protetto contro corpi so-lidi di dimensioni supe-riori a 12,5 mm e control’accesso a parti perico-lose con un dito.

3

Protetto contro corpi so-lidi di dimensioni supe-riori a 2,5 mm e control’accesso a parti perico-lose con un attrezzo (adesempio cacciavite).

4

Protetto contro corpi so-lidi di dimensioni supe-riori a 1,0 mm e control’accesso a parti perico-lose con un filo.

5Protetto contro la polve-re e contro l’accesso aparti pericolose con unfilo.

6Totalmente protetto con -tro la polvere e control’accesso a parti perico-lose con un filo.

Accesso dell'acqua

0 Non protetto

1Protetto contro la ca-duta verticale di gocce diacqua.

2Protetto contro la ca-duta di gocce di acquacon una inclinazionemassima di 15°.

3 Protetto contro la piog-gia.

4 Protetto contro gli spruz- zi d’acqua.

5 Protetto contro i gettid’acqua.

6 Protetto contro le ondate

7 Protetto contro gli effettidell’immersione.

8 Protetto contro gli effettidella sommersione.

La seconda cifra indica il grado di protezione contro la penetrazionedell’acqua.La tabella 3 precisa il significato delle due cifre.La lettera addizionale (vedi tabella 4) ha lo scopo di designare il li-vello di inaccessibilità dell’involucro alle dita, alla mano, oppure adoggetti impugnati da una persona.Ha cioè una funzione prettamente antinfortunistica e dev’essere uti-

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Tabella 4 – Significato della lettera addizionale

Letteraaddizionale Descrizione

A Impedisce l'accesso con il palmo della mano

B Impedisce l'accesso con un dito

C Impedisce l'accesso con un attrezzo impugnato

D Impedisce l'accesso con un filo impugnato

lizzata solo se la protezione contro l’accesso all’involucro è superiorea quella definita con la prima cifra caratteristica.Ad esempio, nel caso di un involucro con grado IP1X, ossia protettosolo contro la penetrazione di corpi solidi estranei con diametro su-periore a 50 mm, possono essere aggiunte protezioni interne tali daimpedire che le dita umane possano entrare in contatto con le partipericolose. In questo caso, l’involucro è classificato IP1XB, per indi-care il grado di protezione esteso alle dita.Se invece la soluzione costruttiva consentisse un grado IP2X, l’indi-cazione della lettera B diverrebbe inutile.Al limite, se con accorgimenti costruttivi particolari (distanziamenti,

Letterasupplement. Descrizione

H Involucro adatto ad un’apparecchiatura ad altatensione

WInvolucro idoneo all’impiego in condizioni atmosfe-riche particolari (specificate dal costruttore) e do-tato di accorgimenti protettivi addizionali

M - S

Involucri in cui, per la presenza di parti interne inmovimento (caso tipico quello dei motori), l’even-tuale ingresso di acqua potrebbe provocare danni.La presenza della lettera M salvaguarda sempredai danni, mentre la S indica una salvaguardiacondizionata dal fatto che le parti mobili non sianoin moto

Tabella 5 – Significato della lettera supplementare

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labirinti strutturali o altro) fosse realizzata una protezione solo con-tro l’accesso a parti pericolose, il grado di protezione sarebbe indicatocon la sigla IP seguita da due X e dalla lettera addizionale. Ad esem-pio: IPXXA che indica la protezione solo contro l’accesso con il dorsodella mano a parti pericolose (elettriche o meccaniche).Si ricorda che le norme impianti, prescrivono, per gli involucri con-tenenti parti attive scoperte, un grado di protezione almeno pari aIPXXB, tranne che per le superfici superiori orizzontali per le qualila protezione deve essere portata a IPXXD (ad eccezione dei porta-lampada e dei portafusibili in caso di assenza della lampada o dellacartuccia fusibile).La lettera supplementare (vedi tabella 5) ha lo scopo di indicare con-dizioni particolari attinenti la tipologia o l’impiego dell’involucro edel suo contenuto.I gradi di protezione possono risultare ancora indicati, mediante isimboli riportati nella tabella 6 (l’equivalenza con il codice IP é ap-prossimativa).

Protezione meccanica contro gli urti (codice IK)La robustezza degli involucri delle apparecchiature elettriche, aglieffetti degli impatti meccanici, è specificata mediante il codice IK(Norma CEI 70-3) costituito da due cifre numeriche che individua -no l’energia d’impatto in joule (J) cui l’involucro ha dato prova di re-sistere senza subire danni.I vari codici e i relativi valori d’energia sono indicati nella tabella 7.

protezione contro lo stillicidio (IPX1)

protetto contro la pioggia (IPX3)

protezione contro gli spruzzi (IPX4)

protezione contro i getti d'acqua (IPX5)

stagno all'immersione (IPX7)

stagno alla sommersione (IPX8) - (m = profonditàmax)

protezione contro la polvere (IP5X)

protezione totale contro la polvere (IP6X)

Tabella 6 – Grado di protezione secondo le Norme CEE

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Tabella 7 – Gradi di protezione meccanica contro gli urti

Codice Energia (J)

IK 00 (nessuna prot.)

IK 01 0,15

IK 02 0,2

IK 03 0,35

IK 04 0,5

IK 05 0,7

Codice Energia (J)

IK 06 1

IK 07 2

IK 08 5

IK 09 10

IK 10 20

Classificazione dei componenti elettriciIn relazione al sistema di protezione contro i contatti indiretti i com-ponenti elettrici sono suddivisi nelle seguenti Classi:– Componenti di Classe 0 : sono provvisti solamente di isolamentoprincipale (1); l’involucro metallico (massa) non dispone del morsettodi messa a terra. Sono impiegabili quando sono allacciati a sistemielettrici di categoria 0 o a sistemi di categoria I totalmente isolatida terra (separazione elettrica) o installati in locali isolanti.Per i componenti di Classe 0 è vietata l’installazione negli impiantidi edifici civili e similari.– Componenti di Classe I : sono provvisti di isolamento principale intutte le loro parti e gli involucri sono muniti di morsetto di messa aterra (2). Questi componenti sono utilizzabili in tutti i sistemi (TT,TN, IT) di categoria 0 e I.– Componenti di Classe II: sono provvisti di isolamento speciale (3)e sono privi di morsetto di messa a terra. In pratica questi compo-nenti non hanno masse in quanto eventuali parti conduttrici esternesono separate da quelle in tensione da un isolamento tale per cui èassai improbabile un guasto. Sono impiegati, in alternativa a quellidi Classe I quando non si ritenga attuabile il collegamento a terra

(1) Si definisce principale (fondamentale) l’isolamento necessario per assicu-rare il normale funzionamento dell’apparecchio e la protezione fondamentalecontro le tensioni di contatto.(2) Contrassegno .(3) Per isolamento speciale si intende uno dei seguenti tipi:– doppio isolamento, costituito da un isolamento principale e da uno supple-mentare;– isolamento rinforzato, costituito da un isolamento principale migliorato etale da assicurare lo stesso grado di protezione contro il contatto elettrico deldoppio isolamento.

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degli apparecchi o tale collegamento non offra garanzie di efficienza,solo nei sistemi elettrici di I categoria (da oltre 50 V a 1 000 V percorrente alternata e da oltre 120 V a 1 500 V per corrente continua).Questi apparecchi sono contraddistinti dal simbolo indicatoa lato.– Componenti di Classe III: in questi apparecchi le parti in tensionepossono anche essere scoperte in quanto la protezione contro i con-tatti indiretti si basa sull’alimentazione a bassissima tensione di si-curezza. Non devono essere provvisti di morsetto di messa a terra diprotezione.In relazione al loro grado di mobilità gli apparecchi sono classificati:– apparecchio fisso: apparecchio ancorato a un supporto o fissato inaltro modo in un posto preciso (apparecchio a installazione fissa),oppure apparecchio che non può essere spostato facilmente;– apparecchio trasportabile: apparecchio che, pur potendo essere spo-stato facilmente non ha bisogno di essere spostato durante il suo im-piego ordinario;– apparecchio mobile: apparecchio trasportabile che dev’essere spo -stato manualmente dall’utilizzatore per il suo funzionamento men -tre è collegato al circuito di alimentazione;– apparecchio portatile (a mano): apparecchio mobile destinato adessere sorretto dalla mano dell’utilizzatore durante il suo impiegoordinario, nel quale il motore, se esiste, è parte integrante.

Principali definizioni relative agli impiantiPersona addestrata: persona avente conoscenze tecniche o espe-rienza (persona esperta), o che ha ricevuto istruzioni specifiche suf-ficienti per permetterle di prevenire i pericoli dell’elettricità, inrelazione a determinate operazioni condotte in condizioni specificate(persona avvertita).Componente elettrico: termine generale usato per indicare sia i com-ponenti dell’impianto sia gli apparecchi utilizzatori.Componente dell’impianto: ogni elemento utilizzato per la produ-zione, trasformazione, trasmissione o distribuzione di energia elet-trica, come macchine, trasformatori, apparecchiature, strumenti dimisura, apparecchi di protezione, condutture.Apparecchio utilizzatore: apparecchio che trasforma l’energia elet-trica in altra forma di energia (luminosa, calorica, meccanica ecc.).Parte attiva: ogni conduttore o parte conduttrice in tensione duranteil servizio ordinario. Il neutro è considerato parte attiva, mentre nonlo è il conduttore PEN (per convenzione).Massa: parte conduttrice facente parte dell’impianto elettrico o diun apparecchio utilizzatore che può essere toccata e in condizioni or-dinarie non è in tensione, ma che può andare in tensione in caso dicedimento dall’isolamento principale. Una parte conduttrice che puòandare in tensione solo perché è in contatto con una massa non deveessere considerata massa. Una massa conduttrice che può andare in

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tensione in caso di cedimento dell’isolamento principale, posta dietroun involucro o una barriera rimovibili senza l’uso di un attrezzo, è daconsiderare una massa se l’involucro o la barriera devono esser ri-mossi nell’esercizio ordinario; se l’involucro o la barriera sono rimo-vibili solo con l’uso di un attrezzo, le parti retrostanti non sono daconsiderare masse.Massa estranea: parte conduttrice non facente parte dell’impiantoelettrico ma suscettibile di introdurre il potenziale di terra (o in casiparticolari altri potenziali).Negli ambienti di tipo ordinario sono da considerare masse estraneele parti metalliche non facenti parte dell’impianto elettrico (tuba-zioni, infissi metallici ecc.) che presentano verso terra un valore diresistenza inferiore a 1 000 Ω.Negli ambienti a maggior rischio elettrico, quali: i cantieri di costru-zione, i locali ad uso agricolo o zootecnico ed i locali ad uso me dico digruppo 1 e 2 (senza pericolo di microshock) in cui la tensione di con-tatto limite UL è di 25 V, sono da considerare masse estranee le partimetalliche non facenti parte dell’impianto elettrico che presentanoun valore di resistenza verso terra inferiore a 200 Ω.Tensione totale di terra: tensione che si stabilisce in seguito a cedi-mento dell’isolante tra una massa e un punto a potenziale zero.Tensione di contatto: tensione che si stabilisce tra parti (masse,masse estranee) simultaneamente accessibili durante il cedimentodell’isolamento.Tensione di contatto limite convenzionale (UL ): massimo valore dellatensione di contatto che è possibile mantenere per un tempo indefi-nito in condizioni ambientali specificate.UL = 50 V per gli ambienti di tipo ordinario;UL = 25 V per gli ambienti a maggior rischio elettrico (cantieri edili,locali ad uso agricolo o zootecnico, locali ad uso medico).Parte intermedia: parte metallica non accessibile, che non è in ten-sione in servizio ordinario ma che può andare in tensione a seguitodel cedimento dell’isolamento principale.Parti simultaneamente accessibili: sono i conduttori o le parti con-duttrici (parti attive, masse, masse estranee, conduttori di prote-zione, dispersori, pavimenti e pareti non isolanti) che possono esseretoccate simultaneamente da una persona.Parti a portata di mano: sono i conduttori o le parti conduttrici si-tuati nel volume delineato nella figura 3.Circuiti di distribuzione: sono quelli che alimentano i quadri di di-stribuzione e costituiscono le dorsali dalle quali sono derivati i cir-cuiti terminali (fig. 4).Circuiti terminali: sono i tratti di circuito collegati direttamente agliapparecchi utilizzatori o alle prese a spina (fig. 4).Circuito elettrico: insieme dei componenti di un impianto alimentatoda uno stesso punto e protetto contro le sovracorrenti da uno stessodispositivo di protezione.

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Fig. 3

Corrente di impiego (di un circuito): corrente che può fluire in un cir-cuito nel servizio ordinario.Sovracorrente: ogni corrente che supera il valore nominale. Per lecondutture, il valore nominale è la portata.Corrente di sovraccarico (di un circuito): sovracorrente che si verificain un circuito elettricamente sano.Corrente di cortocircuito (franco): sovracorrente che si verifica in se-guito a un guasto di impedenza trascurabile fra due punti fra i qualiesiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio.Corrente convenzionale di funzionamento (di un dispositivo di prote-zione): valore specificato di corrente che provoca l’intervento del di-spositivo di protezione entro un tempo specificato, denominatotempo convenzionale.Corrente di guasto: corrente che si stabilisce a seguito di un cedi-mento dell’isolamento o quando l’isolamento è cortocircuitato.Corrente di guasto a terra: corrente di guasto che si chiude attra-verso l’impianto di terra.Corrente differenziale: somma algebrica dei valori istantanei dellecorrenti che percorrono tutti i conduttori attivi di un circuito in unpunto dell’impianto.

Fig. 4

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SEZIONAMENTO E COMANDO

In ogni impianto è necessario installare dispositivi in grado di inter-rompere i circuiti elettrici per ragioni di sicurezza o di funzionalità.La necessità di prevedere dispositivi per interrompere i circuiti elet-trici è dovuta ad uno dei seguenti motivi:– sezionamento (di sicurezza): messa fuori tensione di un impianto odi una sua parte in modo da garantire la sicurezza delle persone cheoperano su od in vicinanza di parti attive durante i lavori di ripara-zione, localizzazione guasti, sostituzione di apparecchi ecc.;– interruzione per manutenzione non elettrica: operazione destinataad interrompere l’alimentazione di macchine od altri apparecchi uti-lizzatori, o parti di essi, avente lo scopo di prevenire i pericoli, dovutiall’alimentazione elettrica ma diversi da quelli elettrici (ad esempiomovimento di organi);– interruzione di emergenza: comando inteso ad interrompere l’ali-mentazione elettrica a tutto l’impianto, o ad una sua parte, quandosi presenta un rischio di origine elettrica.– chiusura di emergenza: operazione destinata a fornire energia elet-trica ad una parte dell’impianto che deve essere utilizzata in situa-zioni di emergenza.– arresto di emergenza: comando di emergenza inteso ad arrestare imovimenti pericolosi;– comando funzionale: comando destinato alla chiusura, apertura ovariazione dell’alimentazione di un componente elettrico o di unaqualsiasi parte dell’impianto per il funzionamento ordinario.Le condizioni generali alle quali devono rispondere i dispositivi pre-posti alle funzioni di interruzione o comando sono le seguenti:– nei sistemi trifasi più neutro e nei sistemi monofasi (fase più neu-tro) l’apertura del neutro deve avvenire contemporaneamente o dopodi quella dei conduttori di fase e la chiusura deve avvenire contem-poraneamente o prima della chiusura delle fasi;– sul conduttore di protezione PE e sul conduttore PEN non devonomai essere inseriti dispositivi di interruzione (è ammesso solamenteun dispositivo di apertura manovrabile con attrezzo per le misure).Nella tabella 8 sono indicati i dispositivi idonei a svolgere le funzionidi sezionamento, interruzione per manutenzione non elettrica, co-mando ed arresto d’emergenza, comando funzionale.

SezionamentoÈ indispensabile prevedere un adeguato numero di dispositivi di se-zionamento onde rendere agevoli e sicuri gli interventi manutentivisenza mettere fuori servizio sezioni notevoli di impianto.In genere è opportuno prevedere un sezionatore generale e un sezio-natore per ciascun circuito.Il sezionamento deve interessare tutti i conduttori di fase compreso

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Tabella 8 – Idoneità dei dispositivi a svolgere la funzione di seziona-mento e comando

Dispositivo diinterruzione

Funzione

Seziona-mento

Interruzio-ne per ma-nutenzionenon eletrica

Interruzio-ne e arrestod'emerenza

Comandofunzionale

Sezionatore (1) SI – – –

Interruttoredi manovra (1) SI SI SI SI

Interruttoreautomatico SI SI SI SI

Interruttoredifferenziale SI SI SI SI

Interruttoreestraibile SI SI SI SI

Interruttoredi manovrasezionatore

SI SI SI SI

Contattore – SI SI SI

Presa a spina SI SI – se ≤ 16 A (2)

Fusibile SI – – –

Componenteelettronico – – – SI

(1) Con o senza fusibili.(2) Per le prese a spina di portata > 16 A occorre predisporre un disposi-tivo di comando che dev’essere interbloccato con la spina solamente neilocali di pubblico spettacolo.

il neutro (con esclusione del conduttore PEN). Solo nei sistemi TN-Snon è richiesto il sezionamento del neutro anche se è consigliabile.Se in un impianto o in involucro sono presenti più alimentazioni(esempio alimentazione ordinaria e di riserva) le persone che acce-dono alle parti attive devono essere avvertite con cartelli o altre se-gnalazioni della necessità di sezionare tutte le sudette parti a menoche sia previsto un dispositivo di interblocco tale da assicurare il se-zio namento delle parti attive.

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Il dispositivo impiegato deve:– garantire la necessaria distanza fra i contatti;– possedere una segnalazione ben visibile della posizione di apertosu tutti i poli;– essere installato in modo tale da impedire la chiusura accidentale.Gli apparecchi da utilizzare per il sezionamento sono ad esempio:– i sezionatori semplici;– l’interruttore di manovra-sezionatore;– gli interruttori automatici;– le prese a spina;– le cartucce per fusibili;– le barrette.Se per le operazioni di sezionamento si adottano dispositivi che nonsono in grado di operare sotto carico e tanto meno in condizioni diguasto, è opportuno adottare provvedimenti per evitare le operazionidi chiusura o apertura da parte di persone non edotte sui pericolidella manovra. Tali provvedimenti possono essere:– sistemazione del dispositivo in involucri o locali chiusi a chiave;– blocchi meccanici;– scritte o segnalazioni.Provvedimenti analoghi devono essere presi per evitare manovre in-tempestive del dispositivo di sezionamento quando esso non si trovasotto il controllo a vista dell’operatore.

Interruttori sezionatori da parete, retroquadro e armadio.

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Interruzione per manutenzione non elettricaPer questo tipo di interruzione i dispositivi utilizzati devono essereinseriti sul circuito di alimentazione principale, devono poter essereazionati sotto carico e devono essere contrassegnati in modo da ri-sultare facilmente identificabili. Inoltre devono essere previsti op-portuni provvedimenti affinché non possano essere riattivati in-tempestivamente. A tal fine si possono prevedere: blocchi a chia ve,cartelli monitori, ubicazione dei dispositivi stessi entro locali o in-volucri chiusi a chiave. Si possono utilizzare, ad esempio:– interruttori di manovra multipolari;– interruttori automatici;– ausiliari di comando dei contattori;– prese a spina.Sebbene non sia richiesta l’interruzione di tutti i conduttori attivi(fase più neutro), è da ritenersi più sicura l’interruzione onnipolare.É ammessa l’interruzione dei soli circuiti di comando, quando sia as-sicurata una condizione di sicurezza equivalente all’interruzione di-retta dell’alimentazione principale, adottando ad esempio precau-zioni supplementari, quali i blocchi meccanici.

Interruzione ed arresto d’emergenzaLa Norma CEI 64-8 differenzia l’interruzione d’emergenza (interru-zione dell’alimentazione elettrica per eliminare pericoli imprevisti eimprovvisi) dall’arresto d’emergenza (interruzione dell’alimentazioneelettrica qualora parti meccaniche azionate elettricamente possanoessere causa di pericolo).I dispositivi per l’interruzione d’emergenza sono, ad esempio, utiliz-zati in sistemi di pompaggio di liquidi infiammabili; in impianti diventilazione centralizzati; nei circuiti di alimentazione di lampade ascarica a tensione elevata; in grandi edifici, come ad esempio ma-gazzini di vendita; in laboratori per prove e ricerche elettriche; incentrali termiche; in grandi cucine.Esempi di impianti dove, viceversa, sono richiesti dispositivi per l’ar-resto d’emergenza sono le scale mobili; i nastri trasportatori; le porteazionate elettricamente; alcuni tipi di macchine utensili; gli impiantidi lavaggio auto.I dispositivi utilizzati per l’interruzione e l’arresto d’emergenza de-vono presentare i seguenti requisiti:– essere installati in modo che il loro azionamento sia rapido, inequi-vocabile ed avvenga con un’unica operazione. Gli attuatori (pulsanti,leve ecc.) devono essere di colore rosso su fondo giallo;– poter interrompere la corrente di pieno carico del circuito; sonoperciò utilizzabili interruttori di manovra, interruttori automatici,contattori ecc.;– devono agire sul circuito principale o sul circuito di comando;– nei circuiti di comando l’apertura deve avvenire per diseccitazionedella bobina o mediante altri sistemi che in caso di guasto pongano

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il sistema in condizioni di sicurezza. Èpossibile, ad esempio, utilizzare una bo-bina a lancio di corrente purché l’effi -cienza del circuito sia pe rmanentementese gnalata da una lampada spia (fig. 5).Il comando d’emergenza infine deve ope -rare solo sulla parte di impianto dallaqua le può derivare pericolo.

Comando funzionaleUn dispositivo di comando funzionale dev’essere previsto per ognicircuito e per ogni apparecchio che richieda di essere comandato in-dipendentemente.Uno stesso dispositivo può comandare più circuiti o più apparecchise questi sono destinati a funzionare contemporaneamente.Il dispositivo di comando non deve necessariamente interromperetutti i conduttori attivi e pertanto può essere sia onnipolare, sia uni-polare (in questo caso, però, deve essere inserito sulle fasi). Possono essere utilizzati:– interruttori automatici o interruttori di manovra;– contattori;– relè ausiliari;– prese a spina fino a 16 A;– dispositivi a semiconduttori.Nel caso in cui l’attuazione di un comando funzionale non possa es-sere controllata dall’operatore è necessario predisporre opportuni di-spositivi di segnalazione.Il dispositivo di comando funzionale deve essere protetto qualorapossa dar luogo a situazioni di pericolo se azionato accidentalmente.Nella commutazione di alimentazioni da sorgenti diverse i disposi-tivi di comando devono interrompere tutti i conduttori attivi.

Suddivisione dell’impiantoOgni impianto deve essere in genere suddiviso in diversi circuiti, se-condo le esigenze, per:– evitare pericoli e ridurre inconvenienti in caso di guasto;– facilitare ispezioni, prove e manutenzione in condizioni di sicurezza;– tenere conto dei pericoli che potrebbero derivare da un guasto supiù circuiti, come per es. i circuiti di illuminazione.– ridurre la possibilità di intervento indesiderato degli interruttoridifferenziali dovuto a correnti eccessive nel conduttore PE, non cau-sate da un guasto;– ridurre gli effetti delle interferenze elettromagnetiche.Per le parti dell’impianto che è necessario vengano comandate sepa-ratamente, devono essere previsti circuiti separati, in modo tale chequei circuiti non vengano influenzati da un guasto in altri circuiti.

Fig. 5

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PROTEZIONE CONTRO I CONTATTI DIRETTI

Le misure di protezione contro i contatti diretti comprendono tuttigli accorgimenti intesi a proteggere le persone contro il pericolo de-rivante dal contatto con parti attive normalmente in tensione.I sistemi di protezione previsti per gli ambienti ordinari compren-dono misure quali l’isolamento, l’impiego di involucri e barriere, diostacoli e distanziamenti (questi ultimi proteggono solo contro il ri-schio di contatti accidentali) ed inoltre metodi particolari quali la li-mitazione della corrente e la limitazione della carica elettrica.

IsolamentoL’isolamento delle parti attive è l’elemento base per la sicurezza. Icomponenti, siano essi cavi, condotti prefabbricati, organi di mano-vra e comando, accessori e apparecchiature o macchine devono sod-disfare norme specifiche che ne dettano i criteri di costruzione.L’isolante deve poter essere rimosso solo mediante distruzione e devepresentare caratteristiche di resistenza ad agenti meccanici, chimici,termici, elettrici ed atmosferici. Vernici, lacche, smalti e prodotti si-mili non sono in genere idonei a fungere da isolanti.Gli isolanti devono rispondere a precise condizioni quali il valore ditensione a cui il componente deve funzionare, il grado di resistenzameccanica, la temperatura di funzionamento (nonché gli sbalzi ter-mici), la resistenza agli agenti chimici più o meno corrosivi ed agliagenti atmosferici (raggi solari, pioggia, gelo ecc.).

Involucri e barriereGli involucri (parti che assicurano la protezione di un componenteelettrico contro determinati agenti esterni e, in ogni direzione, controi contatti diret ti) e le barriere (parti che assicurano la protezione con-tro i contatti diretti nelle direzioni abituali di accesso) devono avereun grado di protezione antinfortunistica almeno IPXXB e per le su-perfici superiori orizzontali a portata di mano almeno IPXXD).Se realizzati sul posto devono distare dalle parti attive dei sistemi diI categoria almeno 40 mm (riducibili se le parti attive sono meccani-camente solidali con involucri o barriere di materiale isolante).Affinché possano mantenere invariata la loro validità antinfortuni-stica contro i contatti diretti, devono essere saldamente fissati e de-vono poter conservare nel tempo il richiesto grado di protezione eduna conveniente separazione dalle parti attive.La rimozione delle barriere o l’apertura degli involucri deve esserepossibile solo con l’uso di un attrezzo o di una chiave (esemplareunico od in numero limitato, ed affidata a personale addestrato).In alternativa, l’involucro può essere interbloccato con un dispositivoche assicuri l’assenza della tensione sulle parti attive interne, op-pure può essere dotato all’interno di un’ulteriore barriera, asporta-bile solo con l’uso di una chiave o di un attrezzo e in grado di evitareil contatto delle dita della mano con le parti attive.

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Ostacoli e distanziamentoLimitatamente ai locali accessibili solo a persone addestrate (adesempio cabine elettriche) la protezione contro i contatti diretti conparti in tensione può essere attuata mediante ostacoli (corrimano,schermi grigliati ecc. (fig. 6)), ossia elementi intesi a prevenire uncontatto diretto involontario con le parti attive, ma non a impedireil contatto diretto intenzionale. Questi non devono poter essere ri-mossi accidentalmente ma, in caso di bisogno (ad esempio per inter-venti di misura o manutenzione), possono esserlo anche senza l’usodi una chiave o di un attrezzo.Il distanziamento consiste nell’impedire che una persona possa toc-care simultaneamente due parti a tensione diversa. Nella direzioneverticale la zona a portata di mano si estende sino a 2,5 m dal pianodi calpestio (superficie S della fig. 3 a pag. 86), non tenendo conto diqualsiasi ostacolo intermedio che fornisca un grado di protezione in-feriore a IPXXB. Una di queste parti può essere il pavimento, a menoche non sia isolante, cioè con resistenza R ≥ 50 kohm per tensioni no-minali ≤ 500 V e R ≥ 100 kohm per tensioni più elevate.

Protezione addizionale mediante differenzialiL’uso degli interruttori differenziali con corrente differenziale nomi-nale d’intervento ≤ 30 mA è considerato un metodo addizionale perla protezione contro i contatti diretti che non esime dall’applicazionedelle misure di protezione precedentemente descritte.La Norma CEI 64-8 richiede per la protezione contro i contatti direttil’installazione di dispositivi differenziali con corrente nominale d'in-tervento non superiore a 30 mA:a) nei locali ad uso abitativo per i circuiti che alimentano le prese aspina con corrente nominale non superiore a 20 A;b) per le prese a spina con corrente nominale non superiore a 32 Adestinate ad alimentare apparecchi utilizzatori mobili usati al-l’esterno.

Fig. 6

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Si tenga presente che la protezione differenziale presenta delle li-mitazioni:– non interviene per elettrocuzione fra due fasi del sistema;– in caso di elettrocuzione per contatto con una parte in tensione ela terra (o una massa o massa estranea) non evita all’infortunato la“scossa” elettrica, con ciò che ne consegue in termini di eventuale in-cidente indiretto, dovuto alla rapida ritrazione dell’individuo equindi a possibilità per lui di urti o cadute.Il fatto che sia la corrente di elettrocuzione a far intervenire il diffe-renziale (pur in tempi molto brevi), non consente però di esclude reche nell’infortunato possa insorgere la fibrillazione ventricolare.

Protezione per limitazione della correnteQuesta forma di protezione trova impiego esclusivamente su appa-recchiature speciali (interruttori a contatto, antenne televisive, re-cinzioni elettriche, apparecchi elettromedicali ecc.), nelle quali unaparte metallica accessibile si trova collegata ai circuiti attivi tramiteun’impedenza di valore elevato. La salvaguardia contro l’elettrocu-zione dev’essere garantita dal costruttore delle apparecchiature fa-cendo in modo che la corrente destinata ad attraversare il corpoumano durante il servizio ordinario (ad esempio in occasione del con-tatto con le dita per attivare l’interruttore) non sia superiore a 1 mAin corrente alternata oppure a 3 mA in corrente continua.Per le parti metalliche che non devono essere toccate durante il ser-vizio ordinario è ammessa sulle apparecchiature una tensione di con-tatto che non dia origine, sempre attraverso il corpo della persona,ad una corrente superiore a 3,5 mA in c.a. o 10 mA in c.c.

Protezione per limitazione della carica elettricaVi è un limite di capacità oltre il quale i morsetti dei piccoli conden-satori devono essere protetti contro il contatto diretto, per evitareche un’eventuale elettrocuzione dovuta alla corrente di scarica,anche se impulsiva, possa produrre effetti pericolosi sulle persone.Per la carica elettrica le norme indicano un valore massimo di 0,5 µC(microcoulomb) per le parti che devono essere toccate durante il ser-vizio ordinario e di 50 µC per le altre.I corrispondenti valori massimi di capacità, rapportati al valore ef-ficace della tensione di carica del condensatore, sono:

0,16 µF a 230 V 0,07 µF a 500 V 0,09 µF a 400 V 0,03 µF a 1 000 V

Oltre questi valori i condensatori devono avere una resistenza di sca-rica in parallelo che riduca in meno di 5 s la tensione ai loro capi adun valore inferiore a 60 V c.c., oppure devono essere autonomamenteprotetti contro il contatto accidentale (grado IP2X).

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PROTEZIONE CONTRO I CONTATTI INDIRETTI

La protezione consiste nelle misure intese a salvaguardare le per-sone contro il pericolo derivante dal contatto con parti conduttriciisolate dalle parti attive, ma che potrebbero andare in tensione acausa di un guasto (cedimento dell’isolamento).La protezione contro i contatti indiretti può essere omessa nei se-guenti casi:– mensole a muro per isolatori di linee aeree, compresi i relativi ac-cessori metallici, se situate fuori portata di mano;– pali di cemento armato con armatura metallica non accessibile;– masse che, per le loro ridotte dimensioni (approssimativamente 50x 50 mm) oppure per la loro disposizione, non possono essere affer-rate o determinare un contatto con una parte significativa del corpoumano, solo quando la connessione con un conduttore di protezionenon sia affidabile o sia eseguibile con difficoltà (per esempio a viti,rivetti, targhe e graffe di sostegno dei cavi).I metodi di protezione contro i contatti indiretti sono classificati nelseguente modo:a) con interruzione automatica (del circuito);b) senza interruzione automatica (del circuito) e:– impiego di componenti a doppio isolamento (o isolamento equiva-lente);– separazione elettrica con trasformatore;– luoghi non conduttori;– collegamento equipotenziale locale non connesso a terra.

Interruzione automatica dell’alimentazioneQuesto sistema di protezione consiste, in caso di guasto, nell'inter-rompere automaticamente l'alimentazione al circuito od al compo-nente elettrico, in modo che non possa persistere una tensione dicontatto presunta, superiore alla tensione di contatto limite conven-zionale UL, tra una parte attiva ed una massa o un conduttore diprotezione per un tempo tale da causare un rischio di effetti dannosialla persona eventualmente in contatto con parti simultaneamenteaccessibili. A tal fine le masse devono essere collegate ad un conduttore di pro-tezione nelle condizioni specificate per ciascun modo di collegamentoa terra (sistemi TN, TT, IT).Inoltre in ciascun edificio devono essere connessi al collettore diterra: il conduttore di protezione, il conduttore di terra, e le seguentimasse estranee e/o parti conduttrici:– i tubi alimentanti i servizi dell'edificio (acqua e gas);– le parti strutturali metalliche dell'edificio e canalizzazioni del ri-scaldamento centrale e del condizionamento d’aria;– le armature principali del cemento armato utilizzate nella costru-zione degli edifici, se praticamente possibile.

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Quando tali parti conduttrici provengano dall'esterno dell'edificio, illoro collegamento deve essere effettuato nel punto più vicino possi-bile a quello di entrata nell'edificio. Al collegamento equipotenziale principale deve essere collegatoanche qualsiasi schermo metallico dei cavi di telecomunicazione(previo consenso dei proprietari o degli utilizzatori di questi cavi).

Collegamento equipotenziale locale connesso a terraSe le condizioni per l'interruzione automatica sopra indicate non pos-sono essere soddisfatte in un impianto o in una sua parte, si deverealizzare un collegamento equipotenziale locale connesso a terrache comprenda tutte le masse simultaneamente accessibili di com-ponenti fissi dell'impianto e tutte le masse estranee, comprese le ar-mature principali del cemento armato, se praticamente possibile. Ilcollegamento equipotenziale deve risultare connesso ai conduttoridi protezione di tutti i componenti dell'impianto, compresi quellidelle prese a spina.Il collegamento equipotenziale locale connesso a terra si distinguedal collegamento equipotenziale supplementare richiesto ad esempioper i locali da bagno o doccia, perché quest'ultimo ha lo scopo di mi-gliorare la sicurezza anche quando i dispositivi di protezione rispet-tano i tempi di interruzione dell'alimentazione richiesti.Quando esistano dubbi sulla efficacia del collegamento equipoten-ziale locale connesso a terra, si deve accertare che la resistenza Rtra ogni massa ed ogni massa estranea simultaneamente accessibilisoddisfi le seguente condizione:

ULR ≤ Ia

essendo Ia la corrente (in A) che provoca il funzionamento automa-tico entro 5 s dei dispositivi di protezione contro le sovracorrenti op-pure la corrente Idn dei dispositivi differenziali. Ci si deve anche assicurare che la realizzazione di un collegamentoequipotenziale tra due masse appartenenti a due circuiti aventi con-duttori con sezioni molto diverse non possa provocare nel conduttoredi minore sezione il passaggio di una corrente di guasto tale da pro-vocare una sollecitazione termica superiore a quella ammissibile intale conduttore.

Sistema TTGli impianti elettrici alimentati direttamente in bassa tensione (si-stema TT) sono presenti in ogni settore, dall’edilizia residenziale, alsettore industriale (piccole officine, laboratori), agli esercizi commer-ciali, agli uffici, dai locali di pubblico spettacolo agli ambienti ad usomedico (ambulatori e studi medici).Negli impianti eserciti mediante il sistema TT un guasto tra unafase ed una massa determina la circolazione di una corrente di gua-sto che interessa contemporaneamente gli impianti di terra del-l’utente e dell’ente distributore (cabina).

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Il valore di tale corrente dipende dell’impedenza dell’anello di gua -sto (indicato in tratteggio nella figura 7) costituita essenzialmentedalle resistenze di terra Rn e RE.Per questi impianti la protezione contro i contatti indiretti è general-mente realizzata mediante interruzione automatica dell’alimenta-zione in modo che sia soddisfatta la seguente condizione:

RE · Idn ≤ UL (50 V)dove:RE è la resistenza di terra del dispersore (ohm) che può assumereanche valori elevati (tabella 9);Idn è la corrente differenziale nominale (A) del dispositivo differen-ziale.Se le condizioni di interruzione indicate dalla relazione sopra ripor-tata non possono essere soddisfatte, si deve realizzare un collega-mento equipotenziale locale connesso a terra.Quando diversi dispositivi di protezione a corrente differenziale sonoutilizzati in serie, questa prescrizione si applica separatamente atutte le masse protette dallo stesso dispositivo.Per la protezione degli impianti alimentati con sistema TT non è piùammesso l’uso degli interruttori automatici magnetotermici. Inoltreè sempre vietato collegare il neutro all’impianto di terra locale.Il punto neutro o, se questo non esiste, un conduttore di linea, diogni trasformatore o di ogni generatore, deve essere collegato a terra

Fig. 7

Tabella 9 – Valori massimi della resistenza di terra in relazione allacorrente differenziale nominale del dispositivo di protezione

Idn (A) 0,010 0,030 0,1 0,5 1

Rt (Ω) 5000 1660 500 100 50

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in modo da permettere l’interruzione dell’alimentazione al primoguasto franco su una massa collegata al dispersore. Per ragioni di selettività, a monte dei dispositivi differenziali di tipo ge-nerale, si possono utilizzare interruttori differenziali di tipo S (ritar-dati). Se questi ultimi sono installati su circuiti di distri buzione èammesso un tempo di interruzione maggiore, ma non superiore a 1 s.Negli impianti di cantieri edili, locali ad uso medico e strutture adi-bite ad uso agricolo o zootecnico, per i quali la norma limita la ten-sione di contatto a UL = 25 V, la condizione da soddisfare é:

RE · Idn ≤ 25

Sistema TNQuesti sistemi sono caratterizzati dal fatto di essere alimentati inmedia tensione (e di richiedere quindi una propria cabina di trasfor-mazione) mentre la distribuzione e l’alimentazione delle apparec-chiature e delle macchine è effettuata in bassa tensione, oppureparte in bassa e parte in media tensione. Poiché l’impianto di terra è unico per le masse e il neutro, la prote-zione contro i contatti indiretti dev’essere attuata per guasti che siverificano sia sulla parte dell’impianto in M.T. sia sulla parte di im-pianto in B.T.Un guasto in M.T., infatti, produce i suoi effetti sulle masse di en-trambe le parti dell’impianto.Protezione per guasti in bassa tensioneSul lato bassa tensione dei sistemi TN un guasto di impedenza tra-scurabile tra un conduttore di linea e il conduttore di protezione ouna massa è paragonabile ad un cortocircuito (fig. 8) dato che la cor-rente si richiude direttamente sul centro stella del trasformatore,interessando i conduttori di fase e quelli di protezione (il dispersorenon è quindi coinvolto).Per attuare la protezione con dispositivi a massima corrente a tempoinverso (fusibili o interruttori magnetotermici) si richiede che siasoddisfatta in qualsiasi punto del circuito la seguente condizione:

Fig. 8

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Zs · Ia ≤ U0U0 - tensione nominale verso terra dell’impianto relativamente allato bassa tensione (in volt);Zs - impedenza totale (in ohm) dell’anello di guasto che comprendeil trasformatore (sorgente) il conduttore di fase e quello di protezionetra il punto di guasto e il trasformatore;Ia - corrente (in ampere) che provoca l’intervento del dispositivo diprotezione entro il tempo indicato nella tabella 10.I tempi massimi di interruzione indicati nella tabella 10 si appli-cano ai circuiti terminali protetti con dispositivi di protezione con-tro le sovracorrenti aventi corrente nominale o regolata nonsuperiore a 32 A.Tempi di interruzione convenzionali non superiori a 5 s sono am-messi per i circuiti diversi da quelli terminali.Osservando la tabella si rileva che negli ambienti ordinari e per inormali sistemi di distribuzione a 230/400 V (dove U0 = 230 V), iltempo di intervento delle protezioni dev’essere non superiore a 0,2 s.Qualora la condizione Ia ≤ U0 /Zs non potesse essere soddisfatta congli interruttori magnetotermici, è necessario ricorrere a dispositivi dif-ferenziali (in questo caso Ia corrisponde alla corrente differenziale no-minale Idn), oppure realizzare un collegamento equipotenziale locale.Con l’installazione dell’interruttore differenziale la relazione indicatarisulta generalmente soddisfatta e non è quindi richiesta la misuradell’impedenza Zs.

Tabella 10 – Tempi massimi di interruzione per sistemi TN

Campo di tensione Corrente alternata(s)

Corrente continua(s)

50 V < U0 ≤ 120 V 0,8 (*)

120 V < U0 ≤ 230 V 0,4 5

230 V < U0 ≤ 400 V 0,2 0,4

U0 > 400 V 0,1 0,1

U0 è la tensione nominale verso terra in c.a o in c.c.Per valori di tensione intermedi, si sceglie il valore prossimo supe-riore.Quando la protezione è realizzata mediante l'uso di dispositivi dif-ferenziali, i tempi di interruzione si riferiscono alle correnti di gua-sto differenziali presunte più elevate della corrente differenzialenominale (tipicamente 5 Idn).(*) Per le tensioni che sono entro la banda di tolleranza precisata nellaNorma CEI 8-6 si applicano i tempi di interruzione corrispondenti allatensione nominale.

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L’utilizzo dei dispositivi di protezione a corrente differenziale è sem-pre ammesso nei sistemi TN-S, è vietato nei sistemi TN-C, mentrenei sistemi a TN-C-S non è ammesso utilizzare un conduttore PENa valle di tali dispositivi (il collegamento del conduttore di protezioneal conduttore PEN deve essere effettuato a monte del dispositivo diprotezione a corrente differenziale).Per realizzare la selettività dei dispositivi, gli interruttori differen-ziali del tipo S possono essere usati in serie agli interruttori differen-ziali di tipo generale.Quando, in casi particolari, l'interruzione automatica non può essereottenuta secondo le condizioni sopra indicate si deve realizzare uncollegamento equipotenziale locale connesso a terra.Protezione per guasti in media tensioneSecondo la Norma CEI 99-3 “Messa a terra degli impianti elettrici contensione superiore a 1 kV in corrente alternata” il dispersore di terradegli impianti in MT deve essere dimensionato in modo che la sua re-sistenza di terra RE sia di valore tale che, in relazione al coordina-mento con i dispositivi di protezioni di media tensione (tempi diintervento in funzione del valore della corrente di guasto) per guastoverso massa nel sistema MT, le tensioni di contatto UT siano contenuteentro i limiti di sicurezza indicati nella tabella 11, i cui valori sono statidesunti dalla curva di sicurezza riportata dalla Norma CEI 99-3.Le tensioni di passo, in genere, possono essere trascurate in quantonormalmente più basse di quelle di contatto. In ogni caso per le ten-

Tabella 11 – Valori massimi delle tensioni di contatto ammissibiliin relazione al tempo di eliminazione del guasto.

Durata del guasto tF[s]

Tensione di contattoammissibile UTP

[V]10 801,1 100

0,72 1250,64 1500,49 2200,39 3000,29 4000,2 500

0,14 6000,08 7000,04 800

Per guasti di durata maggiore di 10 s si può considerare un valore dellatensione di contatto di 75 V.

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sioni di passo sono ammessi valori maggiori di tre volte rispetto aivalori delle tensioni di contatto ammissibili indicati nella tabella 11(poiché 3 è il fattore di percorso della corrente nel corpo umano dapiede a piede).Le tensioni di contatto dipendono dalla tensione di terra UE, deter-minabile mediante la relazione:

UE = RE · IEessendo IE corrente di terra (cioè quella che circola verso terra tra-mite la resistenza di terra RE) che può essere fatta coincidere con lacorrente di guasto a terra IF, (corrente che circola verso terra dalconduttore di fase nel punto di guasto). In effetti la IE può essere in-feriore a IF in quanto una parte della IF può richiudersi nel sistemadi alimentazione (attraverso funi di guardia o schermi di cavi inter-rati), senza interessare l’impianto di terra. In ogni caso il considerareil valore di IF anziché quello di IE porta a risultati che sono a favoredella sicurezza.Il valore della corrente di guasto IF deve essere richiesto all’Ente di-stributore (4).Il valore della resistenza dell’impianto di terra in grado di contenerele tensioni di contatto entro i limiti della curva di sicurezza dipendedal tipo di dispersore della cabina M.T./B.T. e dell’impianto utilizza-tore e in particolare dal livello di equipotenzialità che assicura.Si possono prevedere i seguenti casi.

(4) Nei sistemi con neutro a terra, la corrente di guasto a terra si identifica conquella di cortocircuito monofase a terra; mentre nei sistemi a neutro isolato(che nel nostro paese rappresentano la maggior parte delle reti di II categoria)la corrente di guasto a terra è quella che si richiude attraverso l’impianto diterra e le capacità che le fasi della linea presentano verso terra.Nelle reti di II categoria funzionanti con neutro isolato, il valore della cor-rente di guasto a terra IF può essere valutata con la relazione:

IF = U (0,003 L1 + 0,2 L2)dove U è la tensione nominale della rete in kV; L1 è la somma delle lunghezzein chilometri delle linee aeree e L2 è la somma delle lunghezze in chilometridelle linee in cavo, ordinariamente collegate fra loro durante l’e sercizio.

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Caso 1Negli impianti con dispersore comune, ma con caratteristiche di-verse per le due parti di impianto (magliato in corrispondenza dellacabina e ad anello per l’impianto utilizzatore), che è la situazionepiù frequente, è necessario che il dispersore abbia una resistenza diterra RE tale da originare una tensione totale di terra UE minoredella tensione di contatto ammissibile UTp:

UE = RE · IE ≤ UTpSe la resistenza di terra del dispersore assume un valore tale da nonconsentire il rispetto della relazione indicata, l’alternativa ad unadeguamento del dispersore è quella della misura diretta dei valoridelle tensioni di contatto (UT) e di passo (US), verificando che:

UT ≤ UTp per le tensioni di contatto;US ≤ 3 UTp per le tensioni di passo

Qualora le relazioni indicate non risultino soddisfatte sarà inevita-bile prendere i necessari provvedimenti aggiuntivi per la riduzionedella tensione di contatto UT (isolamento o equipotenzializzazione)o della resistenza di terra RE.Caso 2Quando l’impianto di terra unico è costituito da una rete magliatache copre l’intera area dell’impianto utilizzatore e della cabina, sipuò ritenere assicurata una buona equipotenzialità. Pertanto lanorma consente di ritenere l’impianto di terra adeguato se è soddi-sfatta almeno una delle seguenti condizioni:1 – La tensione totale di terra risulta:

UE = RE· IE ≤ 1,5 UTp2 – La tensione totale di terra risulta:

UE = RE · IE ≤ 4 UTpe sono stati adottati inoltre i provvedimenti previsti dalla NormaCEI 99-3.3 – Le tensioni di contatto UT e di passo US misurate risultano:

UT ≤ UTp US ≤ 3 UTp

Caso 3Le masse dell’impianto utilizzatore di bassa tensione sono connessead un impianto di terra separato da quello della cabina (sistema TT).In questa situazione l’impianto di terra della cabina è adeguato se ri-sponde alle prescrizioni indicate per l’impianto di terra unico conrete magliata (caso 2) e la tensione totale di terra risulta:UE ≤ 250 V per tempi di intervento delle protezioni > 5 sUE ≤ 500 V per tempi di intervento delle protezioni ≤ 5 sQuesto perché in caso di guasto oltre al problema delle tensioni dicontatto, si presenta quello degli isolanti che possono essere solleci-

103

tati da una tensione eccessiva. A seguito di un guasto a massa, in-fatti, sono soggetti a una tensione che risulta essere la somma dellatensione di fase più la tensione totale di terra.Tensioni trasferite all’esterno dell’impiantoLe strutture metalliche che si estendono all’esterno del perimetrodell’impianto di terra, possono trasferire tensioni pericolose anche agrande distanza. Casi tipici sono le tubazioni metalliche, i binari, lerecinzioni, i nastri trasportatori ecc.I provvedimenti adottabili per evitare il trasferimento di tensioni dicontatto pericolose sono:Interruzione della continuità: questo provvedimento consiste nell’in-terrompere la continuità elettrica delle strutture metalliche in pros-simità del perimetro dell’impianto di terra e, qualora risulti neces-sario, anche in altri punti.Le interruzioni di continuità devono presentare, anche in condizioniambientali sfavorevoli (ad esempio, pioggia, terreno umido ecc.), ca-ratteristiche d’isolamento adeguate alla massima corrente di guastoa terra (fig. 9).Aumento della resistività: la misura consiste nel ricoprire il terrenoadiacente ai corpi metallici con materiali ad elevata resistività (pie-trisco, asfalto, bitume, gomma, plastica, ecc.). Sufficienti garanzied’isolamento nel tempo sono offerte da spessori superiori a 10 cmper la ghiaia o a 5 cm per l’asfalto.Controllo dei gradienti di tensione: mediante collegamento dei corpimetallici ad un dispersore supplementare con forma e dimensionitali da ridurre i gradienti superficiali.Segregazione ed isolamento: si adottano opportune barriere le qualiimpediscono il contatto con i corpi metallici che presentano tra loroo verso terra tensioni pericolose, oppure si impedisce l’accessibilitàall’area circostante i corpi stessi. L’accesso a tali aree può essere con-sentita solo a persone addestrate, in grado quindi di eliminare tem-poraneamente le condizioni di pericolo o di adottare mezzi protettiviidonei.La segregazione può essere omessa quando la presenza di personenon addestrate è molto improbabile.

Fig. 9 – Modalità di interruzione della continuità elettrica di una tubazioneesterna.

104

Sistemi ITNegli impianti che non ammettono l’interruzione dell’esercizio acausa di un guasto a terra, per i pericoli o per i danni alla produzioneche il disservizio comporterebbe, è necessario ricorrere al sistema didistribuzione IT (fig. 10).In questo sistema le parti attive devono essere isolate da terra op-pure essere collegate a terra attraverso un'impedenza di valore suf-ficientemente elevato. Il collegamento può essere effettuato al puntoneutro del sistema e, se questo non esiste, si può collegare a terra unconduttore di linea, o il punto neutro artificiale.Le masse metalliche sono collegate, separatamente, a gruppi o col-lettivamente, all’impianto di terra del sistema distinto da quello alquale è eventualmente connesso il neutro.Il valore dell'impedenza deve essere scelto in modo da evitare oscil-lazioni del potenziale dell'impianto dovute a fenomeni di risonanzaed in modo da provocare la circolazione di una corrente di guasto chepossa essere rilevata. In pratica, negli impianti aventi tensione no-minale di 230/400 V è opportuno scegliere una resistenza avente va-lore dell'ordine di qualche centinaio di ohm.In questo sistema in caso di guasto a massa la corrente di guasto sipuò richiudere solo attraverso le capacità dei conduttori sani versoterra, per cui risulta limitata; conseguentemente la soprelevazionedi tensione delle masse è contenuta entro valori non pericolosi.Un secondo guasto su una fase diversa dà luogo però ad una correnteche deve determinare l’intervento delle protezioni (fig. 11).

Fig. 10

Fig. 11

105

Le norme non richiedono l’intervento delle protezioni al primo gua-sto, ma prescrivono:– l’adozione di un dispositivo segnalatore sonoro e /o visivo a funzio-namento continuo atto a rilevare lo stato di isolamento di tutto l’im-pianto e quindi in grado di segnalare l’eventuale guasto a terra, siasulle fasi sia sul neutro (se questo è distribuito), affinché possa es-sere eliminato entro breve tempo (5);– che sia soddisfatta la condizione:

RE· Id ≤ 50 nei sistemi c.a. RE · Id ≤ 120 nei sistemi c.c.

dove:RE - è la resistenza del dispersore di terra a cui sono collegate lemasse (in ohm);Id - è la corrente di guasto nel caso di primo guasto di impedenzatrascurabile tra un conduttore di fase ed una massa (in ampere). Ilvalore tiene conto delle correnti di dispersione e dell'impedenza to-tale verso terra dell'impianto elettrico.A seguito del primo guasto a terra il sistema IT si trasforma in si-stema TN o TT a seconda che le masse siano connesse tutte allostesso impianto di terra oppure connesse ad impianti di terra sepa-rati (fig. 12).Le condizioni per assicurare la protezione contro i contatti indirettidi conseguenza devono essere:a) corrispondenti alle prescrizioni per i sistemi TT, se le masse sonomesse a terra singolarmente o per gruppi;b) corrispondenti alle prescrizioni per i sistemi TN, se le masse fannotutte capo allo stesso impianto di terra, con l’avvertenza che devonoessere soddisfatte le seguenti condizioni:

per circuiti in c.a. senza neutro distribuito (fig. 13a)e per circuiti in c.c. senza conduttore mediano

per circuiti in c.a. con neutro distribuito (fig. 13b)e per circuiti in c.c. con conduttore mediano

Fig. 12

UZs ≤ 2 Ia

U0Z ’s ≤ 2 Ia

(5) Se sono previsti entrambi i segnali sonoro e visivo, il segnale sonoro puòessere disattivato.

106

dove:Ia - corrente di intervento del dispositivo di protezione che inter-rompe il circuito entro il tempo t, specificato nella tabella 10 (a pag.99), per i circuiti terminali protetti contro le sovracorrenti con dispo-sitivi aventi corrente nominale o regolata non superiore a 32 A, etempi non superiori a 5 s per i circuiti diversi; Zs – impedenza (in ohm) dell’anello di guasto, costituito dal condut-tore di fase e dal conduttore di protezione (6);Z’s – impedenza (in ohm) del circuito di guasto, costituito dal con-duttore di fase, dal neutro e dal conduttore di protezione (6);U0 – tensione (in volt) in c.a. od in c.c. tra il conduttore di linea e ri-spettivamente il conduttore di neutro od il conduttore mediano;U – tensione (in volt) in c.a. od in c.c. tra i conduttori di linea.Se le condizioni indicate non possono essere soddisfatte con l’uso didispositivi di protezione di sovracorrente, si deve prevedere una pro-tezione con interruttore differenziale su ciascun circuito. Diversa-mente si deve realizzare un collegamento equipotenziale locale nonconnesso a terra.Negli impianti, o parti di esso, di ambienti particolari (cantieri edili,locali ad uso medico e strutture adibite ad uso agricolo o zootecnico)per i quali la tensione limite deve essere UL = 25 V, per la protezionecontro i contatti indiretti deve essere soddisfatta la relazione:

(6) Per l’impedenza dell’anello di guasto si dovrebbe prendere in considera-zione il caso più severo, per esempio, nella situazione di neutro distribuito, unguasto sul conduttore di linea lato sorgente e simultaneamente un altro gua-sto sul conduttore di neutro di un apparecchio utilizzatore del corrispondentecircuito.

Fig. 13

107

RE · Id ≤ 25mentre al verificarsi del secondo guasto a massa le protezioni devonointervenire nei tempi indicati nella tabella 10 (a pag. 99).Le norme raccomandano di non distribuire il neutro nei sistemi IT.Se il conduttore di neutro viene distribuito, è in genere necessarioprevedere in ogni circuito la rilevazione delle sovracorrenti su taleconduttore, al fine di provocare l’interruzione di tutti i conduttori at-tivi del circuito corrispondente, ivi compreso il conduttore di neutro.Ciò non è richiesto se si verifica una delle seguenti condizioni:– il neutro è protetto contro i cortocircuiti da un dispositivo di pro-tezione posto a monte, per esempio all’origine dell’impianto; – il circuito è protetto da un dispositivo differenziale avente correntenominale differenziale ≤ 0,20 volte la portata del conduttore di neu-tro. Il dispositivo deve aprire tutti i conduttori attivi del circuito cor-rispondente, compreso il conduttore di neutro.

Protezione senza interruzione automaticaImpiego di componenti di Classe II o con isolamento equi-valentePer i soli sistemi di I categoria le norme consentono di attuare la pro-tezione contro le tensioni di contatto mediante l’uso di materiale elet-trico (conduttori, scatole di derivazione, quadri, apparecchi ecc.) condoppio isolamento o con isolamento rinforzato (componenti in ClasseII) senza connessioni a terra. I componenti elettrici, che devono esserestati sottoposti alle prove di tipo ed essere contrassegnati con ilsegno grafico indicato a lato, possono essere dei seguenti tipi:– componenti elettrici aventi un isolamento doppio o rinfor-zato (componenti elettrici di Classe II);– componenti elettrici dichiarati nelle relative norme come equiva-lenti alla Classe II (ad es. i quadri aventi un isolamento completo).Anche un isolamento supplementare aggiunto all’isolante principaleo un isolamento rinforzato applicato alle parti nude durante l’instal-lazione dei componenti risultano idonei purché rispondenti a tutti irequisiti richiesti per i materiali di Classe II. In questo caso è racco-mandato che il segno grafico riportato a lato sia applicato al-l’esterno dell’involucro e, se possibile, anche all’interno.Per poter garantire all’impianto nel suo complesso un isola-mento di Classe II, è necessario rispettare le seguenti condizioni:– gli involucri isolanti devono presentare una struttura atta a sop-portare le sollecitazioni meccaniche, elettriche e termiche che pos-sono verificarsi in caso di guasto;– durante l’installazione si deve evitare di danneggiare anche mini-mamente gli isolamenti;– gli involucri non devono essere muniti di viti neppure di materialeisolante (per evitare che vengano sostituite con altre in metallo, com-promettendo così il grado di isolamento);– i contenitori muniti di portelli o coperchi devono essere apribili

108

solo con chiave o attrezzi. Se le porte e i coperchi sono apribili senzal’uso di un attrezzo, tutte le parti conduttrici accessibili devono tro-varsi dietro una barriera isolante (rimovibile solo con l’uso di at-trezzi) con grado di protezione minimo IPXXB.– le parti intermedie dei componenti elettrici pronti per il funziona-mento, devono essere protette con un involucro avente un grado diprotezione minimo IPXXB;– gli isolamenti supplementari ottenuti con l’impiego di vernici lac-che e materiali similari non sono adatti;– l’involucro non dev’essere attraversato da parti conduttrici suscet-tibili di propagare un potenziale;– l’involucro non deve nuocere alle condizioni di funzionamento delcomponente elettrico protetto;– le parti conduttrici racchiuse nell’involucro isolante non devonoessere collegate ad un conduttore di protezione. É possibile però farattraversare l’involucro da conduttori di protezione di altri compo-nenti elettrici il cui circuito di alimentazione passi anch’esso attra-verso l’involucro. All’interno dell’involucro tali conduttori e i loromorsetti devono essere isolati come se fossero parti attive e i mor-setti devono essere contrassegnati in modo adeguato;– le parti conduttrici accessibili e le parti intermedie non devono es-sere collegate ad un conduttore di protezione a meno che ciò non siaprevisto nelle prescrizioni di costruzione del componente elettrico.– i tratti di cavo compresi tra l’ingresso dell’alimentazione in un qua-dro metallico ed il dispositivo di protezione destinato alla protezionecontro i contatti indiretti, si considerano in accordo con le prescri-zioni riguardanti la Classe II anche se sono sprovvisti di guaina iso-lante o non sono installati in tubi protettivi od in canali isolanti,purché abbiano la lunghezza strettamente necessaria ad effettuarela connessione ai terminali del dispositivo di protezione. Queste con-nessioni, se realizzate in accordo con le norme del dispositivo di pro-tezione e in accordo con le eventuali indicazioni di montaggio fornitedal costruttore del dispositivo di protezione e/o del quadro, consen-tono di ottenere l’isolamento in Classe II.Per i sistemi elettrici con tensioni nominali non superiori a 690 Vsono considerate di classe II, le condutture elettriche costituite da:– cavi con guaina non metallica aventi tensione nominale maggioredi un gradino rispetto a quella necessaria per il sistema elettrico ser-vito e che non comprendano un rivestimento metallico;– cavi unipolari senza guaina installati in tubo protettivo o canaleisolante, rispondente alle rispettive Norme;– cavi con guaina metallica aventi isolamento idoneo per la tensionenominale del sistema elettrico servito, tra la parte attiva e la guainametallica e tra questa e l'esterno.La protezione con isolamento di Classe II o equivalente può coesi-stere in uno stesso impianto con la protezione attuata mediantemessa a terra e interruzione automatica del circuito.

109

Protezione per separazione elettricaLa separazione elettrica è una misura di protezione nella quale:– la protezione contro i contatti diretti è fornita dall'isolamento prin-cipale delle parti attive o da barriere od involucri;– la protezione contro i contatti indiretti è fornita dall’isolamentoprincipale dei circuiti separati da altri circuiti e da terra.Un guasto a massa nel circuito separato non comporta infatti alcunpericolo per le persone, in quanto la corrente di guasto non può ri-chiudersi, mancando il collegamento a terra di un punto del circuitoseparato (se le capacità dei conduttori verso terra sono trascurabili).Tuttavia, dato che la sicurezza di questa misura di protezione di-pende dal buon isolamento dei circuiti separati è opportuno che talicircuiti siano installati in modo che il loro stato possa essere esami-nato a vista. In particolare ciò vale per i cavi flessibili che sono sog-getti facilmente a danneggiamenti.Il circuito separato può alimentare un solo apparecchio utilizzatoreo più apparecchi. a) Alimentazione di un solo apparecchio utilizzatoreQuando la misura di protezione per separazione elettrica è applicataper l'alimentazione di un singolo apparecchio utilizzatore si devonoapplicare le seguenti prescrizioni:– alimentazione da una sorgente non messa a terra, avente almenoseparazione semplice (trasformatore ordinario), che fornisca unatensione per il circuito separato non superiore a 500 V;– le parti attive del circuito separato non devono essere collegate néad alcun punto di altri circuiti, né a terra né ad un conduttore di pro-tezione;– i cavi flessibili devono essere visibili in tutte le parti del loro per-corso in cui potrebbero essere danneggiati meccanicamente (se sonoprevedibili danneggiamenti meccanici i cavi devono essere protetti);– per il circuito separato è raccomandabile l’uso di condutture sepa-rate da quelle degli altri circuiti; nel caso non fosse possibile, si de-vono utilizzare cavi multipolari senza guaina metallica oppure caviunipolari senza guaina in tubi protettivi o canali isolanti a condi-zione che essi presentino un isolamento idoneo alla tensione nomi-nale del sistema a tensione più elevata presente nella canalizzazionee che ciascun circuito sia protetto contro le sovracorrenti;– le masse del circuito separato non devono essere connesse intenzio-nalmente né ad un conduttore di protezione, né ad una massa di altricircuiti, né a masse estranee (7). È ammesso però collegare intenzio-nalmente le masse del circuito separato ad un impianto di terra a cui

(7) Se le masse del circuito separato sono suscettibili di entrare in contatto,intenzionalmente o occasionalmente, con le masse di altri circuiti, la prote-zione contro i contatti elettrici non dipende unicamente dalla protezione perseparazione elettrica, ma anche dalle misure di protezione adottate per que-ste ultime masse.

110

non siano collegate né masse o conduttori di protezione di altri circuiti,né masse estranee che possano introdurre tensioni pericolose.b) Alimentazione di più apparecchi utilizzatoriQuesta misura di protezione è applicabile solo quando l'impianto ècontrollato o è sotto la supervisione di persone addestrate.Quando il circuito separato alimenta più apparecchi utilizzatori oltrealle prescrizioni riportate nel paragrafo a) precedente si devono os-servare anche le seguenti prescrizioni: – le masse del circuito separato devono essere collegate tra di loro permezzo di conduttori di protezione isolati, non collegati a terra; tali con-duttori, che svolgono la funzione di conduttori equipotenziali, non de-vono essere collegati intenzionalmente a conduttori di protezione oda masse di altri circuiti o a qualsiasi massa estranea (fig. 14);– tutte le prese a spina devono essere provviste di contatti di terrache devono essere collegati al conduttore di protezione;– tutti i cavi flessibili che non alimentino componenti elettrici conisolamento doppio o rinforzato, devono incorporare un conduttore diprotezione;– a protezione del circuito separato deve essere installato un dispo-sitivo di protezione (interruttore automatico magnetotermico) cheintervenga interrompendo l'alimentazione, al verificasi di due guastisu due masse che siano alimentate da conduttori di polarità diversa,nei tempi indicati in tabella 10 di pag. 99 (fig. 15).– il circuito separato deve essere di estensione ridotta (per limitarele correnti capacitive) per cui è raccomandabile che la condutturaelettrica non abbia lunghezza superiore a quella determinabile conla seguente relazione:

100 000L ≤

Une comunque non sia superiore a 500 m, essendo: L la lunghezza dellelinee a valle del trasformatore (in metri) e Un la tensione nominale

Fig. 14

111

di alimentazione (in volt) del circuito separato che, come detto, nonpuò essere maggiore di 500 V.Caratteristiche del conduttore di protezionePer quanto riguarda il conduttore di protezione valgono le seguentiprescrizioni:– il collegamento di protezione non va esteso all’involucro metallicodella sorgente di alimentazione;– tutte le prese del circuito separato devono avere l’alveolo di terracollegato al conduttore di protezione;– il conduttore di protezione dev’essere dotato di guaina isolante, inmodo che neanche accidentalmente possa andare in contatto con iconduttori di protezione o di terra o le masse di altri circuiti;– tutti i cavi di alimentazione delle utenze, tranne quelle in ClasseII, devono incorporare il conduttore di protezione utilizzato in questocaso come conduttore equipotenziale;– ogni collegamento di protezione deve essere realizzato con un con-duttore di sezione non inferiore a 2,5 mm2 se è prevista una prote-zione meccanica, oppure 4 mm2 se non è prevista alcuna protezionemeccanica (il conduttore di protezione contenuto nel cavo flessibiledi alimentazione dell’utilizzatore può avere sezione inferiore ai va-lori indicati, ma non minore di quella dei conduttori di fase).

Protezione per mezzo di luoghi non conduttoriPer la sua particolarità questo sistema di protezione non è ammessonegli edifici civili e similari.Devono essere osservate tutte le seguenti condizioni:1 – non si devono introdurre nel locale conduttori di protezione;2 – le masse devono essere disposte in modo che, in circostanze or-dinarie, una persona non possa venire simultaneamente in contattocon due masse, oppure una massa ed una massa estranea, se questeparti sono suscettibili di trovarsi ad un potenziale diverso a seguito

Fig. 15

112

di un guasto dell'isolamento principale di parti attive. Ciò si realizzaassicurandosi che il luogo abbia pavimento e pareti isolanti con re-sistenza verso terra:≥ 50 kΩ per tensioni nominali fino a 500 V;≥ 100 kΩ per tensioni nominali maggiori di 500 V;e applicando una delle seguenti disposizioni (fig. 16):– distanziamento delle masse tra loro e dalle masse estranee almenodi 2,5 m se a portata di mano, e di almeno 1,25 m se fuori dalla por-tata di mano in modo che non sia possibile toccare contemporanea-mente due masse o un massa e una massa estranea;– interposizione tra masse e masse estranee di efficaci ostacoli noncollegati a terra o a masse (e per quanto possibile in materiale iso-lante) e in grado di assicurare le distanze indicate nel precedentepunto;– isolamento (o disposizioni isolanti) delle masse estranee con re-sistenza sufficiente a sopportare una tensione di prova di almeno2000 V. La corrente di dispersione verso terra non deve superare1 mA in condizioni ordinarie d'uso.3 – le masse estranee (tubi metallici) uscenti dal locale devono essereinterrotte con elementi isolanti;4 – non è ammesso l’uso di prese a spina;5 – l’impianto dev’essere sotto il controllo di personale addestratoper evitare che nel locale possano venir introdotti apparecchi col-legati a terra oppure a masse estranee e che le persone siano sot-toposte a differenze di potenziale pericolose durante l’accesso allocale.

Fig. 16

113

Protezione per equipotenzializzazione del locale non con-nesso a terraAnche questo tipo di protezione non è applicabile, per le sue partico-larità, agli impianti in edifici civili e similari.La protezione viene realizzata collegando fra loro tutte le masse emasse estranee simultaneamente accessibili. Tale collegamentoequipotenziale non dev’essere connesso a terra né direttamente néattraverso masse o masse estranee.Precauzioni devono essere prese per assicurare che le persone cheentrano in tale luogo non siano esposte ad una differenza di poten-ziale pericolosa, in particolare quando un pavimento conduttore iso-lato da terra sia dotato di collegamento equipotenziale locale nonconnesso a terra.Personale addestrato deve controllare il locale per evitare l’introdu-zione di apparecchi connessi a terra e predisporre accorgimenti perevitare che le persone siano soggette a tensioni pericolose all’accessodel locale.

114

PROTEZIONE DIFFERENZIALE

L’interruttore differenziale svolge una funzione di protezione controi contatti diretti, indiretti e nei riguardi dell’incendio.Nel primo caso è una protezione addizionale che si aggiunge (nonpuò quindi sostituirle) alle misure di protezione passive (isolamento,involucri e barriere). Per questo compito il valore della corrente no-minale differenziale dev’essere Idn ≤ 30 mA.Nella protezione contro i contatti indiretti la Idn dell’interruttore de-v’essere coordinata con la resistenza dell’impianto di terra.Per quanto riguarda infine la protezione contro l’incendio, il diffe-renziale costituisce un controllore permanente dell’isolamento; a talfine deve presentare una Idn non superiore a 300 mA.Il differenziale è espressamente richiesto dalla Norma CEI 64-8 innumerosi casi (tabella 12).

Tabella 12 – Casi in cui l’interruttore differenziale è espressamenterichiesto dalla Norma CEI 64-8

Circuito Idn max(mA)

Articolonorma

Circuiti alimentati tramite cavo piattoper posa sotto tappeto a posa fissa 30 521.1

(Commenti)

Circuiti che alimentano prese a spinain zona 3 di locali contenenti bagni edocce (1)

30 701.53

Tutti i circuiti del locale o cabina sauna,con l’eccezione del riscaldatore persauna

30 703.412.5

Circuiti che alimentano prese a spina inzona 1 (piccole piscine) e in zona 2 dellepiscine (1)

30 702.53

Circuiti che alimentano prese a spinacon In ≤ 32 A nei cantieri edili (1) 30 704.410.1

Circuiti che alimentano apparecchi di il-luminazione fissi di classe I installati inzona 2 di piscine (1) e in zone 0 e 1 di fon-tane

30 702.413.7.3

(1) A meno che l'alimentazione avvenga per separazione elettrica, con ali-mentazione di un solo apparecchio, oppure con sistema SELV.

115

Circuito Idn max(mA)

Articolonorma

Circuiti installati in strutture ad usoagricolo o zootecnico che alimentano:– prese a spina con In ≤ 32 A– prese a spina con In > 32 A– circuiti terminali con grado di prote-zione < IP4X

30100

300

705.413

Circuiti che alimentano prese a spina:con In ≤ 20 A in locali ad uso abitativo;con In ≤ 32 A destinate ad alimentare ap-parecchi utilizzatori mobili impiegatiall’esterno

30 412.5.3

Nelle aree di campeggio i circuiti che ali-mentano ciascuno una presa a spina e icircuiti terminali di collegamento fissoper la fornitura di energia a case mobilio trasportabili

30 708.530.5.6

Condutture installate in luoghi a mag-gior rischio in caso d'incendio formate da:– cavi multipolari provvisti di PE;– cavi unipolari o multipolari senza PEinstallati in tubi, involucri, passerellemetallici oppure in tubi o involucri iso-lanti con grado di protezione ≥ IP4X

30300 (3)

1000 (3)751.04.2.7

Circuiti nei luoghi di pubblico spettacoloalimentati direttamente in bassa ten-sione (sistema TT)

(2) 752.47.1

Circuiti terminali di locali ad uso medicodi gruppo 1 che alimentano prese a spinacon In ≤ 32 A e tutti i circuiti dei locali aduso medico di gruppo 2 se non alimentatidal sistema IT-M.

30 710.413.1.3

(2) La Norma CEI 64-8/7 non fissa un limite per la corrente Idn, ma è ri-chiesto il coordinamento con l'impianto di terra.(3) Anche ad intervento ritardato.

116

PROTEZIONE CONTRO GLI EFFETTI TERMICI

Il calore sviluppato dai componenti elettrici non deve poter causaredanni alle persone, ai componenti elettrici fissi ed ai materiali nonfacenti parti dell’impianto elettrico, posti nelle loro vicinanze, in par-ticolare per quanto riguarda i seguenti effetti:– combustione o deterioramento di materiali;– rischio di ustioni;– riduzione della sicurezza nel funzionamento dei componenti elet -trici installati.

Protezione contro gli incendiI componenti elettrici non devono costituire pericolo di innesco o dipropagazione di incendio per i materiali adiacenti. A tal fine devonoessere conformi alle rispettive norme di prodotto. In carenza di esse,possono essere adottati, per i componenti elettrici costruiti con mate-riali isolanti, i criteri di prova riportati nella tabella 13.I componenti elettrici che possono raggiungere temperature super-ficiali tali da poter innescare l’incendio dei materiali adiacenti, de-vono essere installati in uno dei seguenti modi:– su od entro elementi costituiti da materiali che resistano a talitemperature e che abbiano una bassa conducibilità termica;– dietro schermi termicamente isolanti che resistano a tali tempera-ture e che abbiano una bassa conducibilità termica;– a una distanza sufficiente a permettere un’adeguata dissipazionedel calore per evitare che tali temperature possano avere effetti ter-mici dannosi sui materiali.I componenti elettrici collegati all’impianto in modo permanente, chenel loro funzionamento ordinario possono produrre archi o scintille,devono essere:– racchiusi in elementi di materiale resistente agli archi;– schermati, con elementi resistenti agli archi, dagli elementi del-l’edificio sui quali gli archi potrebbero avere effetti termici dannosi;– essere installati ad una distanza sufficiente dagli elementi dell’edi-ficio sui quali gli archi o le scintille potrebbero avere effetti termicidannosi, in modo da consentire la sicura estinzione agli stessi.I materiali utilizzati per schermare o racchiudere i componenti elet-trici devono essere non combustibili, avere bassa conducibilità ter-mica e uno spessore adeguato per assicurare stabilità meccanica.Se si ricorre alla interposizione di schermi termicamente isolanti,questi devono venire realizzati con i materiali aventi un adeguatogrado di reazione al fuoco.Si devono interporre elementi realizzati con gli stessi materialianche quando i componenti elettrici sono da collocare su elementiche non sono in grado di resistere alle elevate temperature (comeper esempio nel caso degli apparecchi di illuminazione) o ad archi o

117

Tabella 13 – Criteri di prova per verificare l’attitudine dei compo-nenti elettrici a non innescare o propagare l’incendio

Componenti elettrici(scatole, cassette, qua-dretti, placche e coper-

chi) nelle diversecondizioni d'installa-

zione

Resistenza al riscalda-mento in funzionamentoordinario e in fase d’in-

stallazione

Resistenza alriscaldamentoeccessivo per

guasto

Prova instufa per

60 min. (1)(°C)

Termopres-sione conbiglia (2)

(°C)

Prova al filoincandescente

(3)(°C)

Componenti da incassosotto intonaco (paretiin muratura tradizio-nale e prefabbricate)

60 (4) – 550

Componenti da in-casso per pareti vuote(pareti in truciolato,tramezze in legno ecc.)

70 – 850

Componenti applicatia parete 70 – 550

Parti dei componentidi cui sopra che ten-gono in posizione partisotto tensione (esclusele parti relative al con-duttore di protezione)

100 125 850

(1) Le modalità di prova sono quelle descritte nella Norma CEI 104-3(CEI EN 60068-2-2).(2) Le modalità di prova sono quelle descritte nella Norma CEI 89-24(CEI EN 60695-10-2).(3) Le modalità di prova sono quelle descritte nella Norma CEI 89-13(CEI EN 60695-2-11).(4) Per le scatole da incasso per pannelli prefabbricati a stagionatura ra-pida, il valore è di 90 °C.

scintille. Tuttavia, nel caso di apparecchi di illuminazione dotati diballast e marchiati con il simbolo F questi elementi addizionali nonsono necessari.I componenti elettrici fissi (ad es. apparecchi d’illuminazione con lam-pade a incandescenza) che presentino effetti di focalizzazione o diconcentrazione di calore, devono essere distanziati da qualsiasi og-getto fisso o elemento dell’edificio in modo tale che questi non possanoessere sottoposti, in condizioni ordinarie, a temperature pericolose.

118

Tabella 14 – Limiti di temperatura in funzionamento ordinario perle parti accessibili dei componenti elettrici

Parti accessibili Materiale delleparti accessibili

Temperaturamassima (°C)

Organi di comando da im pu-gnare

metalliconon metallico

5565

Parti previste per essere toc-cate durante il funzionamentoordinario, ma che non neces-sitano di essere impugnate

metalliconon metallico

7080

Parti che non necessitano diessere toccate durante il fun-zionamento ordinario

metalliconon metallico

8090

Quando i componenti elettrici installati nello stesso locale conten-gono liquido infiammabile in quantità significativa (8), si devonoprendere precauzioni per evitare che il liquido in fiamme ed i pro-dotti di combustione del liquido stesso (fiamme, fumo, gas tossici) sipropaghino alle altre parti dell’edificio. Ad esempio:– una fossa di drenaggio che raccolga le fuoriuscite di liquido e ne as-sicuri, in caso di incendio, l’estinzione; – installazione dei componenti elettrici in un locale dotato di paretiresistenti al fuoco e di barriere o di altri mezzi adatti ad evitare cheil liquido in fiamme si propaghi in altre parti dell’edificio; tale localedev’essere ventilato solo verso l’esterno.

Protezione contro le ustioniLe parti accessibili dei componenti elettrici a portata di mano nondevono raggiungere temperature tali che possano causare ustionialle persone. Ciò è verificato per i componenti elettrici conformi allerelative norme di prodotto. Per gli altri devono essere soddisfatti i li-miti indicati nella tabella 14.Qualora parti dell’impianto in funzionamento ordinario, possanoraggiungere, anche per brevi periodi, temperature superiori ai limitiindicati nella tabella 14, devono essere protette (con involucri o bar-riere aventi grado di protezione almeno IPXXB) in modo da evitareil contatto accidentale.

(8) Una quantità di 25 l di liquidi altamente infiammabili (oli minerali o idro-carburi) è generalmente considerata come significativa.Per liquidi isolanti meno infiammabili, come per esempio gli esteri o siliconi,il limite può essere aumentato a 50 l.Per quantità inferiori a 25 l è sufficiente prendere precauzioni per evitare lafuoriuscita e lo spargimento del liquido.

119

PROTEZIONE DAI CONTATTIDIRETTI E INDIRETTI

L’impiego della bassissima tensione, consente una protezione com-binata contro i contatti diretti e contro quelli indiretti. Condizioneessenziale perché ciò sia possibile è la garanzia che in nessun casoquesta tensione possa aumentare (ad esempio per un guasto alle ap-parecchiature che la forniscono o per un contatto accidentale conaltri circuiti).La protezione è assicurata quando:– per la protezione contro i contatti indiretti, la tensione nominale nonsupera 50 V in c.a., e 120 V in c.c. (ad eccezione dei locali a maggior ri-schio elettrico, quali bagni, piscine ecc);– per la protezione contro i contatti diretti, non supera i 25 V in c.a. ei 60 V c.c. in edifici dove è stato installato il collegamento equipotenzialeprincipale;– l’alimentazione proviene da una sorgente di sicurezza;– sono soddisfatte tutte le disposizioni normative.Si osservi che se il sistema è alimentato da un sistema a tensionepiù elevata tramite, per es., autotrasformatori, potenziometri, dispo-sitivi a semiconduttori, ecc., il circuito secondario è da considerareun’estensione del circuito primario e deve essere protetto mediantele misure di protezione applicate al circuito primario.

Sistemi SELV e PELVI sistemi a bassissima tensione utili alla protezione combinata pos-sono essere di due tipi SELV (Safety Extra-Low Voltage) e PELV(Protective Extra-Low Voltage).Il sistema SELV (che non ha nessun punto collegato a terra) è pre-feribile nelle situazioni in cui è necessario privilegiare l’aspetto dellasicurezza contro la folgorazione.Il sistema PELV (che ha un punto connesso a terra) è particolar-mente adatto nei circuiti di comando perché consente un buon com-promesso tra l’esigenza di sicurezza contro i contatti diretti edindiretti e l’esigenza di sicurezza contro gli azionamenti intempestividovuti a due guasti a terra che cortocircuitano i dispositivi di sicu-rezza del circuito di comando.Un terzo sistema a bassissima tensione, denominato FELV (Func-tional Extra-Low Voltage) ha caratteristiche prettamente funzionaliche non garantiscono da eventuali sovraelevazioni accidentali delvalore di tensione e pertanto richiede una protezione contro i contattidiretti ed indiretti analoga a quella richiesta per il circuito di ali-mentazione del trasformatore.

120

IMPIANTI DI ILLUMINAZIONEPER INTERNI

La luceLa luce è la sensazione determinata nell’occhio umano dalle radia-zioni elettromagnetiche, prodotte dalle sorgenti luminose, che si pro-pagano nello spazio con andamento essenzialmente periodico.Le radiazioni elettromagnetiche si trasmettono con una traiettoriarettilinea e sono caratterizzate dalle seguenti grandezze (fig. 1):– lunghezza d’onda λ, distanza tra i picchi di due onde successive(espressa in nanometri);– frequenza f, numero di periodi al secondo (espressa in hertz);– velocità di propagazione ν = λ· f che nel vuoto e nell’aria è di circa300 000 km/s.

Fig. 1

Le onde elettromagnetiche coprono una gamma di lunghezza d’ondavastissima, tuttavia solo la banda da 380 a 780 nm è occupata dalleonde elettromagnetiche visibili (fig. 2).

Fig. 2

121

Il coloreCiascuna lunghezza d’onda, nel campo delle radiazioni luminose,viene percepita dall’osservatore sotto forma di un determinato co-lore, il cui insieme costituisce lo spettro.I colori si succedono partendo da quello corrispondente alla lun-ghezza d’onda minore a quello corrispondente alla lunghezza d’on damaggiore: violetto - azzurro - verde - giallo - arancio - rosso.I colori rosso, giallo, blu sono detti colori fondamentali o elementariperché è possibile ottenere qualunque altro colore e gradazione conla semplice mescolanza di questi (fig. 3).

Fig. 3

Un oggetto appare quindi di un determinato colore perché riflettesolo le radiazioni luminose della lunghezza d’onda di quel colorementre assorbe tutte le altre.Il colore nero corrisponde all’assenza di radiazioni luminose mentrela luce bianca è costituita dall’insieme delle radiazioni di tutte lelunghezze d’onda.La sensibilità dell’occhio umano è massima per il colore giallo - verde(550 nm) e decade rapidamente verso i colori estremi (ossia il violettoe il rosso) (fig. 4).Si segnala che con l’acronimo RGB (Red, Green, Blue) si indicano i3 colori fondamentali nella luce (rosso, verde, blu), mentre nella ma-teria, pastelli, pitture ecc., i colori fondamentali sono rosso, giallo,

Fig. 4

122

blu. La miscelazione dei 3 colori fondamentali si ottiene sia con le lam-pade fluorescenti sia con le lampade a LED (nuove sorgenti luminose),in grado di creare atmosfere luminose finalizzate al divertimento (di-scoteche), alla cura/benessere (cromoterapia), alla vendita (sale espo-sizione) e numerose altre applicazioni.Poiché la visione del colore è soggettiva, si è reso necessario definireun sistema di valutazione univoco. Messo a punto dalla Commis-sione Internazionale dell’Illuminazione (ICI), questo sistema si basasu un diagramma tricromatico e consente di definire in modo ine-quivocabile qualsiasi colore, quando sono note le due coordinate x ey (fig. 5). La luce solare comprende tutte le lunghezze d’onda dei co-lori rappresentati dal diagramma tricromatico; viene pertanto as-sunta come luce campione.Le sorgenti luminose artificiali (lampade) sono invece caratterizzateda una emissione che non sempre comprende le onde di tutte le lun-ghezze d’onda dello spettro.La buona resa dei colori da parte di una sorgente artificiale di luceè condizionata quindi dal fatto che essa emetta radiazioni elettro-magnetiche che comprendono tutte le lunghezze d’onda dello spettrovisibile.

Fig. 5

123

Grandezze fotometriche

Definizione Simbolo dellagrandezza

Unità di misura(simbolo)

Flusso luminoso: quantità diluce emessa da una sorgenteluminosa nell'unità di tempo

Φ lumen (lm)

Illuminamento: quantità diflusso luminoso che investeperpendicolarmente una su-perficie S

EE = Φ/S

lux (lx)lx = lm/m2

Intensità luminosa: quantità diflusso luminoso emesso da unasorgente luminosa in una de-terminata direzione e nel-l'unità di angolo solido (1)

II = Φ /ω

candela (cd)cd = lm/sr

Efficienza luminosa: flussoemesso da una sorgente lumino-sa per ogni watt di potenza as-sorbita

Φ /P lumen/watt(lm/W)

Luminanza: intensità lumi-nosa emessa in una determi-nata direzione da una sorgenteluminosa o per riflessione dauna superficie illuminata rife-rita all’unità di superficie appa-rente (ossia normale a tale di-rezione, vedi figura a lato)Contrasto di luminanza: rap-porto fra il valore della lumi-nanza dell'oggetto e quello delsuo sfondo. Più è elevato, mag-giore è il contrasto (elevati con-trasti possono però affaticarela vista diminuendo il comfortvisivo).

LL = I /S

candela/m2

(cd/m2)

(1) L’angolo solido (ω) è la porzione di spaziodelimitata dalle semirette con origine in unpunto (0) che delimitano una porzione dellasuperficie della sfera che ha per centro 0.L'unità di misura è la steradiante (simbolo sr)equivalente all'angolo solido, con vertice nelcentro di una sfera di raggio r, che determinasu questa una calotta di superficie r2.

(Segue)

124

Definizione Simbolo dellagrandezza

Unità di misura(simbolo)

Rendimento luminoso di un ap-parecchio di illuminazione:rapporto tra la quantità diflusso emesso dall’apparecchioe la quantità di flusso totaleemesso dalle sorgenti luminosecontenute nell’apparecchio.

ηper cento

(%)

Indice di resa cromatica: valorenumerico che indica la resa cro-matica di una sorgente lumi-nosa raffrontata con quelladella luce solare alla qualeviene attribuito il valore 100.Ra = 85 ÷ 100, ottima resa cro-maticaRa = 70 ÷ 85, buona resa cro-maticaRa = 50 ÷ 70, modesta resa cro-matica

Ra –

Temperatura di colore: valuta-zione del colore della luceemessa dalle sorgenti luminoseutilizzata dai costruttori. Indica la temperatura assoluta(in gradi kelvin) a cui si do-vrebbe portare un corpo solidonero (elemento di riferimento)perché emetta una luce dellostesso colore di quella emessadalla sorgente luminosa.Valori indicativi:< 3 000 K luce calda (bianco-oro)3300 ÷ 5300 K luce bianca (vi-cino a quella naturale del sole)5300 ÷ 6 500 K luce fredda(diurna)

– kelvin(K)

125

Sorgenti luminoseLe sorgenti luminose possono essere classificate:– ad incandescenza (lampade a irradiazione per effetto termico);– ad arco o scarica nei gas o vapori (lampade fluorescenti, a vaporidi mercurio, di sodio ecc.);– a induzione;– a LED (Light Emitter Diode).Nella tabella 1 sono riportate la caratteristiche principali dei varitipi di lampadeLampade ad incandescenzaLe lampade ad incandescenza sono costituite da un’ampolla di vetroal cui interno è posto un filamento di tungsteno: il passaggio dellacorrente provoca il surriscaldamento del filamento ad una tempera-tura, prossima alla temperatura di fusione, tale da emettere luce.Queste lampade sono state messe al bando dalla Direttiva UE52/2003 in quanto poco efficienti.Lampade alogeneLe lampade agli alogeni sono lampade ad incandescenza che conten-gono all’interno del bulbo composti alogeni, come iodio o bromo. Glialogeni permettono una rigenerazione del filamento di tungsteno im-pedendo l’annerimento del bulbo generalmente realizzato in quarzo.Rispetto a quelle ad incandescenza hanno una miglior efficienza. Lampade fluorescentiIn questo tipo di lampada la scarica nei gas avviene tra due elettrodipreriscaldati posti all’interno di un tubo di vetro riempito con vaporedi mercurio a bassa pressione e con una piccola quantità di gas raro(argon, miscela di argon e neon o kripton); la superficie interna deltubo é ricoperta da polveri fluorescenti che trasformano le radiazioniultraviolette del mercurio da invisibili in radiazioni visibili.In base alle sostanze fluorescenti impiegate si possono avere tipi diluce differenti: luce bianca, luce diurna, luce rosata ecc.Per il funzionamento delle lampade fluorescenti sono necessari unostarter, un reattore magnetico e un condensatore oppure un unicoalimentatore elettronico.Le lampade fluorescenti a catodo freddo sono in genere più sottili epiù lunghe delle precedenti e richiedono tensioni di alimentazioneelevate. Sono utilizzate in genere per realizzare insegne luminose. Lampade fluorescenti compatteSono lampade fluorescenti di dimensioni compatte, comparabili, perquanto concerne il principio di funzionamento, alle lampade tubolarifluorescenti tradizionali. Sono caratterizzate da:– un attacco a vite tipo Edison uguale a quello delle lampade ad in-candescenza (ma altri tipi sono dotati di attacchi diversi);– contengono internamente i dispositivi di accensione, per cui non ri-chiedono cablaggio di starter, reattore, condensatore di rifasamento;

126

– producono più luce con un consumo minore (una lampada fluore-scente da 25 W produce più del doppio di luce della lampada ad in-candescenza da 60 W, consumando meno della metà);– hanno una durata 8 volte superiore di quelle ad incandescenza conconseguente riduzione dei costi di sostituzione.– sono disponibili con tonalità di luce calda, 2700 °K, uguale a quelladelle lampade ad incandescenza e tonalità di luce diurna.– l’uso di tubi più sottili disposti a spirale, ne permette anche l’uti-lizzo in apparecchi d’illuminazione ad involucro chiuso.

Vapori di mercurioLe lampade sono composte da un’ampolla in vetro di forma ellissoi-dale, all’interno della quale si trova il tubo di scarica contenente va-pori di argon e mercurio: il passaggio della corrente elettricaall’interno del tubo genera l’emissione di radiazioni luminose.L’ampolla è dotata di un attacco a vite tipo Edison ed ha la superficieinterna ricoperta da sostanze fluorescenti che trasformano le radia-zioni ultraviolette emesse dal mercurio in radiazioni visibili; ciò con-sente il miglioramento della qualità della luce e della resa dei colori.

Ioduri metalliciSono un’evoluzione delle lampade ai vapori di mercurio, ma si diffe-renziano per il tipo di gas contenuti nel tubo di scarica (oltre al mer-curio, ioduri di sodio, di tallio e indio) e per la forma e finituradell’ampolla. Nelle lampade di recente produzione vengono inseriteanche terre rare (disprosio, olmio, tulio, cesio), che permettono unamigliore distribuzione spettrale ed efficienze luminose più elevate.

Sodio alta pressioneSono costituite da un tubo di scarica in materiale ceramico traspa-rente, contenente sodio, posto in un’ampolla di vetro fornita di at-tacco tipo Edison. La scarica avviene in vapori ad alta temperaturae pressione con una conseguente emissione di luce bianco dorata.Sodio bassa pressioneHanno un principio di funzionamento analogo a quello delle lampadeal sodio ad alta pressione ma la scarica avviene all’interno di un tubodi vetro a forma di U. Il tubo di scarica è protetto da un’ampolla divetro a doppia parete all’interno della quale è praticato il vuoto alfine di mantenere una temperatura di 260 °C, corrispondente al va-lore di massima efficienza luminosa.Lampade ad induzioneLe lampade ad induzione sono costituite da un’ampolla di vetro co-sparsa internamente di polveri fluorescenti e caricata con vapori dimercurio.Un particolare avvolgimento interno, collegato ad un generatoreelettronico ad alta frequenza esterno alla lampada, funge da prima-rio mentre il mercurio si comporta come il secondario di un immagi-nario trasformatore. L’avvolgimento genera un campo magnetico che

127

dà origine a correnti indotte all’interno dell’ampolla e determina laionizzazione del gas e quindi la produzione di una scarica e l’emis-sione di radiazione ultravioletta che, interagendo con le polveri fluo-rescenti di cui è cosparso l’interno del bulbo, genera radiazionivisibili.La principale caratteristica di queste lampade consiste nella duratadi vita media che supera le 60 000 ore. LEDIl LED è un componente elettronico in grado di emettere luce. Il ma-teriale luminescente, allo stato solido, assicura assenza di fuoriu-scita di gas e di rotture per vibrazioni, contrariamente alle normalisorgenti luminose, dotate di ampolle contenenti gas e filamenti.Irradiano luce praticamente monocromatica di un particolare colore,che dipende dal materiale utilizzato.La loro integrazione in moduli composti da un certo numero di LEDpermette le più svariate applicazioni.I moduli devono essere alimentati tramite trasformatori elettroniciche forniscono una tensione di uscita in corrente continua a 10 op-pure 24 V stabilizzata e indipendente dalla potenza del carico.Estremamente flessibili nell’utilizzo, i moduli, possono, a secondadel tipo, essere montati a incasso, a parete, o a pavimento consen-tendo la massima libertà nel creare un’illuminazione di design.La vasta gamma di moduli disponibili, la varietà di forme e di fun-zioni consente di creare un’illuminazione d’effetto, realizzare lucipsichedeliche (che pulsano al ritmo della musica), guide di luce, ef-fetti di luce su superfici, colonne, pilastri e archi, piccoli fasci lumi-nosi, imitare la luce di ore diverse del giorno o di stagioni dell’annodiverse, segnalare i percorsi e i contorni di strutture (bordi e gra-dini), creare una vera e propria segnaletica di orientamento e di in-trodurre nuovi elementi decorativi nell’architettura di interni. Sono disponibili anche lampade a LED (che includono l’alimenta-tore) dotate di attacchi tradizionali che ne consentono l’intercambia-bilità con le normali lampade ad incandescenza.L’utilizzo di questa tipologia di sorgenti luminose presenta i seguentivantaggi: – accensione e raggiungimento della temperatura di colore imme-diati;– funzionamento anche a – 40 °C;– dimmerabilità e capacità di seguire rapidissime variazione di lu-minosità;– nessuna emissione di calore nella parte frontale e di raggi UV;– efficienza (15 ÷ 35 lm/W secondo il colore della luce emessa) e con-sumi vantaggiosi rispetto alle lampade ad incandescenza, alogene efluoresceti (a pari flusso luminoso, le potenze assorbite da una alo-gena e da un LED stanno nel rapporto 5 : 1, quindi con i LED si con-suma un quinto dell’energia); – vita lunghissima rispetto alle tradizionali lampade, con drastica ri-duzione dei costi di manutenzione.

128

Tabella 1 – Caratteristiche delle lampade

Famiglia Sottofamiglia Tipo di attacco

Incande-scenza(effettotermico)

senza alogeni E14; E27; E40

con alogeni

ad attaccounilaterale

E14; E27; B15d;G9; GU10- GZ10

doppio attacco R7S

per bassissimatensione

G4; GY6,35; GU4;GU5,3

Ad arco(a scaricanei gas enei vapori)

corto(a scarica)

a vapori dimercurio E27; E40

ad alogenuri E27; E40; G8,5;G12; RX7s-24; Fc2

vapori di sodioalta pressione E27; E40; ; PG12-1

vapori di sodiobassa pressione

BY22d

lungo(fluorescenti)

compatte (AI) E14; E27

compatte (AE)GX24q-1/2/3/4/5;G24q-1/2/3; 2G7;2G10; 2G11;GR10q

compatte (SI)G24d-1/2/3; G23;GX24d-1/2/3;GR8

lineari G5; G13; W4,3

circolari 2Gx13; G10q

Adinduzione

LED

AI - con alimentatore integratoAE - per alimentatori elettronici

129

Raflusso(lm)

efficienza(lm/W)

duratamedia(ore)

potenza(W)

min max min max min max

100 115 19000 8 19 1000 15 1000

100 1000 4200 13 17 3000 40 1000

100 1400 44000 14 22 3000 60 2000

100 350 3200 18 25 3000 5 100

70 - 95 1800 58000 30 55 10000 50 1000

70 - 90 2400 300000 50 95 5000 35 2000

30 4000 130000 64 119 12000 50 1000

65 12500 38000 73 84 8000 70 400

80 1300 4800 30 40 5000 35 100

< 20 1800 26000 67 170 9000 20 150

70 - 85 250 2000 50 60 5000 5 120

70 - 85 600 4800 60 85 10000 5 55

70 - 85 250 2000 50 80 8000 5 28

70 - 85 120 15300 50 90 9000 15 65

70 - 85 1300 5000 60 85 15000 22 60

80 3500 12000 64 73 60 000 55 165

30 - 100 2 250 20 50 100000 0,1 5

SI - con starter integrato

130

Parametri per la scelta della lampadaPer la scelta del tipo di lampada da utilizzare è necessario tenerconto delle seguenti caratteristiche (vedi tabelle 1 e 2):– Flusso luminoso: determina il numero delle lampade per ottenerel’illuminamento medio desiderato.– Potenza nominale: condiziona il dimensionamento dei circuiti dialimentazione. Nel caso di lampade che necessitano di alimentatore,si deve anche tener conto della potenza dissipata da quest’ultimo.– Indice di resa cromatica Ra: condiziona la fedele riproduzione deicolori degli oggetti illuminati.– Temperatura di colore: influisce sulla tonalità della luce e condi-ziona la scelta della lampada in relazione all’ambiente e all’attivitàin esso svolta (tabella 3).– Efficienza luminosa: consente una valutazione economica nellascelta delle lampade in quanto permette di confrontare, a parità dipotenza assorbita, il flusso luminoso emesso (fig. 6).– Decadimento flusso luminoso: indica la riduzione del flusso emessodalla lampada in funzione del tempo di funzionamento della stessa.– Durata media di vita della lampada: determina, unitamente al de -cadimento del flusso, l’economia di gestione dell’impianto e gli inter-valli di tempo fra gli interventi di sostituzione.

1 - ad incandescenza2 - ad incandescenza con alogeni3 - fluorescenti ad alta efficienza4 - fluorescenti5 - a vapori di mercurio alta pres-

sione a bulbo fluorescente

6 - a vapori di mercurio alta pressio- ne a luce miscelata

7 - a vapori di mercurio alta pressio-ne a alogenuri

8 - a vapori di sodio a bassa pressione9 - a vapori di sodio alta pressione

Fig. 6

131

Tipo dilampada

Dis

posi

tivo

diac

cens

ione

Tem

pi d

i acc

en-

sion

e (m

in)

Tem

pi r

iacc

ensi

o-ne

a c

aldo

(min

)

Res

a de

ico

lori

Dim

ensi

oni

Posi

zion

e di

funz

iona

men

to

Vapori di sodio:– bassa pressione– alta pressione

A (1)A

12-153

015

nullabassa

rilevantimedie

S.O.tutte

Vapori di mercu-rio con bulbofluorescente

no (2) 5 10 media medie tutte

Alogenuri metal-lici

si 3-4 15-20 buona medie/grandi

(4)

Fluorescenti:– lineari (3)

– compatte

starter

starter

0

0

0

0

discr./ottimaottima

rilevanti

med./pic-cole

tutte

tutte

Luce miscelata no (5) 5 5-10 media medie tutte

Nota - Tutte le lampada a scarica ad arco corto, qui esaminate, e quellead arco lungo (fluorescenti) richiedono, per stabilizzare l'arco, un reattoree, di conseguenza, richiedono la compensazione dell'energia reattiva me-diante un condensatore.A - accenditoreS.O. - solo prossime all'orizzontale(1) In genere.(2) Poichè l'innesco è provocato da un elettrodo ausiliario, offrono elevataaffidabilità (un componente delicato in meno).(3) Esistono diverse tipologie di lampade con resa cromatica fino a 96. As-sicurano anche un ottimo controllo dell'abbagliamento, grazie a lumi-nanza contenuta(4) In genere posizione solo prossima all’orizzontale; esistono anche lam-pade che funzionano in posizione verticale con zoccolo in alto.(5) La lampada a luce miscelata non essendo una lampada a scarica nonrichiede né reattore né accenditore e quindi è intercambiabile con le lam-pade a incandescenza.

Tabella 2 – Vantaggi e svantaggi delle lampade a scarica nei gas

132

Apparecchi di illuminazioneGli apparecchi di illuminazione svolgono alcune funzioni essenziali:controllano il flusso luminoso della lampada dirigendolo nelle dire-zioni desiderate; evitano l’abbagliamento schermando la lampada oriducendone la luminanza; proteggono la lampada dai danneggia-menti di carattere meccanico, garantendo la sicurezza elettrica fun-zionale e quella contro i contatti accidentali.In base alla distribuzione del flusso luminoso si classificano in:Diffusori: quando diffondono la luce in tutte le direzioni. Sono costi-tuiti da involucri opalini (in vetro o materiale plastico). Diminui-scono la luminanza della lampada attenuando l’abbagliamento, ma

Tabella 3 – Criteri di scelta delle lampade fluorescenti in relazioneall’ambiente

Ambiente Tonalitàdi luce

Resacromatica

Temperat.di colore

(K)

AbitazioniAlberghi, bar, ristorantiNegozi generi alimentari(carne e salumi)OreficerieLocali di pubblico spettacoloOspedali (corsie)

calda alta < 3000

ScuoleOspedali (illum. generale)UfficiNegozi variGrandi magazziniSupermercatiComplessi sportivi

bianca buona 4000

Officine IndustrieFabbriche genericheEsterni

bianchis-sima bassa > 3000

Negozi di tessutiIndustrie tessiliIndustrie graficheStudi fotograficiLaboratori

diurna alta > 5000

133

assorbono parte del flusso emesso dalla lampada (20 ÷ 50%) limi-tando il rendimento.Riflettori: quando riflettono, mediante superfici speculari (alluminiobrillantato, vetro argentato, lamiere smaltate ecc.) la luce emessadalla lampada indirizzandola entro un angolo che varia in funzionedel tipo di apparecchio: molto piccolo (nel caso dei proiettori), moltogrande (150° ÷ 160°) per i riflettori diffondenti.Rifrattori: quando la luce, attraversando uno schermo trasparente,è deviata dalla sua direzione angolare. In relazione alle scanalatureprodotte sullo schermo trasparente si può controllare la diffusionedella luce e quindi la direzione del fascio luminoso.Curve fotometriche degli apparecchi di illuminazioneOgni apparecchio di illuminazione è caratterizzato da una particolaredistribuzione del flusso luminoso che si traduce in differenti intensitàluminose nelle diverse direzioni. È pertanto possibile tracciare perogni piano passante per la sorgente luminosa e l’apparecchio unacurva fotometrica che rappresenta i valori dell’intensità luminosa mi-surati lungo le varie direzioni angolari.Le curve fotometriche, consentono di definire le caratteristiche illu-minotecniche degli apparecchi e sono quindi fondamentali nei calcolidegli impianti di illuminazione.Normalmente, per ogni apparecchio, vengono fornite due curve foto-metriche (fig. 7) relative a due piani verticali, ortogonali tra loro,passanti per il centro ottico dell’apparecchio. Per facilitarne la let-tura sui diagrammi vengono riportati dei cerchi concentrici attornoall’origine (che rappresentano i livelli di intensità luminosa) e deisegmenti uscenti dall’origine (che rappresentano gli angoli rispettoalla verticale).In genere le curve fotometriche sono tracciate basandosi convenzio-nalmente su un flusso luminoso di 1 000 lm. I valori rilevati dal dia-gramma devono essere quindi moltiplicati per un fattore che èproporzionale al flusso effettivo della lampada.

Fig. 7

134

Classificazione degli apparecchi in base alla distribu-zione del flusso luminoso

Tipo Curva fotometrica Apparecchio

Diretta: il flusso luminoso èindirizzato nella zona sotto-stante l’apparecchio.Consente l’adozione di appa-recchi poco costosi, ma sel'altezza di questi sul pianodi lavoro è insufficiente sicrea disuniformità di illumi-namento.

Semidiretta: il flusso lumi-noso è diretto prevalente-mente verso il basso e inmisura minore verso il sof-fitto per attenuare l’ombra erendere più confortevole lavisione.

Mista: il flusso luminoso èdistribuito in parti circauguali verso l’alto e il basso,con uniformità di illumina-mento e assenza di ombre edi abbagliamento.

Semindiretta: il flusso lumi-noso è indirizzato verso ilsoffitto con distribuzionemolto allargata e in piccolaparte verso il basso. Illumi-namento uniforme, senzaabbagliamento.

Indiretta: il flusso luminosoè diretto tutto verso il sof-fitto con distribuzione moltoallargata e giunge al pianodi lavoro per riflessione.Offre elevata uniformità diilluminamento.

135

Sistemi di illuminazione

Tipo Schematizzazione

GeneraleGli apparecchi sono disposti in modo cheil flusso luminoso sia distribuito in tuttol'ambiente in modo uniforme.Sistema largamente usato in ogni camposoprattutto dove sono necessari sul pianodi lavoro bassi o medi livelli di illumina-mento.

DirezionaleLa luce proviene prevalentemente da unadirezione preferita.Tale illuminazione è realizzata medianteuna particolare disposizione degli appa-recchi illuminanti o impiegando faretticon riflettore a fascio largo.È usata per creare ombre su oggetti espo-sti per evidenziarne la forma e per illu-minare superfici che a loro volta agisconocome sorgenti secondarie di luce.Questo sistema può essere combinato conl'illuminazione generale.

LocalizzataGli apparecchi sono concentrati in certearee in modo da produrre un illumina-mento sufficientemente elevato nellezone di maggior interesse.L’illuminamento dell'ambiente può risul-tare disuniforme.

SupplementareGli apparecchi illuminanti sono dispostivicino alle zone ove si deve compiere unlavoro allo scopo di realizzare un illumi-namento elevato.Questo tipo di illuminazione dev'essereintegrato da una illuminazione generale.

136

Classificazione degli apparecchi di illuminazione(Secondo il loro modo di protezione contro i contatti indiretti)

Classeapparecchio Caratteristiche Contras-

segno

0

Sono provvisti solamente di isolamentoprincipale e non dispongono del morset-to per la messa a terra. In caso di guastodell'isolamento principale la protezionerimane affidata alle caratteristiche del-l'ambiente che circonda l'apparecchio.

–

ISono provvisti di isolamento principalee morsetto di messa a terra che dev’es-sere connesso al conduttore di prote-zione dell’impianto.

–

IISono provvisti di doppio isolamento oisolamento rinforzato e non dispongonodel morsetto di messa a terra.

IIIApparecchi ad isolamento ridotto per-ché destinati ad essere alimentatiesclusivamente da un sistema a bassis-sima tensione di sicurezza.

Gradi di protezione degli apparecchi di illuminazioneI gradi di protezione sono quelli previsti dalle Norme CEI per gli in-volucri degli apparecchi in genere (vedere pag. 79).

Scelta ed installazione degli apparecchi di illuminazioneNella scelta e nell’installazione degli apparecchi di illuminazione sideve valutare l’effetto termico dell’energia irradiata e trasmessa al-l’ambiente circostante prendendo in considerazione:– la potenza massima ammissibile dissipata dalle lampade;– la resistenza al fuoco del materiale adiacente al punto di installa-zione e nelle aree termicamente influenzate;– la distanza minima degli oggetti illuminati verso i materiali com-bustibili.A tal fine gli apparecchi di illuminazione devono essere installati inaccordo con i simboli riportati sugli apparecchi stessi (tabella 4). La connessione degli apparecchi di illuminazione fissi ai conduttoridi alimentazione deve avvenire in una scatola che costituisce il ter-minale della conduttura, eventualmente tramite un adeguato con-nettore montato nella scatola.Se l’apparecchio di illuminazione non è provvisto di mezzi per la con-nessione ai cavi di alimentazione, è richiesto che questa connessione

137

venga effettuata mediante morsetti, oppure mediante connettoriadatti per la connessione all’alimentazione. I mezzi di fissaggio, de-stinati a sostenere gli apparecchi di illuminazione sospesi, devonoessere conformi alle istruzioni del costruttore.L’installatore deve assicurarsi che i mezzi di fissaggio siano in gradodi sostenere la massa degli apparecchi di illuminazione e i loro even-

Simboli Significato

Uso di cavi resistenti al calore per alimentazione, in-terconnessione o cablaggio esterno

Unità di alimentazione protetta termicamente permontaggio su superfici normalmente infiammabili

Distanza minima dagli oggetti illuminati

Apparecchio a temperatura limitata in superficieadatto per essere installato dove si possono accumu-lare polveri combustibili (non esplosive).

Apparecchio per uso solo di lampade ad alogeni auto-schermate e lampade utilizzabili solo con apparecchiaperti

Apparecchio da incasso non adatto per montaggio di-retto su superfici normalmente infiammabili

Apparecchio non adatto per montaggio superficialediretto su superfici normalmente infiammabili

Apparecchio non adatto ad essere coperto con mate-riale di isolamento termico

Alimentatore (o trasformatore) dotato di una prote-zione termica per prevenire il surriscaldamentoanche in caso di guasto o di fine vita.

Alimentatore indipendente

Trasformatore di isolamento di sicurezza di prote-zione contro i cortocircuiti

Tabella 4 – Simboli indicanti la protezione contro gli effetti termiciper apparecchi di illuminazione e relative apparecchiature

138

Fig. 8

tuali accessori, verificando che essa sia compatibile con la resistenzameccanica del soffitto. È ammesso l’impiego di alimentatori delle lampade indipendenti solose questi sono marcati con il corrispondente simbolo (tabella 4).

Requisiti per una buona illuminazioneUn impianto di illuminazione a regola d’arte, in conformità allenorme, richiede il conseguimento dei seguenti requisiti:– livello d’illuminamento adeguato alle necessità di chi frequental’ambiente;– uniformità d’illuminamento senza eccessivi contrasti o con i dovuticontrasti (dove servono);– equilibrio delle luminanze;– limitazione dell’abbagliamento;– equilibrio tra illuminazione direzionale e illuminazione diffusa;– dosaggio appropriato tra illuminazione artificiale e naturale;– resa dei colori commisurata alle necessità (non esclusa quella psi-cologica del vivere e lavorare in un ambiente gradevole);– economia di gestione dell’impianto.

Livello d’illuminamentoCostituisce uno dei più importanti elementi da prendere in esamenell’elaborazione del progetto; un adeguato valore dell’illumina-mento in relazione alle caratteristiche e destinazione dell’ambienteconsente infatti all’occhio di percepire con rapidità e sicurezza, senzafatica i particolari che interessano.La fig. 8 a indica la variazione percentuale del rendimento e dell’affa-

139

ticamento visivo in relazione ai livelli di illuminamento, mentre la fig.8 b mostra la variazione percentuale del numero di errori che possonoessere commessi sempre in relazione ai livelli di illuminamento.Nei calcoli illuminotecnici si considera l’illuminamento medio man-tenuto, Em ossia il valore al di sotto del quale l’illuminamento medionon deve mai scendere e che quindi deve essere sempre garantitonel tempo, grazie ad interventi di manutenzione sugli apparecchi il-luminanti e di sostituzione delle lampade guaste o con efficienza ec-cessivamente ridotta.Nella tabella 5 sono riportati i livelli di illuminamento medio man-tenuto, Em, consigliati per alcuni tipi di ambiente di lavoro (selezionedalla Norma UNI EN 12464-1). I livelli più elevati possono essereraggiunti anche integrando l’illuminazione diffusa con fonti localiconcentrate sugli oggetti da osservare o lavorare.L’illuminazione localizzata deve essere comunque coordinata conquella generale e non può sostituirsi ad essa. Nella tabella 5 sono riportati anche i valori consigliati:– dell’indice di resa cromatica Ra, che, in ambienti in cui si lavora odove si deve permanere per lungo tempo, non deve mai essere infe-riore a 80;– di URG, coefficiente relativo alla limitazione dell’abbagliamentoper la cui definizione si rimanda a pag. 144.L’illuminamento medio va misurato sulla superficie orizzontale, ver-ticale o inclinata di ogni zona del compito visivo; solo per i corridoie le rampe di accesso ai parcheggi deve essere misurato a livello delpavimento.Qualora siano richieste condizioni di visibilità diverse dalle abituali,il valore di illuminamento medio mantenuto può essere modificatodal progettista di almeno un gradino della seguente scala degli illu-minamenti in più o in meno:

20 30 50 75 100 150 200 300 500750 1000 1500 2000 3000 5000

È opportuno aumentare i valori dell’illuminamento mantenutoquando:– il compito visivo è critico;– accuratezza e produttività sono molto importanti;– le capacità visive del lavoratore sono inferiori al normale;– i dettagli dell’oggetto del compito visivo sono molto piccoli o conbasso contrasto;– il compito visivo richiede tempi di lavoro molto lunghi.È consentito ridurre il valore dell’illuminamento mantenuto se:– il compito visivo richiede tempi di lavoro molto brevi;– i dettagli dell’oggetto del compito visivo sono molto grandi o conelevato contrasto.Nelle zone immediatamente circostanti il compito visivo può essereridotto purchè correlato al valore dell’illuminamento della zona delcompito visivo e comunque non minore dei valori della tabella 6.

140

Tabella 5 – Valori di illuminamento, indice di resa cromatica e indicedi abbagliamento consigliati per vari tipi di ambiente e attività

Tipi di ambiente o attività Em(lux) Ra UGR

Zone di transito– Aree di circolazione e corridoi 100 (2) 40 28– Scale, ascensori, tappeti mobili 150 40 25– Rampe di carico 150 40 25Locali di pubblico interesse in genere– Ingressi 100 80 22– Sale d’attesa 200 80 22Uffici– Uffici archiviazione, copiatura, aree

di circolazione 300 80 19

– Uffici scrittura, lettura, elaboraz. dati 500 80 19– Archivi 200 80 25– Disegno tecnico 750 80 16– Postazioni CAD 500 80 19– Sale conferenze e riunioni 500 80 19– Ricezione (reception) 300 80 22Ambulatori medici– Locale visite e cure mediche 500 90 16– Infermeria 500 80 19– Locali per esercizi fisici 300 80 22– Guardaroba, gabinetti, bagni 200 80 25Teatri, sale da concerto, cinema– Ingressi 100 80 22– Guardaroba 200 80 25– Biglietteria 300 80 22– Sala d’attesa 200 80 22– Corridoi 100 80 25– Sale di prova, spogliatoi 300 80 22

141

Tipi di ambiente o attività Em(lux) Ra UGR

Fiere e padiglioni espositivi– Illuminazione generale 300 80 22Magazzini

– Zone di stoccaggio 100-200(1) 60 25

– Zone di movimentazione, imballag-gio, spedizione 300 60 25

– Corridoi di magazzini con scaffali 20-150(1) (2) 60 22

– Posto di controllo 150 60 22Biblioteche– Area di lettura 500 80 19– Posti di servizio al pubblico 500 80 19– Zona scaffali 200 80 19Ristoranti ed hotel– Reception 300 80 22– Ristorante, sale pranzo, ricevimenti – 80 –– Ristorante self service 200 80 22– Buffet 300 80 22– Sale conferenze 500 80 19– Cucina 500 80 22– Corridoi 100 80 25Locali di vendita al dettaglio– Area di vendita 300 80 22– Casse 500 80 19– Tavolo imballaggio 500 80 19Locali per attività produttive– Parrucchiere 500 90 19– Lavanderie e tintorie 300 80 25– Farmacie 500 80 19

(Segue)

142

Tipi di ambiente o attività Em(lux) Ra UGR

Edifici scolastici

– Aule giochi e lavoro (scuole materne) 300 80 19

– Asili nido 300 80 19– Aule scolastiche 300 80 19

– Sale di lettura 500 80 19

– Aule per disegno tecnico 750 80 16

– Aule di educazione tecnica, laboratori 500 80 19

– Laboratori di informatica 300 80 19

– Ingressi 200 80 22

– Aree di circolazione e corridoi 100 80 25

– Scale 150 80 25

– Aule comuni e aula magna 200 80 22

– Sale professori 300 80 19

Parcheggi al coperto

– Rampe di ingresso/uscita (di giorno) 300 (2) 20 25

– Rampe di ingresso/uscita (di notte) 75 (2) 20 25

– Corsie 75 (2) 20 25

– Zone di parcheggio 75 (2) 20 25

– Biglietteria 300 80 19

(1) Il valore più alto se nella zona vi è presenza continua di persone.(2) A livello del pavimento.

Uniformità di illuminamentoPer assicurare un buon livello di comfort visivo il rapporto Emin/Emaxtra l’il luminamento minimo e quello massimo della zona di lavoro(detto fattore di uniformità) non deve essere minore di:– 0,7 nella zona del compito visivo;– 0,5 nella zona immediatamente circostante quella del compito visivo.Il fattore di uniformità dipende dall’entità del flusso luminoso ri-flesso dalle superfici del locale e dalla distribuzione degli apparecchidi illuminazione. Per ottenere un’accettabile uniformità di illumina-zione occorre limitare l’interdistanza tra gli apparecchi d’illumina-

143

zione. L’interdistanza massima per un dato apparecchio, compatibilecon l’uniformità sopra indicata, è desumibile dal rapporto tra l’in-terdistanza stessa e l’altezza di montaggio degli apparecchi rispettoal piano di lavoro; tale rapporto è fornito dai costruttori degli appa-recchi di illuminazione.L’uniformità d’illuminamento può essere determinata empirica-mente misurando l’illuminamento mentre ci si sposta dalla verticalesotto le singole lampade (illuminamento massimo) alle zone interme-die fra due o più fonti di luce (illuminamento minimo).

Equilibrio delle luminanzeUna distribuzione equilibrata delle luminanze nel campo visivo hauna notevole importanza ai fini dell’efficienza della visione e per pre-venire l’affaticamento visivo. In generale si può affermare chequando i valori di luminanza in gioco sono piuttosto bassi, è preferi-bile che il contrasto tra la luminanza dell’oggetto da vedere e quelladella zona immediatamente ad esso circostante non sia molto accen-tuato. Con livelli elevati di luminanza è invece preferibile che il con-trasto in parola sia piuttosto accentuato.Le luminanze delle superfici dell’ambiente assumono particolare im-portanza e sono determinate dal fattore di riflessione e dal valoredell’illuminamento delle superfici stesse. I fattori di riflessione con-sigliati sono:– soffitto da 0,6 a 0,9– pareti da 0,3 a 0,8– pavimento da 0,1 a 0,5– piano di lavoro da 0,2 a 0,6

Limitazione dell’abbagliamentoL’abbagliamento è un disturbo visivo che si può verificare quando:– nel campo visivo si vengono a trovare sorgenti luminose od oggettiilluminanti la cui luminanza ha un valore troppo elevato (abbaglia-mento molesto o debilitante);– una superficie speculare riflette la luce di una sorgente luminosa

Tabella 6 – Valori minimi di illuminamento mantenuto delle zoneimmediatamente circostanti le zone del compito visivo

Valore di illuminamentodel compito visivo (lx)

Valore di illuminamento delle zoneimmediatamente circostanti (lx)

≥ 750 500

500 300

300 200

≤ 200 Uguale alla zona del compito visivo

144

esterna o interna (abbagliamento da riflessione o riflessione velante).L’abbagliamento provocato direttamente dai centri luminosi è valu-tato attraverso l’indice unificato di abbagliamento UGR (UnifiedGlare Rating) di valore crescente all’aumentare dell’abbagliamento.Il calcolo dell’UGR è abbastanza laborioso per cui si deve ricorrerein genere alle informazioni fornite dai costruttori di apparecchi diilluminazione.Condizione essenziale per mantenere entro limiti accettabili l’abba-gliamento diretto provocato dagli apparecchi d’illuminazione è l’ade-guato posizionamento e il controllo della loro luminanza nelle variedirezioni di emissione mediante schermi disposti con angoli di scher-matura minimi che dipendono dalla luminanza della lampada (ta-bella 7).Il posizionamento degli apparecchi d’illuminazione deve tener conto:– delle dimensioni del locale;– dell’altezza d’installazione;– delle dimensioni degli apparecchi e loro disposizione nel locale;– della luminanza della superficie del plafone adiacente agli appa-recchi stessi.In merito ai primi due punti è evidente che quanto più il locale èbasso e lungo, tanto più numerosi sono i centri luce che entrano nelcampo visivo.L’abbagliamento da riflessione può essere ridotto in vari modi:– sistemando adeguatamente gli apparecchi d’illuminazione e i postidi lavoro (fig. 9); – prevedendo superfici opache di finitura degli arredi; – riducendo la luminanza degli apparecchi d’illuminazione; – aumentando l’area luminosa del corpo illuminante; – dotando gli ambienti di pareti e soffitti chiari.

Illuminazione direzionale La direzionalità della luce è un parametro fondamentale per definirele caratteristiche di un ambiente luminoso.L’eccesso di luce indiretta e diffusa, infatti, oltre ad attenuare leombre e ad appiattire le forme, peggiora la percezione degli oggetti.

Tabella 7 – Angoli di schermatura minimi degli apparecchi di illu-minazione

Luminanza della lampada(kcd/m2)

Angolo minimo di schermatura

Da 20 a < 50 15°

Da 50 a < 500 20°

≥ 500 30°

145

Fig. 9

Associando alla luce indiretta un’illuminazione direzionale si facilital’espletamento del compito visivo, in quanto, risultando più marcatele ombre, si rivelano meglio i dettagli. Per contro un’illuminazionetroppo direzionale in cui le ombre sono particolarmente marcate pro-voca spesso adattamenti bruschi per l’apparato visivo.La soluzione migliore è costituita dal rapporto ottimale tra illumina-zione diffusa e illuminazione direzionale, definito dalla norma UNI12464-1 come il “modellato”, ossia la creazione di ombre gradata-mente marcate. Ciò si ottiene mediante: adozione di apparecchi d’il-luminazione caratterizzati da un’adatta emissione di flusso e unarazionale ubicazione degli stessi.

Fig. 10

146

Indice di resa cromatica e tonalità della luceTra i parametri che valgono a caratterizzare le sorgenti luminose aifini della qualità dell’illuminazione sono: la tonalità della luce e l’in-dice di resa cromatica. I valori consigliati per alcuni ambienti e at-tività sono indicati nella tabella 5 di pag. 140. È opportuno ricordareche le lampade ad elevata temperatura di colore richiedono elevativalori di illuminamento (fig. 10).

Fattore di manutenzioneNel tempo l’illuminamento si riduce sia per il decadimento naturaledel flusso luminoso emesso dalle lampade, sia a causa dell’insudi-ciamento delle lampade o degli schermi degli apparecchi.Per tener conto di questo aspetto, nella progettazione dell’impiantodi illuminazione il valore di illuminamento viene maggiorato in basead un coefficiente denominato fattore di manutenzione (M) che rap-presenta il rapporto tra l’illuminamento medio mantenuto richiestoe quello medio fornito dalle lampade:

EmM = E

Evidentemente il fattore di manutenzione è fortemente influenzato dalsistema di manutenzione adottato (programmato o non programmato)e può variare in un campo assai ampio in relazione alla pulizia dell’am-biente ed alla frequenza degli interventi di manutenzione.Per gli impianti a luce diretta o prevalentemente diretta la tabella8 riporta alcuni valori indicativi di M, desunti dall’esperienza.Per impianti a luce indiretta, i valori della tabella vanno moltiplicatiper 0,8, a meno che non si provveda a ridurre gli intervalli di manu-tenzione, in modo correlato al grado di impolveramento del locale.

Metodo di calcolo per illuminazione d’interniIl calcolo degli impianti di illuminazione di ambienti interni si basasul metodo del flusso totale (detto anche dei coefficienti di utilizza-zione).

Tabella 8 – Fattore di manutenzione M, per impianti a luce direttao prevalentemente diretta (valori indicativi)

Grado diimpolvera-

mento locale

Fattore di manutenzione M

Lampade a incandescenza

Lampade al mercurio e al sodio

Lampade adalogenuri

Minimo 0,85 0,75 0,65

Medio 0,70 0,65 0,55

Elevato 0,60 0,50 0,45

147

Per il calcolo devono essere determinati i seguenti parametri:1) L’illuminamento medio richiesto Em (in lux);2) La superficie totale S del locale da illuminare (in m2);3) L’altezza h dal soffitto al piano di lavoro (0,8 ÷ 1 m da terra) e ladistanza hu dall’apparecchio illuminante al piano di lavoro;4) Il fattore di utilizzazione F, determinato dal rapporto tra il flussoutile Φu (diretto e indiretto) che investe il piano di lavoro e il flussototale Φt emesso dalla sorgente (F = Φu /Φt); tale rapporto dipende:dal sistema di illuminazione, dalle caratteristiche degli apparecchidi illuminazione, dal fattore di riflessione di soffitto e pareti, dall’in-dice del locale k.Valori indicativi dei coefficienti di riflessione sono riportati nella ta-bella 9 mentre quelli del fattore di utilizzazione sono riportati nellatabella 10.5) L’indice del locale k che tiene conto delle caratteristiche geometri-che del locale (fig. 11); esso si calcola con le relazioni seguenti:– per illuminazione con luce di-retta, semidiretta, mista:

a · bk =

hu· (a + b)– per illuminazione con luce se-mindiretta o indiretta:

3 · a · bk =

2h · (a + b)6) Coefficiente di manutenzioneM: tiene conto del decadimentodel flusso luminoso a seguito deldeprezzamento delle caratteristi-che fotometriche degli apparec-chi di illuminazione. Il grafico di fig. 12 consente di valutare il coefficiente M in relazioneal tempo tra un intervento di manutenzione e l’altro.

Fig. 11

Fig. 12

148

Tabella 9 – Coefficienti di riflessione di soffitti e pareti

Colori delle superfici Fattore diriflessione

Gruppimoltochiari

Vernice bianca - luce opacaCalce bianca, smalto bianco latteCarta biancaBianco avorioMarmo di CarraraGrigio perlaCrema

70%

Gruppichiari

Vernice avorioAlluminio mattoVerde chiaroGiallo paglierinoMarmo CandogliaTabaccoAzzurro chiaro

50%

Gruppiscuri

Acero bianco, legni lucidi chiariRosa caricoArancioVerde marinoOttone, bronzoAzzurro cieloCuoio

30%

Gruppimolto scuri

Grigio ferroVerde olivaIndacoGrigio fondoMarrone bruciatoLegni scuri lucidi (noce, mogano)

10%

Calcolo del flusso totaleLe formule base per il calcolo del flusso luminoso Φt necessario perilluminare un locale ad un dato livello medio di illuminamento Eme quindi il numero n di lampade necessario sono:

Em· S ΦtΦt = n = F · M ΦL

essendo ΦL il flusso emesso da ogni singola lampada, F il fattore diutilizzazione e M il fattore di manutenzione.Il numero n di lampade va arrotondato all’intero superiore.

149

Uniformità di illuminamentoPer assicurare un fattore di uniformità non inferiore a 0,7 devonoessere determinate con precisione altezza e interdistanza dei centriluminosi. A titolo orientativo si possono però ritenere valide le se-guenti relazioni (fig. 13):a) per illuminazione diretta, semidi-retta e mista:D /hu < 1,5d = D /2 in generale;d = D /3 per ambienti con posti di la-voro vicino alle paretib) per illuminazione indiretta e semin-diretta: D /h < 1,5

EsempioSi voglia illuminare un locale con iseguenti dati di progetto:– dimensioni: 13 x 16 m (S = 208 m2);– altezza utile: hu = 2,1 m;– illuminamento richiesto 250 lx;– distribuzione della luce: mista;– coefficiente di riflessione:

pareti: 50%soffitto: 50%.

ProcedimentoDeterminazione dell’indice del locale:

a · b 13 · 16k = = = 3,4

hu (a + b) 2,1· (13 + 16)Dalla tabella 10 risulta che con k = 3,4 si ha un fattore di utilizza-zione F = 0,56.Considerando un periodo fra due manutenzioni di 300 giorni e unambiente abbastanza pulito si può assumere un coefficiente di ma-nutenzione pari a 0,75 (vedere fig. 12).Calcolo del flusso totale:

Em · S 250· 208Φt = = = 123 810 lm

F · M 0,56 · 0,75Scegliendo tubi fluorescenti da 3500 lm risultano necessarie:

123 810= 35 lampade

3 500Numero che viene portato a 36 per questioni di simmetria.Le lampade sono posizionate, su apparecchi di illuminazione bilam-pada, 2 x 36 W.

Fig. 13

150

Tabe

lla 1

0 –

Fatto

re d

i util

izza

zion

e F

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trib

uzio

ne

Indi

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fless

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k

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tto

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50%

30%

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%50

%30

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%30

%10

%

0,50

÷ 0

,70

0,70

÷ 0

,90

0,90

÷ 1

,10

1,10

÷ 1

,40

1,40

÷ 1

,75

1,75

÷ 2

,25

2,25

÷ 2

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2,75

÷ 3

,50

3,50

÷ 4

,50

4,50

÷ 6

,50

0,38

0,46

0,50

0,54

0,58

0,62

0,67

0,69

0,72

0,74

0,32

0,42

0,46

0,50

0,54

0,59

0,64

0,66

0,70

0,71

0,28

0,38

0,43

0,48

0,51

0,56

0,61

0,63

0,67

0,69

0,37

0,46

0,50

0,53

0,56

0,60

0,65

0,67

0,70

0,72

0,32

0,41

0,46

0,50

0,53

0,58

0,63

0,65

0,68

0,70

0,28

0,38

0,43

0,47

0,50

0,56

0,61

0,63

0,66

0,68

0,31

0,41

0,46

0,49

0,52

0,58

0,62

0,64

0,67

0,69

0,28

0,38

0,43

0,47

0,50

0,56

0,61

0,62

0,66

0,67

0,50

÷ 0

,70

0,70

÷ 0

,90

0,90

÷ 1

,10

1,10

÷ 1

,40

1,40

÷ 1

,75

1,75

÷ 2

,25

2,25

÷ 2

,75

2,75

÷ 3

,50

3,50

÷ 4

,50

4,50

÷ 6

,50

0,28

0,35

0,39

0,45

0,49

0,56

0,60

0,64

0,68

0,70

0,22

0,29

0,33

0,38

0,42

0,50

0,55

0,59

0,62

0,65

0,18

0,25

0,30

0,33

0,37

0,44

0,50

0,54

0,59

0,62

0,26

0,33

0,37

0,40

0,43

0,49

0,53

0,56

0,61

0,65

0,21

0,27

0,32

0,36

0,39

0,44

0,48

0,51

0,56

0,62

0,18

0,24

0,28

0,32

0,34

0,40

0,44

0,47

0,53

0,60

0,20

0,26

0,30

0,33

0,37

0,42

0,47

0,50

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0,58

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0,24

0,27

0,30

0,33

0,38

0,44

0,47

0,52

0,57

151

Dis

trib

uzio

ne

Indi

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÷ 1

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÷ 1

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,50

3,50

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,50

4,50

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,50

0,26

0,32

0,37

0,40

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0,46

0,50

0,52

0,55

0,57

0,23

0,29

0,33

0,36

0,39

0,43

0,46

0,48

0,52

0,54

0,21

0,27

0,31

0,34

0,36

0,40

0,43

0,45

0,49

0,51

0,23

0,28

0,31

0,34

0,36

0,41

0,44

0,46

0,48

0,49

0,21

0,26

0,29

0,31

0,33

0,38

0,40

0,44

0,46

0,47

0,19

0,24

0,27

0,30

0,32

0,35

0,39

0,41

0,45

0,46

0,19

0,23

0,26

0,28

0,30

0,32

0,34

0,37

0,39

0,42

0,17

0,21

0,24

0,26

0,28

0,30

0,33

0,36

0,38

0,41

0,50

÷ 0

,70

0,70

÷ 0

,90

0,90

÷ 1

,10

1,10

÷ 1

,40

1,40

÷ 1

,75

1,75

÷ 2

,25

2,25

÷ 2

,75

2,75

÷ 3

,50

3,50

÷ 4

,50

4,50

÷ 6

,50

0,11

0,15

0,18

0,22

0,25

0,29

0,33

0,35

0,36

0,39

0,09

0,12

0,15

0,18

0,21

0,26

0,30

0,32

0,34

0,38

0,06

0,10

0,12

0,16

0,19

0,22

0,28

0,30

0,32

0,36

0,07

0,09

0,10

0,13

0,15

0,17

0,20

0,21

0,22

0,24

0,05

0,07

0,09

0,11

0,13

0,15

0,19

0,20

0,21

0,23

0,04

0,06

0,07

0,10

0,11

0,14

0,17

0,19

0,20

0,23

152

Valori indicativi del numero di lampade fluorescenti perilluminazione degli ambienti civili

Superf.locale(m2)

Illuminamento (lux)

50 100 150 200 250 300 350 400 450 50010 1 1 1 2 3 3 4 4 4 515 1 1 2 3 4 4 5 6 6 820 1 2 3 4 5 6 7 8 9 925 1 3 4 5 6 8 8 9 11 1230 2 3 4 6 7 8 9 12 13 1435 2 4 5 6 8 9 11 13 14 1640 2 4 6 7 9 11 12 14 16 1845 2 4 6 8 9 12 14 16 18 2050 2 4 6 8 11 13 15 17 19 2155 3 5 7 9 12 14 16 18 21 2360 3 5 8 10 12 15 18 20 22 2565 3 6 8 11 14 16 19 22 24 2770 3 6 9 12 14 17 20 23 26 2975 3 6 9 12 15 18 21 24 27 3180 4 6 9 13 16 19 22 26 29 3285 4 7 10 14 17 20 24 27 31 3490 4 7 11 14 18 21 25 29 32 3695 4 8 12 15 19 22 26 30 34 38

100 4 8 12 16 20 23 27 31 35 41120 5 9 14 18 23 27 32 37 41 46140 6 10 16 21 26 31 37 42 47 52160 6 12 18 24 29 35 41 47 53 58180 7 13 20 26 33 39 45 52 58 65200 7 14 21 28 35 42 50 56 63 71250 9 17 26 35 43 52 59 69 77 86300 10 20 31 40 50 60 71 81 91 100350 12 23 35 46 58 69 81 92 104 115400 13 26 39 51 65 78 91 104 117 130450 14 29 43 57 72 86 100 115 129 143

Valori riferiti a: lampade di Ø 26 mm, a luce bianca da 36 W, 4000 K, 3450lm, installate a 2 m dal piano di lavoro, coefficiente di manutenzione 0,8,coefficienti di riflessione pari al 70% per il soffitto e 30% per le pareti.Per le lampade di potenza diversa moltiplicare il valore indicato in tabellaper i coefficienti: 2,38 per lampade da 18 W e 0,64 per lampade da 58 W.

IMPIANTI IN AMBIENTI A MAGGIORRISCHIO IN CASO D’INCENDIO

Ambienti a maggior rischio in caso d’incendioGli ambienti “a maggior rischio in caso d’incendio” si distinguono daquelli “ordinari” in quanto presentano un rischio più elevato; inten-dendo con il termine rischio il prodotto della probabilità che si veri-fichi l’incendio per la presumibile entità del conseguente danno allepersone, cose o animali.È evidente che, a parità di rischio, si possono avere situazioni in cui,a fronte di una probabilità di incendio elevata, i presunti danni pos-sono essere modesti e, viceversa, in presenza di una probabilità limi-tata, i danni possono essere rilevanti.In ogni caso è necessario porre in essere tutti quegli accorgimentiche consentano sia di ridurre al minimo la probabilità di incendio esia di limitare i danni qualora esso si sviluppi.Non è compito del CEI fornire le modalità per l’individuazione degliambienti a maggior rischio in caso d’incendio, in quanto è necessarioeffettuare un’analisi dei rischi (D.Lgs. 81/08, corretto e integrato dalD.Lgs. 106/09) che deve essere eseguita, con l’ausilio della documen-tazione antincendi (D.M.10-3-98), sotto la responsabilità del com-mittente e sulla base, ad esempio, dei seguenti parametri:– densità di affollamento;– massimo affollamento ipotizzabile;– capacità di deflusso o di sfollamento;– entità del danno per animali e/o cose;– comportamento al fuoco delle strutture e dei materiali impiegatinei componenti dell’edificio;– presenza di materiali combustibili (1);– tipo di utilizzazione dell’ambiente;– situazione organizzativa per quanto riguarda la protezione antin-cendio (adeguati mezzi di segnalazione ed estinzione incendi, pianodi emergenza e sfollamento, addestramento del personale, distanzadal più vicino distaccamento del Corpo Nazionale del Vigili delFuoco, esistenza di Vigili del Fuoco aziendali ecc.).

(1) Combustibile è una sostanza capace di combinarsi con un comburente (os-sigeno dell’aria) dando luogo ad una reazione in cui si ha liberazione di caloree fiamma. Sono combustibili le sostanze, liquide o solide aventi una “tempe-ratura di infiammabilità” superiore a 40 °C (essendo la temperatura di in-fiammabilità la temperatura minima alla quale la sostanza incomincia ademettere vapori o gas in quantità sufficiente a creare con l’aria un’atmosferapericolosa).

153

Il D.M. 10-3-98 definisce tre livelli di rischio d’incendio: elevato,medio, basso: sono considerati a maggior rischio in caso d’incendiogeneralmente gli ambienti con livello di rischio almeno medio, (siveda l’Allegato 9, art. 9.3 del D.M.). La Norma CEI 64-8/7, pur non indicando con precisione quali luoghipossono essere considerati a maggior rischio in caso di incendio, alfine di definire le caratteristiche che l’impianto elettrico deve pre-sentare per garantire un’adeguata sicurezza, ha raggruppato taliluoghi in tre categorie, (per comodità definite: A, B e C) per le qualila tabella 1 fornisce degli esempi.In assenza di valutazioni eseguite nel rispetto del D.Lgs. 81/08, ilD.P.R. 01/08/2011, n. 151 elenca le attività, soggette ai controlli diprevenzione incendi da parte dei VV.F, che possono essere conside-rate ambienti a maggior rischio in caso di incendio.In generale, gli ambienti dove non si svolgono le attività elencate nelD.P.R. 151/2011 non sono ambienti a maggior rischio in caso di in-cendio; tuttavia, essi possono essere considerati tali se si verificanole condizioni elencate in precedenza.Per la individuazione dei luoghi di tipo C è necessario determinarela classe del compartimento antincendio e pertanto è necessario ri-ferirsi al D.M. 9/3/2007.Con il termine “compartimento antincendio” si intende la parte dellacostruzione organizzata per rispondere alle esigenze della sicurezzain caso di incendio e delimitata da elementi costruttivi idonei a ga-

Tabella 1 – Esempi di luoghi a maggior rischio in caso d’incendio

Luoghi di tipo ASono quegli ambienti a maggior rischio in caso d’incendio per:a) l’elevata densità di affollamento o per l’elevato tempo di sfolla-mento in caso d’incendio, quali ad esempio:– locali di pubblico spettacolo e di trattenimento;– alberghi, pensioni, motel, dormitori e simili;– scuole di ogni ordine, grado e tipo, accademie e simili;– ambienti adibiti ad esposizione e/o vendita all’ingrosso o al det-taglio;– stazioni sotterranee di ferrovie, di metropolitane e simili;– ambienti destinati ai degenti negli ospizi, ai detenuti nelle car-ceri ed ai bambini negli asili ed ambienti simili;– il sistema di vie d’uscita, i vani ed i condotti dei sistemi di ven-tilazione forzata negli edifici destinati a civile abitazione con al-tezza in gronda superiore a 24 m.b) l’elevato danno ad animali o cose, quali ad esempio:– edifici pregevoli per arte o storia oppure destinati a contenerebiblioteche, archivi, musei, gallerie, collezioni e comunque oggetti

154

di interesse culturale sottoposti alla vigilanza dello Stato.In questi ambienti la probabilità che si verifichi un incendio puòessere anche molto limitata, ma in ogni caso l’entità del danno pre-visto è notevole.

Luoghi di tipo BSono quegli ambienti a maggior rischio in caso d’incendio inquanto aventi le strutture portanti combustibili, come ad esempio,gli edifici costruiti interamente in legno (le travi in legno non sonomotivo sufficiente per ritenere l’ambiente a maggior rischio) senzaparticolari requisiti antincendio, come ad esempio le baite. Perquesti ambienti la probabilità che si sviluppi un incendio è alta.Nota: L’individuazione degli ambienti di tipo A e B soggetti al controllodei Vigili del Fuoco è effettuata dal Ministero dell’Interno con parere delCCTS (Comitato Centrale Tecnico Scientifico per la prevenzione incendi).

Luoghi di tipo CSono quegli ambienti che possono essere considerati a maggior ri-schio in caso d’incendio a causa della presenza di materiale infiam-mabile o combustibile in lavorazione, convogliamento, manipola-zione o deposito quando la classe del compartimento antincendioconsiderato è maggiore di 30 (carico d’incendio specifico di progetto> 450 MJ/m2). I materiali considerati sono i seguenti:– materiali combustibili allo stato solido, compatto o di aggregatio di fibre o di trucioli o granulari (ad es.: legno, carta, manufatti fa-cilmente combustibili, lana, paglia, grassi lubrificanti) per i qualiin pratica non si considera una temperatura d’infiammabilità;– sostanze allo stato liquido aventi temperatura d’infiammabilità(1) superiore a 40 °C o alla massima temperatura ambiente e nonsoggetti a lavorazione, convogliamento, manipolazione o depositocon modalità tali da consentire loro il contatto con l’aria ambientea temperature uguali o superiori a quella d’infiammabilità (2).

(1) Temperatura d’infiammabilità: è la minima temperatura alla qualeuna sostanza emette, sopra la sua superficie libera, gas o vapore in quan-tità sufficiente a formare con l’aria una miscela avente concentrazionecompresa entro i limiti di infiammabilità.(2) Se negli ambienti sono presenti:– materiali esplosivi, fluidi infiammabili, polveri infiammabili;– liquidi infiammabili o combustibili aventi temperatura di infiammabi-lità inferiore a 40 °C;– liquidi infiammabili o combustibili con temperatura di infiammabilitàsuperiore a 40 °C, ma soggetti a lavorazione, convogliamento, manipola-zione o deposito con modalità tali da consentire il loro contatto con l’ariaambiente a temperatura uguale o superiore a quella d’infiammabilità (di-minuita di 5 K) perché, ad esempio, sono stati riscaldati;in tali ambienti può formarsi un’atmosfera esplosiva e di conseguenza gliimpianti devono essere realizzati in conformità alle prescrizioni dellenorme riguardanti i luoghi con pericolo d’esplosione.

155

156

rantire, sotto l’azione del fuoco e per un dato intervallo di tempo, lacapacità di compartimentazione (DM 9 marzo 2007). La “classe di resistenza al fuoco” (del compartimento antincendio) èl’intervallo di tempo espresso in minuti, definito in base al carico diincendio specifico di progetto, durante il quale il compartimento an-tincendio garantisce la capacità di compartimentazione. Sono previste le classi: 15 - 30 - 45 - 60 - 90 - 120 - 180. Più alto è ilnumero più pericoloso è il compartimento e quindi più severe devonoessere le misure di protezione.Nella tabella 2 sono riportati gli elementi per il calcolo della classedel compartimento antincendio.

L’impianto elettrico, causa e veicolo d’incendioQualsiasi materiale, se assu me una determinante temperatura(temperatura di accensione), in presenza di ossigeno atmosferico siincendia. Alcuni materiali richiedono una grande quantità di energiatermica perché possano raggiungere la temperatura di accensione,per altri la quantità di energia termica necessaria è limitata.Le fonti più comuni di energia termica che possono costituire ele-mento di innesco dell’incendio sono la corrente elettrica, le caricheelettrostatiche, le superfici calde di macchine o forni, le scintille e lefiamme libere.Le principali cause elettriche di innesco sono:– le correnti di guasto a terra (correnti differenziali);– i cortocircuiti;– i sovraccarichi non eliminati tempestivamente;– gli archi elettrici;– i surriscaldamenti localizzati per cattivi contatti nei morsetti, nelleprese o negli adattatori;– le correnti superficiali dovute al deposito di polvere conduttrice,e/o all’umidità presente sulle superfici isolanti che supportano partiin tensione.In ogni caso i guasti di natura elettrica che possono dar luogo ad in-cendio sono dovuti alla perdita di isolamento per decadimento dellecaratteristiche dielettriche degli isolanti.Maggiormente interessati a questo tipo di guasto sono i cavi, le giun-zioni e derivazioni, gli interruttori, le prese, i quadri elettrici.I cavi costituiscono il fattore di rischio più consistente in quanto lapresenza di impianti elettrici con circuiti estesi e ramificati nei variambienti, non solo accresce la probabilità di innesco dell’incendio,ma anche la possibilità che i cavi costituiscano il veicolo di propaga-zione dell’incendio da essi stessi innescato o sviluppatosi per causeestranee all’impianto elettrico. Inoltre emettendo fumi e gas tossici e corrosivi possono determinaredanni ancora più ingenti a cose o persone. È noto infatti che la causaprincipale che ha provocato molte vittime negli incendi verificatisinegli ultimi anni in locali di pubblico spettacolo è da far risalire alfumo e ai gas tossici piuttosto che alle fiamme.

Il potenziale termico netto di tutti i materiali combustibili contenutiin uno spazio corretto in base ai parametri indicativi della parteci-pazione alla combustione dei singoli materiali è denominato “caricodi incendio” ed è espresso in MJ (convenzionalmente 1 MJ = 0,054kg di legna equivalente).In relazione alla superficie lorda del compartimento antincendio (*)si determina il carico d’incendio specifico con la formula:

nΣ gi . Hi . mi . ψ i

i =1qf = [MJ/m2]A

gi - massa dell'i-esimo materiale combustibile [kg];Hi - potere calorifico dell'i-esimo materiale combustibile [MJ/kg]; ivalori di H i possono essere determinati per via sperimentale se-condo la Norma UNI EN ISO 1716 o mutuati dalla letteratura tec-nica.mi - fattore di partecipazione alla combustione dell'i-esimo mate-riale combustibile pari a 0,80 per il legno e altri materiali di naturacellulosica e 1,00 per tutti gli altri materiali combustibili. ψ i - fattore di limitazione della partecipazione alla combustione del-l'i-esimo materiale combustibile pari a 0 per i materiali contenuti incontenitori appositamente progettati per resistere al fuoco; 0,85 peri materiali contenuti in contenitori non combustibili e non apposi-tamente progettati per resistere al fuoco; 1 in tutti gli altri casi. A - superficie in pianta lorda del compartimento [m2] Qualora, in alternativa alla formula suddetta, si pervenga alla de-terminazione di qf attraverso una valutazione statistica del caricodi incendio per la specifica attività, si deve far riferimento a valoricon probabilità di superamento inferiore al 20%. Per determinare la classe di resistenza al fuoco del compartimentoantincendio si deve calcolare il “carico d’incendio specifico di pro-getto” (qf,d) - ossia il carico d'incendio specifico corretto in base ai pa-rametri indicatori del rischio di incendio del compartimento e deifattori relativi alle misure di protezione presenti - con la relazione:

qf,d = δq1 . δq2 . δn . qf δn = δn1 . δn2 . δn3 . ..... . δn9

dove:

157

Tabella 2 – Calcolo della classe del compartimento antincendio (sin-tesi dell’Allegato al D.M. 9/3/2007)

(*) Lo spazio di riferimento generalmente coincide con il compartimentoantincendio considerato e il carico di incendio specifico è quindi riferitoalla superficie in pianta lorda del compartimento stesso, nell'ipotesi di unadistribuzione sufficientemente uniforme del carico di incendio. In caso con-trario il valore nominale qf del carico d'incendio specifico è calcolato anchecon riferimento all'effettiva distribuzione dello stesso.

(Segue)

Superficie lorda in piantadel compartimento

(m2)

δq1 Superficie lorda in piantadel compartimento

(m2)

δq1

A < 500 1 2.500 ≤ A < 5.000 1,60

500 ≤ A < 1.000 1,20 5.000 ≤ A < 10.000 1,80

1.000 ≤ A < 2.500 1,40 A ≥ 10.000 2,00

Tabella a

Classi dirischio

Descrizione delle aree in termini di probabilitàdi innesco dell’incendio

δq2

IBasso rischio di incendio, velocità di propagazionedelle fiamme e possibilità di controllo dell'incen-dio stesso da parte delle squadre di emergenza

0,8

IIModerato rischio di incendio in termini di proba-bilità d'innesco, velocità di propagazione di un in-cendio e possibilità di controllo dell'incendiostesso da parte delle squadre di emergenza

1

IIIAlto rischio di incendio in termini di probabilitàd'innesco, velocità di propagazione delle fiammee possibilità di controllo dell'incendio da partedelle squadre di emergenza

1,2

Tabella b

158

Tabella c

Mis

ure

di p

rote

zion

e

Sistemi automatici di estinzionead acqua δn1 = 0,60altro δn2 = 0,80

Sistemi di evacuazione automatica fumo e calore δn3 = 0,90Sistemi automatici di rilevazione, segnalazione eallarme di incendio δn4 = 0,85

Squadra aziendale dedicata alla lotta antincendio δn5 = 0,90

Rete idrica antincendiointerna δn6 = 0,90interna e esterna δn7 = 0,80

Percorsi protetti di accesso δn8 = 0,90Accessibilità ai servizi di soccorso VVF δn9 = 0,90

δq1 - fattore che considera il rischio di incendio in relazione alla di-mensione del compartimento (tabella a);δq2 - fattore che tiene conto del rischio di incendio in relazione altipo di attività svolta nel compartimento (tabella b); δn - fattore che tiene conto dei parametri δni relativi alle differentimisure di protezione adottate (tabella c);qf - valore nominale del carico d'incendio specifico.In relazione al carico d'incendio specifico di progetto le classi di resi-stenza al fuoco per il livello III di prestazione richiesta a una costru-zione (mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodoidoneo alla gestione dell’emergenza) sono indicate nella tabella d.

Tabella d

Carichi d’incendiospecifici di progetto

(qf,d)Classe

≤ 100 MJ/m2 0≤ 200 MJ/m2 15≤ 300 MJ/m2 20≤ 450 MJ/m2 30≤ 600 MJ/m2 45

Carichi d’incendiospecifici di progetto

(qf,d)Classe

≤ 900 MJ/m2 60≤ 1200 MJ/m2 90≤ 1800 MJ/m2 120≤ 2400 MJ/m2 180> 2400 MJ/m2 240

I livelli che individuano le prestazioni richieste a una costruzione sono:Livello I - Nessun requisito specifico di resistenza al fuoco qualora le con-seguenze della perdita dei requisiti stessi siano accettabili o dove il rischiodi incendio sia trascurabile.Livello II - Mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodosufficiente all'evacuazione degli occupanti all'esterno della costruzione inluogo sicuro. Può ritenersi adeguato per costruzioni fino a 2 piani fuori terrae 1 piano interrato, isolate - eventualmente adiacenti ad altre purché strut-turalmente e funzionalmente separate - destinate ad un'unica attività nonaperta al pubblico e ai relativi impianti tecnologici di servizio e depositi, pur-chè si verifichino tutte le condizioni dettagliate dal D.M 9/3/2007.Il livello II di prestazione è assicurato, a prescindere dal valore assunto dalcarico di incendio specifico di progetto, dalle classi di resistenza al fuoco: 30 - per costruzioni ad un piano fuori terra, senza interrati;60 - per costruzioni fino a due piani fuori terra e un piano interrato.Livello III - Mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un pe-riodo congruo con la gestione dell'emergenza. Livello IV - Requisiti di resistenza al fuoco tali da garantire, dopo la finedell'incendio, un limitato danneggiamento della costruzione. Livello V - Requisiti di resistenza al fuoco tali da garantire, dopo la fine del-l'incendio, il mantenimento della totale funzionalità della costruzione.I livelli IV o V possono essere oggetto di specifiche richieste del commit-tente o essere previsti dai capitolati tecnici di progetto. Possono altresì es-sere richiesti dalla autorità competente per costruzioni destinate adattività di particolare importanza.

159

I cavi e l’incendioNei cavi per bassa tensione il cedimento dell’isolamento è dovuto acause di natura meccanica, chimica e termica che determinano unariduzione dello spessore dell’isolante o una sua rottura. Ciò rendepossibile lo stabilirsi di deboli correnti di dispersione, tra fase e fasee tra fase e massa, che possono, evolvendosi nel tempo, aumentaredi intensità e innescare un arco, possibile causa d’incendio.Un aspetto importante per quanto riguarda il decadimento dell’iso-lante è la correlazione tra la temperatura del cavo e la durata di vitadel cavo stesso al termine della quale le proprietà dell’isolante risul-tano compromesse.Il grafico di figura 1, mostra l’andamento della “durata di vita con-venzionale” e della “perdita di vita convenzionale 1‰”, per con dut-tori isolati sia in polivinilcloruro (PVC) sia in etilenpropilene (EPR).Si può rilevare dalle curve della durata di vita convenzionale che, seun conduttore si trova costantemente alla temperatura di 90 °C,perde la propria vita in 30 anni, se si tratta di cavo in EPR, e in soli2,5 anni, se si tratta di cavo in PVC. Alla temperatura costante di120 °C, il cavo in EPR perde la propria vita in circa 1,5 anni, mentreil cavo in PVC la perde in circa 50 giorni.

Fig. 1

160

Dalla curva della perdita di vita convenzionale 1‰ si può invece con-statare come, ad una temperatura di 160 °C, il cavo in EPR per da unmillesimo della propria vita in 20 minuti, mentre il cavo in PVCperda un millesimo della propria vita in soli 15 s.Dall’osservazione dei diagrammi descritti si deduce che, nel dimen-sionamento delle condutture, oltre a tenere presente la corrente diregime a cui sarà sottoposto il conduttore durante il suo funziona-mento, è anche importante sapere se il cavo può risultare sottopostoa frequenti sovraccarichi.Dai grafici che indicano i valori di sovraccaricabilità in funzionedella “perdita di vita convezionale 1 ‰” (fig. 2) si può rilevare l’entitàdella perdita di vita di un cavo in relazione alla corrente di sovrac-carico.Per i cavi isolati in PVC, ad esempio, si può constatare che una cor-rente di intensità pari a 10 volte la portata del cavo provoca laperdita di un millesimo della vita del cavo se permane per un periododa tre a cinquanta secondi circa, a seconda della sezione del cavo. Diconseguenza, quando si dimensionano i conduttori che alimentano imotori o apparecchiature con elevate correnti di spunto e con un ele-vato numero di avviamenti nell’arco di una giornata (quali ad esem-pio i ventilatori), si dovranno tenere presenti i transitori di avvia-mento durante i quali la corrente può assumere valori anche 10 voltela corrente nominale per tempi superiori ad 1 s.Infatti, dimensionando il cavo in relazione alla sola corrente nomi-nale, esso perderebbe un millesimo della propria vita o più ad ogniavviamento, con il rischio di danneggiarsi nel giro di pochi mesi. Il decadimento delle proprietà dielettriche dell’isolante, deriva inmisura consistente anche dalla riduzione delle proprietà meccaniche

Fig. 2

161

dovuta alla dilatazione dei conduttori (a seguito di sovracorrenti)che sollecita a trazione e compressione l’isolante.Naturalmente il decadimento dipende dal tipo di isolamento. Il PVC,a causa della sua termoplasticità rammollisce già a temperaturebasse (alcune decine di gradi oltre la sua temperatura d’esercizio di70 °C) per cui le sollecitazioni meccaniche possono provocare facil-mente riduzioni nello spessore dell’isolante.L’EPR, viceversa, oltre ad avere una temperatura d’esercizio supe-riore (~ 90°C) non subisce il fenomeno della deformazione plastica equindi il rischio di decadimento delle proprietà meccaniche risultadecisamente minore.

Classificazione dei caviIn relazione al loro comportamento al fuoco i cavi sono suddivisinelle seguenti categorie:– cavi senza particolari requisiti: non offrono alcuna protezione con-tro l’incendio (in pratica questi cavi sono quasi scomparsi dal mer-cato);– cavi resistenti alla propagazione della fiamma (rispondenti allaNorma CEI 20-35): questi cavi non propagano la fiamma se sono in-stallati singolarmente; tale proprietà decade quando risultano in-stallati in fasci;– cavi resistenti alla propagazione dell’incendio (rispondenti allaNorma CEI 20-22): non propagano l’incendio anche se raggruppatiin fascio (2). Sono cioè dotati di caratteristiche di autoestinguenza enon accensione anche in condizioni di installazione gravose (fascio dicavi verticali in cunicoli o cavedi con tiraggio naturale); portanostampigliata sulla guaina la scritta CEI 20-22 II o III e, in genere,sono di colore blu chiaro per cavi con guaina in PVC e grigio perquelli con guaina in gomma;– cavi a bassa emissione di gas e di fumo (LSOH), rispondenti alleNorme CEI 20-38, che utilizzano come isolanti elastomeri privi di

(2) Il fascio tuttavia non deve essere di dimensioni superiori a quelle del fasciodi prova previsto dalla Norma CEI 20-22, diversamente la resistenza allapropagazione dell’incendio non è più assicurata.La Norma infatti prevede, per la verifica dell’attitudine dei cavi a non propa-gare l’incendio, prove di severità graduata in relazione al tipo di cavo. Perciascun tipo di prova è previsto un determinato quantitativo di materiale nonmetallico (isolante o riempitivo) per metro lineare di fascio:a) 10 kg/m per i cavi isolati in PVC;b) 5 kg/m per i cavi unipolari privi di rivestimento protettivo, con isolamentodiverso dal PVC e con tensione nominale U0 /U < 0,6/1 kV;c) 10 kg/m di materiale non metallico per i cavi, differenti da quelli ai puntia) e b) isolati con materiali diversi dal PVC;d) 1,5 dm3/m (corrispondente a circa 2,5 kg/m) per i cavi differenti da quelliindicati ai punti a) e b) ed inoltre isolati con materiali diversi dal PVC.I cavi di cui ai punti a), b) e c) sono contrassegnati con il simbolo CEI 20-22/II, mentre quelli di cui al punto d) sono contrassegnati con CEI 20-22/III.

162

alogeni e altre sostanze che possono dar luogo a gas corrosivi, tossicie/o fumi eccessivi (le prove sono definite dalla Norma CEI 20-37);– cavi resistenti al fuoco (rispondenti alla Norma CEI 20-45): assicu-rano il funzionamento per un tempo precisato durante l’incendio;– cavi con isolamento minerale (rispondenti alla Norma CEI 20-39):questi cavi oltre ad assicurare la non propagazione dell’incendio sonoresistenti al fuoco e non emettono fumi e gas tossici.Nella tabella 3 sono indicati i principali tipi di cavi adatti per localia maggior rischio in caso d’incendio.

Tabella 3 – Sintesi dei principali tipi di cavi adatti per locali a mag-gior rischio in caso d’incendio

TipoMateriale Sigla

(esempi)Norma di

riferimentoIsolamento Guaina

Resistentialla propa-gazionedellafiamma

PVC – H07RN-K (1)

CEI 20-35Gomma PVC

(antiabras.)H07RN-F (1)

Resistentialla propa-gazionedell'incen-dio

PVC – N07V-K (1)

CEI 20-22 IIPVC PVC FROR

450/750 V

PVC PVC N1VV-K (1)

EPR PVC FG7(O)R (1)

A bassosviluppodi gastossici, corrosivie fumo

Elastomeroreticolatospeciale

–N07G9-K (1) CEI 20-22 II

e 20-38

Elastomeroreticolatospeciale

Elastomeroreticolatospeciale

FG7(O)M1FG10(O)M1

(1) CEI 20-22 III

e 20-38

A bassosviluppo difumo, gastossici ecorrosivie resisten-ti al fuoco

Elastomeroreticolatospeciale

Elastomeroreticolatospeciale

FG10(O)M1(1) CEI 20-22 III

e 20-45

Ossido dimagnesio Rame Isolamento

minerale (2)CEI

20-39

(1) Cavo per energia o per segnalazione e comando.(2) Cavo per energia.

163

Prescrizioni generali per gli impianti elettrici ne-gli am bienti a maggior rischio in caso d’incendioLa Norma CEI 64-8/7, Sez. 751 indica una serie di prescrizioni da os-servare per tutti i luoghi a maggior rischio in caso d’incendio, indi-pendentemente dalla classe di appartenenza (A, B o C). Peculiariprescrizioni sono poi dettate per ciascuna delle tre classi.

Prescrizioni riguardanti i componentiNegli ambienti a maggior rischio in caso di incendio possono essereinstallati soltanto i componenti elettrici necessari per l’uso dell’am-biente stesso. È fatta eccezione per le condutture le quali possonoanche transitare nell’ambiente.È vietato installare nelle vie d’uscita apparecchi elettrici contenentifluidi infiammabili (il divieto non riguarda i condensatori ausiliariincorporati negli apparecchi).I dispositivi di manovra, controllo e protezione, salvo quelli destinatia facilitare l’evacuazione del pubblico, vanno installati in luoghi inac-cessibili al pubblico o entro involucri apribili con chiave o attrezzo.I dispositivi di sezionamento devono essere di tipo onnipolare, com-prendendo l’eventuale conduttore di neutro.Tutti i componenti elettrici devono rispettare le prescrizioni ripor-tate a pag 116 sia in funzionamento ordinario dell’impianto sia insituazione di guasto dell’impianto stesso, tenuto conto dei dispositividi protezione. Questo può essere ottenuto mediante un’adeguata co-struzione dei componenti dell’impianto o mediante misure di prote-zione addizionali da prendere durante l’installazione.I componenti elettrici installati in vista (a parete o soffitto) per i qualinon esistano le norme relative, devono essere di materiale resistentealle prove previste dalla Norma CEI 64-8 assumendo per la prova alfilo incandescente 650 °C anziché 550 °C (tabella 13 a pag. 117).Un’adeguata distanza (in ogni direzione in assenza di istruzioni delcostruttore) dev’essere interposta fra apparecchi di illuminazione egli oggetti illuminati (ad esempio le tende) quando questi ultimi sonodi materiale combustibile. In particolare per faretti e piccoli proiet-tori, tale distanza non dev’essere inferiore a:– 0,5 m per lampade di potenza fino a 100 W;– 0,8 m per lampade di potenza da 100 a 300 W;– 1 m per lampade di potenza da 300 a 500 W.– distanze maggiori per lampade con potenza > 500 WPer la marcatura degli apparecchi di illuminazione che possono essereinstallati su superfici infiammabili si veda la tabella 4 a pag. 137.Lampade e altre parti componenti degli apparecchi d’illuminazionedevono essere protette contro le prevedibili sollecitazione meccani-che. I mezzi di protezione non devono essere fissati ai portalampadea meno che non siano parte integrante dell’apparecchio.I dispositivi di limitazione della temperatura devono essere provvistidel solo ripristino manuale.

164

Tabella 4 – Condizioni di installazione e del grado IP verso la pa-rete delle scatole e delle cassette incassate

165

Pareti

Tipi diambiente

Classi di reazione al fuoco deimateriali delle pareti (1)

0 1 2 3 4

Ambienti ordinari componentischermati (2)

Ambientia maggiorrischio incaso di in-cendio ditipo:

A

Apubblico

spettacolo

B IP4X (se i componenti produconoarchi o scintille)

C componentischermati (2)

Grado di protezione IP in accordo con norme generali (di regola IP2X su superfici verticali).

Tipo di parete non permesso.

(1) D.M. del 26 giugno 1984. Secondo questo decreto i materiali solidi sonoassegnati alle classi 0, 1, 2, 3, 4 e 5 con l'aumentare della loro partecipa-zione alla combustione. Queste classi possono essere sinteticamente indi-viduate nel modo seguente:– classe 0: materiali incombustibili;– classe 1: materiali che non possono bruciare;– classe 2: materiali difficilmente combustibili (possono prendere fuoco acontatto con una sorgente d'innesco, ma allontanati da questa non bru-ciano);– classe 3: materiali combustibili (possono bruciare, se innescati);– classe 4: materiali comburenti (a contatto con altre sostanze, specie seinfiammabili, favoriscono la combustione);– classe 5: i materiali sono esplosivi.L'unico documento idoneo ad attestare la classe di reazione al fuoco di unmateriale è l'atto di omologazione rilasciato dal Ministero dell'Interno,anche sulla base di una certificazione rilasciata da un laboratorio ricono-sciuto.Sono omologabili tutti i materiali classificabili, cioè i materiali per i qualiil D.M. del 26 giugno 1984 individua i metodi di prova atti alla loro clas-sificazione.(2) I componenti devono essere schermati come indicato a pagina 116 e se-guenti se sono tali da raggiungere temperature superficiali elevate o daprodurre archi o scintille.

Gli apparecchi, quali i riscaldatori, resistori ecc., devono essere rea-lizzati in modo che gli involucri non raggiungano temperature piùelevate di quelle relative agli apparecchi di illuminazione ed essere,per costruzione o installazione, in grado di impedire qualsiasi accu-mulo di materiale che possa limitare la dissipazione del calore.Per le scatole e le cassette in posa incassata la tabella 4 puntualizzale condizioni di installazione e il grado di protezione IP verso la parete.Barriere tagliafiamma devono essere predisposte in tutti gli attra-versamenti di solai o pareti che delimitano il compartimento antin-cendio indipendentemente dal tipo di cavo e di posa.Le barriere devono essere tali da ripristinare la resistenza al fuocoche l’elemento costruttivo aveva in assenza della conduttura. A talefine bisogna sia otturare il foro di passaggio eventualmente rimastolibero dalla conduttura, sia l’interno della conduttura stessa.Entrambe le otturazioni devono avere un REI (3) uguale o superiorea quello richiesto dalla classe del compartimento antincendio.Non è necessario otturare internamente il tubo se sono rispettate tuttele seguenti condizioni: il tubo è conforme alla Norma CEI EN 50086(non propagante la fiamma), il diametro interno non supera 30 mm,il tubo protettivo ha un grado di protezione almeno IP33 e le estre-mità del tubo, se in ambiente chiuso, entrano in custodie con gradodi protezione almeno IP33.

(3) La resistenza al fuoco riguarda gli elementi costruttivi di un edificio confunzioni portanti o separanti, che devono garantire nelle condizioni di carico,una resistenza per un tempo prestabilito. Gli elementi che consentono di va-lutare la resistenza al fuoco per il tempo di esposizione richiesto sono:– stabilità (R): attitudine di un elemento da costruzione a conservare la resi-stenza meccanica sotto l’azione del fuoco;– tenuta (E): attitudine di un elemento da costruzione a non lasciar passarene produrre fiamme, vapori o gas caldi dal lato opposto quando l’altra facciatasia esposta al fuoco;– isolamento termico (I): attitudine di un elemento da costruzione a ridurrela trasmissione del calore.Pertanto con il simbolo REI si identifica un elemento costruttivo che deveconservare per un tempo determinato: stabilità, tenuta, isolamento termico.Analogamente, con il simbolo RE si identifica un elemento costruttivo chedeve conservare per un tempo determinato, la stabilità, la tenuta, mentrecon il simbolo R si identifica un elemento costruttivo che deve conservare perun tempo determinato la sola stabilità.La resistenza al fuoco R, RE, REI, viene misurata in minuti, sulla base di ap-posite prove. Ad esempio, una porta avente resistenza al fuoco REI 120 man-terrà le sue caratteristiche di stabilità, tenuta ed isolamento per 120 minuti.(4) La principale caratteristica dei sistemi di tamponamento attivo è l’intume-scenza, ossia la capacità del materiale di espandere, quando sottoposto al-l’azione del fuoco, con il seguente meccanismo: il riscaldamento inizialeprovoca la disidratazione dello strato superficiale che successivamente, sottol’effetto del calore, fonde e carbonizza. Se la temperatura aumenta ulterior-mente il materiale sviluppa dei gas che, agendo da propellente, espandono lostrato carbonizzato che stratifica e fa da schermo protettivo contro la fiammae il calore. Appena lo strato carbonizzato brucia il processo si ripete.

166

Barriere tagliafiammaLe barriere antifuoco possono essere realizzate con componenti inertio attivi (4). I primi sono resistenti al fuoco (materiali refrattari) manon sono in grado di occludere le cavità originate, in seguito all’in-cendio, dalla consunzione degli isolanti dei cavi o tubi protettivi inPVC; i componenti attivi, invece, se sottoposti al fuoco, si espandonorapidamente occludendo le cavità formatesi.I componenti attivi possono essere costituiti da una guarnizione ingomma sintetica avente stabilità dimensionale nel tempo (solo a con-tatto col fuoco il volume aumenta) e resistenza al calore e al fuoco.Le guarnizioni, costruite in due o più parti uguali, possono esseremontate anche dopo l’installazione di tubi e cavi (fig. 3). In alternativa possono essere utilizzati tubi di materiale intume-scente che sono inseriti a pressione nei fori praticati nella parete ocementati nel calcestruzzo (fig. 4) e sigillati da entrambi i lati me-diante stucco antifuoco. La chiusura dei passaggi nelle solette puòanche essere realizzata versando nell’apertura una schiuma, a duecomponenti, di tipo intumescente; la parte inferiore della aperturadeve precedentemente essere stata chiusa con lana minerale (fig. 5).Appositi manicotti realizzano passaggi antifuoco di tubi o cavi anchedi grande diametro; la costruzione, in due parti metalliche di sup-

Fig. 3

Fig. 4 – Sigillatura di passaggio cavi(1) mediante tubo di materiale intu -mescente (2) e stucco antifuoco (3).

Fig. 5 – Sigillatura di passaggio cavi(1) attraverso soletta, con schiumaintumescente (2) e lana minerale (3).

167

porto riempite con materiale intumescente ne rende possibile il mon-taggio anche con cavi già installati (fig. 6).Le barriere con componenti inerti possono essere realizzate mediante:Conglomerato inerte. È una mescola di malte secche a cui dev’essereaggiunta acqua. Serve per sigillare i passaggi di cavi che presentanopiccoli interstizi e in particolare tra ambienti posti uno sopra l’altro. Sacchetti per tamponamento in tessuto di fibra di vetro riempiti confibre minerali e componenti incombustibili; in presenza del fuoco talimateriali tendono a compattarsi e solidificarsi. Sono utilizzati per lachiusura di ampie aperture, quali quelle per il passaggio di passerelle.Pannelli di lana roccia. Sono utilizzati per la chiusura delle aperturepiù ampie in alternativa ai sacchetti di tamponamento. Sono sago-mabili per adattarsi alle dimensioni del passaggio cavi e in caso diampliamenti è sufficiente creare ulteriori forature secondo la nuovaconfigurazione della conduttura. Devono essere rivestiti esterior-mente con conglomerato o materiale intumescente (fig. 7).Comunque, sono disponibili barriere realizzate con componenti mo-dulari che semplificano l’installazione e consentono di sigillare i pas-saggi tra locali con un elevato grado di resistenza al fuoco e ai fumi.

Criteri per la scelta del tipo di condutturaLa norma prevede diversi tipi di condutture e, in relazione alle ca-ratteristiche presentate da ciascuna di esse per quanto riguarda lapossibilità di essere causa di innesco e/o propagazione dell’incendio,stabilisce opportuni provvedimenti.Nelle tabelle (5 ÷ 7) sono riportati i vari tipi di condutture, suddivisiin tre gruppi, e i rispettivi criteri per la loro realizzazione.Il I gruppo (tabella 5) comprende le condutture che per loro costru-zione non possono essere causa di innesco (poiché isolate dall’am-biente esterno) o propagazione dell’incendio (poiché non vi può esserel’apporto di ossigeno necessario alla propagazione della fiamma). Perqueste condutture non sono richiesti particolari requisiti di protezione.Il II gruppo (tabella 6) comprende le condutture che non pos sono es-sere causa d’innesco essendo dotate di uno schermo metallico con-

Fig. 6 Fig. 7

168

nesso a terra (tramite PE) che separa i conduttori attivi dall’ambienteesterno. Tuttavia, avendo una guaina esterna in materiale combu-stibile, possono propagare l’incendio. Queste condutture richiedono,pertanto, alcuni provvedimenti atti ad evitare tale propagazione.Il III gruppo (tabella 7) comprende le condutture che possono esserecausa d’innesco e allo stesso tempo mezzo per propagare l’incendio.La loro installazione richiede la predisposizione di misure atte a pre-venire sia l’innesco dell’incendio sia la sua propagazione.Per quanto riguarda i binari elettrificati e i condotti sbarre, la pos-sibilità che essi siano veicolo di propagazione dell’incendio deve es-sere valutata in relazione ai materiali utilizzati per la lorocostruzione o mediante prove specifiche. Ne deriva che indicazioni inmerito possono essere fornite solo dal costruttore.Per le condutture mobili, è raccomandata la scelta di cavi destinatia servizio pesante in accordo con la Guida CEI 20-40, per esempiocavi del tipo H07RN-F o altri cavi adeguatamente protetti.Prescrizioni per l’installazione delle conduttureNegli ambienti a magior rischio in caso d’incendio non è ammesso ilsistema di distribuzione TN-C, ossia con conduttore PEN (unico con-duttore con funzioni di conduttore di protezione PE e di neutro N).Questa prescrizione, che non riguarda le condutture che transitanonel luogo, deriva dalla necessità di evitare che la corrente dovuta ainormali squilibri dei carichi, vada ad interessare anche le masse e lemasse estranee connesse al PEN creando in parallelo a tale condut-tore, circuiti di ritorno, con il pericolo che la corrente di squilibriopossa dar luogo a riscaldamenti localizzati nei punti a maggiore re-sistenza o scintillii nei punti di discontinuità. Per lo stesso motivonel sistema TN-S è vietato collegare tra loro i conduttori separati dineutro N e di protezione PE.Le condutture che attraversano i luoghi a maggior rischio in casod’incendio e che quindi non sono destinate ad alimentare apparec-chiature al loro interno, non devono avere connessioni lungo il per-corso all’interno di questi luoghi, a meno che non siano poste ininvolucri che soddisfino la prova contro il fuoco come definita nellerelative norme di prodotto .Le condutture elettriche che attraversano le vie d’uscita di sicurezzanon devono ostacolare il deflusso delle persone e preferibilmente nondevono essere a portata di mano diversamente vanno poste entro in-volucri o dietro barriere che costituiscano una buona protezione con-tro i danneggiamenti meccanici prevedibili durante l’evacuazione.

Protezione delle conduttureLe condutture che alimentano o attraversano gli ambienti a maggiorrischio in caso di incendio e quelle che hanno origine in tali luoghidevono essere protette mediante dispositivi posti all’origine dei cir-cuiti stessi in modo da risultare protette, sia contro i sovraccarichi,sia contro eventuali guasti non franchi che possono avvenire in unpunto qualsiasi della linea.

169

Tabella 5 – Condutture che non costituiscono causa di innesco e pro-pagazione dell’incendio

I GRUPPO

CO

ND

UTT

UR

A Posa: interrata oincassata in strut-ture incombusti-bili (calcestruzzo,intonaco ecc.).Protezione: tubiprotettivi o canaliin materiale me-tallico o isolante.

Tipo di cavi: uni-polari o multipo-lari (con o senzaPE).

Posa: in vista aparete o su men-sole.

Protezione: tubiprotettivi o canaliin materiale me-tallico (grado diprotezione ≥ IP4X).Tipo di cavi: uni-polari o multipo-lari (con o senzaPE).

Posa: in vista aparete, su men-sole o passerelle.

Tipo di cavi: conisolamento mine-rale e guaina me-tallica continuasenza saldature.

CO

ND

UTT

OR

E D

I PR

OTE

ZIO

NE

(PE

)

Il conduttore PEnon è richiesto aifini della prote-zione contro l'in-nesco dell'incen-dio. Se è richiestoper la protezionecontro i contattiindiretti, può es-sere un condut-tore unipolare oun'anima di cavomultipolare.

Il PE (non richie-sto ai fini dellaprotezione control'incendio) può es-sere costituito dalcanale o tubo, seidonei, diversa-mente può essereinserito al l’internodel tubo o canalecome cavo singoloo come ani ma dicavo multipolare.

La funzione diPE è svolta dallaguaina metallica

RE

QU

ISIT

IPA

RTI

OL.

R

ICH

IEST

I

Il cavo dev’esse-re sprovvisto diguaina non me-tallica esterna.

170

II GRUPPO

CO

ND

UTT

UR

A Posa: in vista aparete su menso-la, passerelle ecc.Tipo di cavi: mul-tipolari muniti diconduttore di pro-tezione PE con-centrico o di guai-na metallica o diarmatura, in gra-do da poter funge-re da PE, e guainaesterna protettiva.

Posa: in vista aparete su menso-le, passerelle ecc.Tipo di cavi: mul-tipolari muniti dischermo metallicosulle singole ani-me o sull'insiemedelle anime, ingrado di poterfungere da PE, eguaina esternaisolante.

Posa: in vista aparete su menso-le, passerelle ecc.Tipo di cavi: adisolamento mine-rale con guainametallica conti-nua senza salda-tura (con fun-zione di PE) eguaina esternanon metallica

CO

ND

UTT

. PR

OTE

Z.(P

E)

Conduttore con-centrico, guainametallica, arma-tura

Schermo metallicosulle singole ani-me o sull'insiemedelle anime.

Guaina metallica

RE

QU

ISIT

I PA

RTI

OLA

RI

RIC

HIE

STI

Dev’essere adottato uno dei seguenti provvedimenti:a) utilizzare cavi resistenti alla propagazione della fiammase installati individualmente o distanziati tra loro almeno 25cm o se installati individualmente in tubi o canalette congrado di protezione IP4X;b) utilizzare cavi resistenti alla propagazione dell’incendio, seinstallati in fascio, e purché non sia superato il volume uni-tario di materiale non metallico stabilito dalla Norma CEI20-22 cat. II o III. Se il fascio supera tale valore adottare prov-vedimenti integrativi analoghi a quelli indicati al punto c).c) adottare sbarramenti, barriere e/o altri provvedimenti in-dicati dalla Norma CEI 11-17. Inoltre prevedere barriere ta-gliafiamma in tutti gli attraversamenti di solai o pareti chedelimitano il compartimento antincendio.Nei locali tipo A, se i cavi sono raggruppati in quantità si-gnificative in rapporto alle altre sostanze combustibili pre-senti, si deve effettuare l’analisi dei rischi e se necessario uti-lizzare cavi a bassa emissione di fumi e gas tossici (LSOH).

Tabella 6 – Condutture che possono essere causa di propagazione(ma non d'innesco) dell'incendio

171

III GRUPPO

CO

ND

UTT

UR

A

Posa: in vista a pa-rete su mensola,passerelle ecc.

Tipo di cavi: mul-tipolari muniti diconduttore PE.

Posa: in vista.

Protezione: cana-le in metallo sen-za un particolaregrado di prote-zione, passerellain metallo conti-nua forata a rete .

Tipo di cavi: uni-po lari e multipo-lari senza PE.

Posa: in vista.

Protezione: canaleo tubo protettivoin materiale iso-lante (grado diprotezione ≥ IP4X)Se non esistononorme di prodotto,tubi e canali devo-no essere in gradodi sopportare leprove indicate nel-la tab. 13 a pag.117 assumen doper la prova al filoincandescente latemperatura di850 °C (anziché650 °C).Tipo di cavi: uni-po lari e multipo-lari senza PE.

CO

ND

UTT

OR

E D

I PR

OTE

ZIO

NE

(PE

)

Il conduttore PEdev’essere incor-porato e costituitoda un'anima delcavo.

La funzione diconduttore PE puòessere svolta daltubo, passerella ocanale se idonei oda un conduttoreisolato, meglio senudo (rappresentauna cautela addi-zionale), apposita-mente inserito nel- la canalizzazione.

Il PE, non è ri-chiesto ai finidella protezionecontro l'incendio,ma è consiglia-bile; può essereun conduttorenudo o isolato in-serito nel tuboprotettivo o ca-nale.

Tabella 7 – Condutture che possono essere causa di innesco e di pro-pagazione dell'incendio

172

RE

QU

ISIT

I PA

RTI

CO

LAR

IR

ICH

IEST

IAi fini della protezione contro l’innesco dell’incendio, i cir-cuiti devono essere protetti, oltre che con le protezioni ge-nerali, in uno dei seguenti modi:1) nei sistemi TT e TN con dispositivo differenziale a correntenominale d'intervento ≤ 300 mA (anche a intervento ritar-dato); quando non sia possibile, ad esempio per ragioni di con-tinuità di servizio, in alternativa ≤ 1 A (ad intervento ritar-dato). Se esiste il rischio di guasti resistivi che possano in-nescare un incendio, per esempio per riscaldamento asoffitto con elementi a pellicola riscaldante, la corrente dif-ferenziale nominale d’intervento deve essere Idn = 30 mA2) nei sistemi IT mediante dispositivo che rileva con conti-nuità le correnti di dispersione verso terra e, quando si ma-nifesta un decadimento d'isolamento, provoca l'aperturaautomatica del circuito; se per necessità di continuità diservizio l’interruzione non è ammissibile, il dispositivo inalternativa può azionare un allarme ottico ed acustico.Istruzioni devono essere date affinché, in caso di primo gua-sto, sia effettuata l'apertura manuale il più presto possibile.Sono escluse dalle prescrizioni dei punti 1) e 2) le condutture:– facenti parte di circuiti di sicurezza;– racchiuse in involucri con grado di protezione almenoIP4X, ad eccezione del tratto finale uscente dall'involucroper il necessario collegamento all'apparecchio utilizzatore.Per evitare la propagazione delle fiamme deve essere adot-tato uno dei seguenti provvedimenti:a) utilizzare cavi resistenti alla propagazione della fiammase installati individualmente o distanziati tra loro almeno25 cm, oppure se installati in tubi o canalette con grado diprotezione almeno IP4X;b) utilizzare cavi resistenti alla propagazione dell'incendiose installati in fascio, purché non sia superato il volumeunitario di materiale non metallico stabilito dalla NormaCEI 20-22 cat. II o cat. III. Se il fascio supera tale valoreunitario devono essere adottati provvedimenti integrativianaloghi a quelli indicati al punto c) seguente.c) adottare sbarramenti, barriere e/o altri provvedimentiindicati dalla Norma CEI 11-17.Inoltre in tutti gli attraversamenti di solai o pareti che de-limitano il compartimento antincendio si devono prevederebarriere tagliafiamma con caratteristiche di resistenza alfuoco pari a quelle degli elementi costruttivi dei solai o dellepareti attraversate.Nei locali tipo A, se i cavi sono raggruppati in quantità si-gnificative in rapporto alle altre sostanze combustibili pre-senti, si deve effettuare l’analisi dei rischi e se necessario uti-lizzare cavi a bassa emissione di fumi e gas tossici (LSOH).

173

174

LE VERIFICHE DEGLI IMPIANTI ELETTRICI

Le disposizioni legislative e le norme tecniche per gli impianti elet-trici prescrivono verifiche iniziali, controlli, ispezioni periodiche, sor-veglianza e manutenzione.La Norma CEI 64-8/6 prescrive che l’impianto elettrico sia soggetto a:– verifica iniziale durante l'installazione (per quanto praticamentepossibile), al suo completamento o dopo la realizzazione di integra-zioni o modifiche e prima di essere messo in servizio;– verifiche periodiche per determinare se l’impianto e i suoi compo-nenti si trovano in una condizione soddisfacente per il loro uso.Al termine delle verifiche deve essere redatto un rapporto sui risul-tati di tali verifiche.

VERIFICHE INIZIALI Le verifiche iniziali hanno lo scopo di accertare la rispondenza del-l'intero impianto elettrico alle prescrizioni normative. Comprendonol’esame a vista e le prove consistenti nell'effettuazione di misure,mediante appropriati strumenti, o di altre operazioni con le quali siaccerta l'efficienza della stesso impianto elettrico.Nel caso di ampliamenti o di modifiche di impianti esistenti, le ve-rifiche devono accertare che tali ampliamenti o modifiche siano con-formi alle prescrizioni normative e che non compromettano lasicurezza delle parti non modificate dell'impianto.I risultati dell’esame a vista e delle prove devono essere registrati sulrapporto di verifica. Il tecnico che effettua le verifiche iniziali deve avere a disposizioneil progetto o la documentazione necessaria indicante:– il tipo e la composizione dei circuiti (punti di utilizzo serviti, nu-mero e dimensione dei conduttori, tipo di canalizzazioni);– le caratteristiche necessarie per l’identificazione dei dispositivi chesvolgono le funzioni di protezione, isolamento e commutazione e lorodisposizione;– note di calcolo in base alle quali il progettista ha scelto le sezionidei conduttori, i criteri di posa e la scelta dei dispositivi di protezione. Schemi e documenti dovrebbero fornire per ciascun circuito dell’im-pianto almeno le seguenti informazioni dettagliate:– tipo e sezione dei conduttori;– lunghezza dei circuiti;– natura e tipo dei dispositivi di protezione;– corrente nominale o di regolazione dei dispositivi di protezione;– correnti di cortocircuito presunte e potere di interruzione dei dispo-sitivi di protezione.

175

La verifica deve essere effettuata da persona esperta per quanto ri-guarda i pericoli dell’elettricità e competente nelle operazioni di ve-rifica. Precauzioni devono essere prese per garantire la sicurezzadelle persone e delle cose.

Esame a vistaL’esame a vista è preliminare a qualsiasi altra prova e deve essereeffettuato, per quanto necessario, con impianto elettrico fuori ten-sione. Tale esame deve accertare, avvalendosi anche della documen-tazione, che i componenti dell’impianto elettrico siano:– conformi alle prescrizioni di sicurezza (ciò può essere accertatodall’esame di marchi, certificazioni, dichiarazioni di conformità rila-sciate dai costruttori);– scelti correttamente e installati in conformità alle norme e alleistruzioni del costruttore;– non danneggiati visibilmente in modo tale da comprometterne lasicurezza.L’esame a vista deve almeno comprendere, per quanto applicabile, laverifica di quanto segue:– sistemi di protezione contro i contatti diretti e indiretti; tale veri-fica comprende la misura delle distanze e riguarda, ad esempio laprotezione mediante barriere o involucri, o a mezzo di ostacoli o me-diante distanziamento;– presenza di barriere tagliafiamma o altre precauzioni contro la pro-pagazione del fuoco e sistemi di protezione contro gli effetti termici;– scelta dei conduttori per quanto concerne la loro portata, sezionee caduta di tensione (secondo le note di calcolo del progettista);– scelta e taratura dei dispositivi di protezione e di segnalazione (se-condo le note di calcolo del progettista);– presenza e corretta installazione dei dispositivi di sezionamento edi comando;– idoneità delle apparecchiature e delle misure di protezione controle influenze esterne;– identificazione dei conduttori di neutro e di protezione;– connessione dei dispositivi di comando unipolari ai conduttori di fase;– presenza di schemi, di cartelli monitori e di informazioni analoghe;– identificazione dei circuiti, dei fusibili, degli interruttori, dei mor-setti ecc.;– idoneità delle connessioni e della loro realizzazione (in caso di dub-bio, è opportuno misurare la resistenza elettrica delle connessioniche dovrebbe risultare inferiore alla resistenza elettrica di 1 m delconduttore di sezione minore collegato);– presenza ed adeguatezza dei conduttori di protezione, compresi iconduttori per il collegamento equipotenziale principale e supple-mentare;– agevole accessibilità degli organi di manovra all'operatore;

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– agevole accessibilità dell’impianto per interventi operativi e di ma-nutenzione.

ProveDopo l’esame a vista devono essere effettuate, per quanto applicabili,le seguenti prove, che van no condotte possibilmente nella sequenzaindicata:– prove della continuità dei conduttori di protezione e dei conduttoriequipotenziali principali e supplementari;– misura della resistenza di isolamento dell’impianto elettrico;– verifica della protezione per separazione elettrica nel caso sia di si-stemi SELV e PELV, sia della separazione elettrica;– misura della resistenza di isolamento dei pavimenti e delle pareti;– verifica del funzionamento del sistema di protezione con interru-zione automatica dell’alimentazione;– verifica della protezione addizionale;– prove di polarità;– prova dell'ordine delle fasi;– prove di funzionamento;– verifica delle protezioni contro gli effetti termici;– misura della caduta di tensione.– prova di sfilabilità dei cavi (eventualmente, se è prevista la sfila-bilità dei cavi).Nel caso che qualche prova indichi la presenza di un difetto, tale provae ogni altra prova precedente che possa essere stata influenzata dal di-fetto segnalato devono essere ripetute dopo l’eliminazione del difettostesso.I metodi di prova descritti nel seguito costituiscono metodi di riferi-mento; è ammesso l’uso di altri metodi di prova, purché essi forniscanorisultati ugualmente validi.Prove della continuità dei conduttori di protezione e deiconduttori equipotenziali principali e supplementariLa prova si esegue impiegando una sorgente di tensione alternata ocontinua in grado di erogare una tensione compresa fra 4 e 24 V avuoto, e una corrente di almeno 0,2 A.Per la misura può essere utilizzato un ohmmetro in grado di fornirei valori di tensione e corrente indicati (fig. 1).Si deve verificare la continuità dei conduttori di protezione (PE), delneutro, quando svolge anche la funzione di conduttore di protezione(PEN), dei conduttori equipotenziali principali (EQP), supplemen-tari (EQS) e del conduttore di terra.La prova non ha lo scopo di verificare la resistenza dei conduttori,ma solo la loro integrità, pertanto la continuità risulta non verificataquando la corrente erogata dalla sorgente di tensione risulta infe-riore a 0,2 A.Le misure possono essere effettuate con estrema facilità mediante

177

un apposito misuratore di resistenza a corrente costante che fa cor-rispondere alla condizione di corrente erogata inferiore a 0,2 A, adesempio, l’indicazione di fuori scala della portata massima; ossia siritiene accettabile la verifica quando l’indice si posiziona su uno deivalori interni alla scala.

Misura della resistenza di isolamento dell’impianto elettricoLa resistenza di isolamento dev’essere misurata, con l’impianto fuoritensione (fig. 2):a) tra ogni conduttore attivo o tra tutti i conduttori attivi collegati in-sieme (se praticamente possibile) e il conduttore di protezione PEconnesso a terra; b) tra i conduttori attivi (prova consigliata).Si tenga presente che:– prima dell’esecuzione delle prove si devono disinserire tutti gli ap-parecchi utilizzatori;– il conduttore di neutro deve essere scollegato dal conduttore di pro-tezione;– nei sistemi TN-C il conduttore PEN è considerato come facente

Fig. 1

Fig. 2

178

parte della terra per cui la misura è eseguita tra i conduttori attivie il conduttore PEN;– se qualche componente dell'impianto può influenzare la prova, oessere danneggiato, tale componente deve essere disinserito primadi effettuare la prova di isolamento. Se non è possibile disinserirlo(per esempio nel caso di SPD incorporati in prese a spina) la tensionedi prova può essere ridotta sino a 250 V c.a. per il relativo circuito,ma la resistenza di isolamento deve avere almeno il valore di 1 MΩ;– nei luoghi a maggior rischio in caso di incendio, deve essere ese-guita una misura della resistenza di isolamento tra i conduttori at-tivi. In pratica, può essere necessario eseguire questa misura durantel'installazione dell'impianto prima della connessione del componenteelettrico.Le misure devono essere eseguite con un apparecchio in grado di for-nire i valori della tensione di prova richiesti (indicati in tabella 1) conun carico di 1 mA.I valori minimi della resistenza d’isolamento sono riportati nella ta-bella 1. Per la misura si può impiegare un megaohmmetro.Negli impianti di dimensioni limitate la prova viene eseguita all’ori-gine, ossia in prossimità del punto di consegna dell’energia.Negli impianti complessi i valori di resistenza misurati all’originedell’impianto possono risultare inferiori a quelli di tabella 1. È oppor-tuno allora suddividere l’impianto in gruppi di circuiti e ripetere lamisura per ciascun gruppo. Se i risultati fossero ancora insufficientila misura può essere ripetuta su ogni singolo circuito.Verifica della protezione per separazione elettricaLa prova, da effettuare nel caso che la protezione contro i contatti di-retti e indiretti sia attuata mediante separazione elettrica, deve veri-ficare che la resistenza di isolamento tra le parti attive del circuitoalimentato dal trasformatore e quelle di altri circuiti, non sia inferiorea quella indicata nella tabella 1. Le misure devono essere eseguite coni criteri indicati per la misura della resistenza di isolamento.La misura deve verificare:– nei sistemi SELV, la separazione tra le parti attive del circuito se-parato da quelle di altri circuiti e dalla terra;

Tabella 1 – Minimi valori della resistenza di isolamento

Tensione nominaledel circuito

(V)

Tensione diprova

(V)

Resistenza diisolamento

(MΩ)

SELV e PELV 250 ≥ 0,5

Fino a 500 V, compreso FELV 500 ≥ 1,0

Oltre 500 V 1000 ≥ 1,0

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– nei sistemi PELV, la separazione tra le parti attive del circuito se-parato da quelle di altri circuiti;– nel caso di protezione mediante separazione elettrica (trasforma -tore di separazione), la separazione delle parti attive del circuito se-parato da quelle di altri circuiti e dalla terra.Misura della resistenza dei pavimenti e delle paretiQuesta prova è richiesta quando la protezione contro i contatti indi-retti è attuata per mezzo di locali isolanti. Questa misura di prote-zione, per la sua particolarità è applicabile solo in situazioni eccezio-nali e comunque mai negli edifici civili e similari.Un locale è ritenuto isolante se le pareti ed il pavimento sono in ma-teriale isolante e presentano, verso terra, una resistenza:≥ 50 kΩ per tensioni nominali non superiori a 500 V;≥ 100 kΩ per tensioni nominali superiori a 500 V.In ogni locale si devono eseguire almeno 3 misure: una a circa 1 mda qualsiasi massa estranea accessibile posta nel locale e le altredue a distanze maggiori. Inoltre le misure devono essere ripetuteper ogni tipo di pavimento o parete del locale. La misura deve essere eseguita con la tensione verso terra e la fre-quenza nominale, o con la più bassa tensione, alla stessa frequenzanominale, associata con la resistenza di isolamento.Come sorgenti di tensione possono essere utilizzati:a) la tensione verso terra che esiste al punto di misura;b) la tensione al secondario di un trasformatore a doppio avvolgimento;c) una sorgente indipendente alla frequenza nominale del sistema.Per ragioni di sicurezza, per misure a tensione superiore a 50 V, lacorrente massima di uscita non deve superare i 3,5 mA.La corrente I è misurata mediante un amperometro inserito tral’elettrodo di prova e la sorgente di tensione e la tensione U con unvoltmetro (resistenza interna almeno di 1 MΩ) inserito tra l’elettrododi prova e il conduttore di protezione.La resistenza di isolamento del pavimento è quindi: R = U/I.La misura è eseguita tra un elettrodo di prova e il conduttore di pro-tezione dell’impianto.L’elettrodo di prova, costituito da una piastra metallica quadratacon lato di 250 mm (la Norma CEI 64-8/6 prevede anche un altrotipo di elettrodo), è posto sulla superficie da provare con l’interposi-zione di una carta assorbente o di un panno inumidito e strizzato,con lato di circa 270 mm, e dev’essere caricato con una forza di 750N per la misura dei pavimenti e 250 N per quella delle pareti. Verifica della protezione mediante interruzione automaticaPer la verifica del funzionamento del sistema di protezione contro icontatti indiretti mediante interruzione automatica dell’alimenta-zione, la normativa CEI prevede le seguenti prove in relazione al si-stema di distribuzione:

180

Sistema TT:1) misura della resistenza di terra del dispersore al quale sono col-legate le masse dell’impianto oppure misura della resisteza del-l’anello di guasto;2) La verifica mediante esame a vista della caratteristiche e/o dell’ef-ficienza mediante prove del dispositivo differenziale.L’efficienza dei dispositivi di protezione a corrente differenziale deveessere verificata generando una corrente differenziale di valore nonsuperiore a Idn mediante l’uso di adatte apparecchiature di provasenza misurare il tempo di intervento.Quando l’efficienza della misura di protezione sia stata confermatain un punto situato a valle del dispositivo di protezione differenziale,la protezione dell’impianto a valle di questo punto può essere pro-vata verificando la continuità dei conduttori di protezione.Sistema TN:1) misura dell’impedenza dell’anello di guasto (questa misura non èin genere necessaria quando l’alimentazione viene interrotta me-diante interruttori differenziali);2) verifica delle caratteristiche e/o dell'efficienza del dispositivo diprotezione associato eseguita mediante:– esame a vista (delle caratteristiche di intervento per gli interrut-tori automatici e della corrente nominale e tipo per i fusibili) per i di-spositivi di protezione contro le sovracorrenti;– esame a vista e prove per i dispositivi a corrente differenziale.L’efficienza dei dispositivi di protezione a corrente differenziale deveessere verificata generando una corrente differenziale di valore nonsuperiore a Idn mediante l’uso di adatte apparecchiature di provasenza misurare il tempo di intervento.Quando l’efficienza della misura di protezione sia stata confermatain un punto situato a valle del dispositivo di protezione differenziale,la protezione dell’impianto a valle di questo punto può essere pro-vata verificando la continuità dei conduttori di protezione.Sistemi IT:1) misura della corrente di primo guasto quando il suo valore nonpuò essere conosciuto con certezza tramite calcolo;2) controllo che in caso di un secondo guasto, se il sistema IT si tra-sforma in un sistema TT o in un sistema TN (1), siano soddisfatte lerispettive misure di protezione richieste per tali sistemi.

Misura della resistenza di terraLa misura della resistenza di terra dev’essere effettuata, per quan -to possibile, con l’impianto nelle ordinarie condizioni di funziona-

(1) Durante le misure della resistenza dell’anello di guasto è necessario sta-bilire un collegamento di impedenza trascurabile tra il punto neutro dell’ali-mentazione ed il conduttore di protezione preferibilmente all’originedell’impianto o, dove questo non è accettabile, nel punto di misura.

181

mento. Non è necessario effettuare la misura in particolari condi-zioni meteorologiche o in particolari condizioni del terreno.Inoltre la misura può essere eseguita senza staccare i dispersori difatto che non sono sotto il controllo di chi esercisce l’impianto. Tuttaviase è ragionevole supporre che l’efficienza dell’impianto di terra dipendasoprattutto da tali dispersori è giustificato, in sede di verifica, valutareil contributo di questi ultimi, in quanto l’impianto di terra deve essereprogettato senza tener conto del contributo di altri dispersori. La misura si esegue, utilizzando un dispersore ausiliario M (son dadi corrente) ed una sonda di tensione N, col metodo volt-amperome-trico (fig. 3 a) o con appositi strumenti di misura (fig. 3 b). La sondadi corrente (M) dev’essere disposta in un punto sufficientemente lon-tano dal dispersore in prova così che le zone di influenza del disper-sore di terra e della sonda non risultino sovrapposte. La sonda dicorrente si può ritenere sufficientemente lontana dall’impianto diterra quando allontanando via via la sonda di tensione N dall’im-pianto di terra in misura, la resistenza di terra (ovvero la tensionemisurata) varia in modo trascurabile.Si fa disperdere una corrente di terra non inferiore all’1% di quellaper la quale il dispersore è proporzionato e comunque non inferiorea 5 A e si misura la tensione tra la sonda di tensione e il dispersore.Il valore della resistenza di terra è dato dal rapporto tra la tensionemisurata e la corrente che fluisce tra la sonda M e il dispersore.Per verificare che la resistenza di terra sia un valore corretto, sifanno tre misure con la sonda di tensione N spostata di 6 m rispet-tivamente più lontano e più vicino al dispersore in prova. Se le tremisure sono sostanzialmente le stesse, si prende la media dei tre ri-sultati come resistenza di terra del dispersore. Se non c’è tale ac-cordo, le prove devono essere ripetute con la distanza, tra sonda dicorrente e dispersore, aumentata.

Fig. 3a b

182

Se la prova è effettuata con corrente a frequenza industriale, l’impe-denza interna del voltmetro dev’essere almeno 200 Ω/V.La sorgente della corrente utilizzata per la prova dev’essere separatadalla rete di alimentazione (per esempio con un trasformatore a dop-pio avvolgimento).Quando il luogo dell'impianto (per es. nelle città) è tale che non èpossibile, in pratica, rispettare le distanze indicate tra l’impianto diterra e gli elettrodi ausiliari, si può eseguire la misura della resi-stenza dell'anello di guasto oppure utilizzare il metodo semplificato.Misura dell’impedenza dell’anello di guastoQuesta misura (fig. 4) eseguita nei sistemi TT, con l’ausilio di stru-menti elettronici, fornisce valori per eccesso della resistenza di terraa tutto vantaggio della sicurezza (si misura infatti anche la resi-stenza del dispersore di cabina dell’ente distributore).Metodo semplificatoLa figura 5 indica lo schema per l’applicazione di un metodo sempli-ficato utilizzabile nei sistemi TT e TN. Il metodo prevede l’infissionedelle sonde di tensione e del dispersore ausiliario ad una distanza circauguale alla diagonale maggiore del perimetro dell’impianto in prova.Installato il dispersore ausiliario ad una distanza (x) dal contornodel dispersore in misura non inferiore alla massima dimensione li-neare (y) del suolo impegnato dall’impianto di terra, si effettua unaserie di rilevazioni con metodo volt-amperometrico spostando la son -da di tensione (N) dal dispersore ausiliario (M) verso il dispersorein misura lungo l’asse x (se si utilizzano un voltmetro e un ampero-metro è necessario calcolare per ogni posizione il rapporto R = U/I).Le misure intermedie devono essere effettuate in numero e posizionetale da evidenziare nel diagramma R = f (x) il punto di flesso (ossiail tratto orizzontale) che rappresenta il punto a potenziale indistur-bato tra le due zone d’influenza dei dispersori.

Fig. 4

183

La resistenza del dispersore è individuata dall’ordinata del punto diflesso (RT).Qualora non esistessero punti di flesso si deve ripetere la misura conil dispersore ausiliario installato in altra zona.

Misura della resistività del terrenoIl valore di resistenza dell’impianto di terra dipende dalla resistivitàdel terreno. La conoscenza di questo parametro consente di dimen-sionare correttamente l’impianto di terra riducendo anche i costi diinstallazione. Per la misura è necessario un misuratore di terra a quattro morsettiai quali devono essere collegati quattro dispersori ausiliari infissi adistanze regolari in linea retta (fig. 6).La distanza fra i picchetti ha notevole importanza, in quanto la cor-rente che fluisce tra due picchetti interessa strati del terreno via viapiù profondi all’aumentare della distanza fra i picchetti stessi. Laprofondità di infissione dei picchetti non ha particolare importanza,ma è consigliabile sia pari a 1/20 della distanza fra le sonde.É opportuno eseguire diverse misure in differenti punti del terrenoe quindi fare la media dei valori di resistività trovati.Ripetendo le misure per varie distanze tra le sonde si può risalire aivalori di resistività dei diversi strati del terreno e valutare perciò a

Fig. 5

184

quale profondità è conveniente collocare i dispersori dell’impianto diterra. La resistività risulta:

ρ = 2 π a R dove R è il valore letto sullo strumento (in Ω) e a la distanza tra lesonde (in m).Si tenga presente che la presenza di strutture metalliche (quali tu-bazioni, cavi con guaine o schermi metallici ecc.) interrate in prossi-mità del luogo di misura può falsare la misura stessa.

Misura dell’impedenza dell’anello di guastoLa misura può essere effettuata in base al metodo della caduta ditensione o a quello dell’alimentazione separata. I valori rilevati de-vono essere in accordo con i valori calcolati in fase di progetto. È raccomandato che tale misura sia preceduta da una prova di con-tinuità dei conduttori di protezione tra il punto neutro e le masse.Metodo della caduta di tensioneNel punto più lontano del circuito, che dev’essere controllato, si mi-sura la tensione verso terra di una fase con e senza il collegamentocon la resistenza R (interruttore del circuito di prova aperto e rispet-tivamente chiuso), misurando nel contempo la corrente che passanella resistenza di carico (fig. 7).L’impedenza è data dalla relazione:

U1 – U2Z =Ia

dove:U1 - tensione del punto di prova senza il collegamento alla resistenzadi carico R;U2 - tensione nel punto di prova con il collegamento alla resistenzadi carico R;Ia - corrente che passa attraverso la resistenza di carico.

Fig. 6

185

La resistenza R dev’essere regolata ad un valore sufficientementebasso in modo che la differenza (U1 – U2) risulti abbastanza elevata.In realtà il metodo di misura descritto fornisce la resistenza del cir-cuito di guasto e non l’impedenza, il che può portare ad errori consi-derevoli, non in favore della sicurezza, in particolare per le misurein prossimità di grossi trasformatori ove la reattanza è preponde-rante e non può essere trascurata nella misura. Negli impiantimedio-piccoli invece la misura della resistenza si può ritenere accet-tabile.Metodo della alimentazione separata (o voltamperometrico)Questa misura si esegue togliendo l’alimentazione al circuito inpro va e, dopo aver messo in cortocircuito il primario del trasforma-tore, si alimenta il circuito interessato con una sorgente separata(fig. 8). Si misura quindi la tensione U e la corrente I che circola nelpresunto anello di guasto. L’impedenza dell’anello di guasto si cal-cola con il rapporto tra tensione e corrente:

UZ = I

dove:U - tensione misurata;I - corrente misurata.Questo metodo è perfetto solo che è applicabile solo quando è possibilemettere fuori tensione un impianto in servizio.

Fig. 7

Fig. 8

186

Mediante loop testerQuando il valore dell’impedenza dell’anello di guasto dipende in mi-sura prevalente dalla componente resistiva (componente induttivatrascurabile) la misura può essere effettuata in maniera rapida uti-lizzando appositi strumenti elettronici denominati loop-tester di cuiin commercio ne esistono vari tipi.La figura 9 illustra un paio di esempi di come effettuare la misuracon il loop-tester. È necessario tuttavia tenere sempre ben presenteche questi stru menti consentono di rilevare esclusivamente il valoredella resistenza del circuito di guasto, anziché l’impedenza, per cuila misura fornisce risultati corretti e può quindi essere accettata soloquando si è certi che l’anello di guasto è prevalentemente resistivo.In linea di massima i loop tester possono essere utilizzati in impiantidi bassa potenza (non superiore a 160 kVA) e quando nell’impiantosono presenti cavi di sezione non superiore a 95 mm2.

Verifica dell’intervento dei dispositivi differenzialiSono previsti 3 metodi di controllo.Metodo 1In figura 10 è indicato lo schema di principio del metodo che prevedel’impiego di una resistenza variabile collegata fra un conduttore at-tivo dalla parte del carico e la massa.Si aumenta quindi la corrente riducendo il valore della resistenzavariabile Rp.La corrente Id alla quale il dispositivo differenziale interviene nondovrà superare il valore della corrente nominale differenziale Idn,del dispositivo differenziale.È raccomandabile la disinserzione del carico. Se il carico è inserito,si deve accertare che la sua corrente di dispersione sia trascurabile.Nei sistemi IT può essere necessario collegare un punto del sistemadirettamente a terra durante la prova per ottenere l’intervento deldifferenziale.

Fig. 9

187

È necessario sospendere la prova se il voltmetro indica una tensioneminore di U0 – UL essendo UL la tensione limite.Metodo 2In figura 11 è indicato lo schema di principio del metodo che pre vedeil collegamento della resistenza variabile a cavallo del dispositivodifferenziale, su conduttori attivi diversi.Si aumenta quindi la corrente riducendo il valore della resistenzavariabile Rp. La corrente Id, letta sull’amperometro, alla quale inter-viene il dispositivo differenziale non deve superare il valore dellacorrente nominale differenziale Idn del dispositivo di protezione.È raccomandabile la disinserzione del carico. Se il carico è inserito,si deve accertare che la sua corrente di dispersione sia trascurabile.Metodo 3In figura 12 è indicato lo schema di principio del metodo che impiegaun elettrodo ausiliario indipendente.Nei sistemi IT può essere necessario collegare un punto del sistemadirettamente a terra durante la prova per ottenere il funzionamentodel dispositivo differenziale.Si aumenta la corrente riducendo il valore della resistenza variabileRp e si misura la tensione U fra le masse e l’elettrodo ausiliario.Si misura altresì la corrente Id verificando che il valore rilevato almomento dell’intervento del dispositivo differenziale non sia supe-rare al valore della corrente differenziale nominale Idn del disposi-tivo differenziale. Deve essere soddisfatta la relazione:

IdU ≤ UL Idn

dove UL è la tensione limite convenzionale.

Fig. 10 Fig. 11

188

Il metodo è poco pratico e difficilmente applicabile per l’evidente dif-ficoltà nel realizzare un elettrodo ausiliario indipendente.In commercio esistono diversi tipi di strumenti portatili che permet-tono di controllare la corrente d’intervento dei dispositivi differen-ziali ed i relativi tempi senza staccare il carico o creare disserviziall’impianto.Con tali strumenti è anche possibile effettuare le verifiche, conside-rate come necessarie per un corretto coordinamento del dispositivodifferenziale con l’impianto di terra, con sistenti nel controllo deitempi di intervento massimo e minimo del differenziale stesso:– verifica di non intervento con Id < 0,5 Idn;– verifica di intervento con Id = 1 Idn;– verifica di intervento rapido con Id = 5 Idn.Queste prove devono essere ripetute in corrispondenza sia dell’iniziodella semionda positiva (0°) sia dell’inizio della semionda negativa(180°) (fig. 13).È opportuno misurare preventivamente la corrente di dispersionesia permanente sia transitoria (picco di inserzione) relativa ai cir-cuiti protetti dal dispositivo differenziale al fine di evitare che valorielevati di tale corrente possano influenzare negativamente le provestesse.La misura delle correnti di dispersione, che consente di rilevare

Fig. 12

Fig. 13

189

anche i motivi di eventuali scatti intempestivi del differenziale, ri-chiede strumenti estremamente sensibili e, contemporaneamente,insensibili ai disturbi esterni (campi magnetici o altro).La misura risulta tanto più precisa quanto più elevata è la risolu-zione dello strumento utilizzato.In commercio esistono strumenti, inseribili “a pinza” sul circuito inesame, capaci di memorizzare i valori della corrente di dispersionee che inoltre offrono la possibilità di essere abbinati a registratorigrafici per osservare l’andamento della corrente di dispersione neltempo.

Prova di polaritàConsiste nell’individuazione strumentale del conduttore di neutroper verificare che nessun dispositivo di interruzione unipolare sitrovi installato su tale conduttore (quando ciò è vietato).Nei circuiti monofasi (fase-neutro) il conduttore di neutro si indivi-dua misurando la tensione verso terra di entrambi i conduttori: ilneutro è quello che presenta una tensione prossima allo zero.Nei circuiti trifasi si misura la tensione tra quello che si suppone es-sere il neutro e ognuno degli altri tre: se l’intuizione è corretta, letre misure danno un valore pressoché costante; altrimenti una diesse sarà inferiore e consentirà di individuare il neutro.

Verifica della sequenza delle fasiNei circuiti multipolari, quando richiesta, deve essere verificata lasequenza delle fasi ossia l’ordine con il quale si susseguono i massimidi tensione nei conduttori di fase. La verifica può essere effettuata con un indicatore di senso ciclico ocon due lampade di uguali caratteristiche e un condensatore colle-gati a stella sul sistema trifase (fig. 14). Se i valori di resistenza edella capacità sono scelti opportunamente si ha sempre una lampadaa luce piena e l’altra a luce ridotta. Se il condensatore è collegatosulla fase 1, la fase 2 è segnalata dalla lampada più brillante e lafase 3 dalla lampada quasi spenta.

Fig. 14

190

Prove di funzionamentoLe unità costituite da diversi componenti, come le apparecchiatureprefabbricate, i motori e i relativi ausiliari, i comandi e i blocchi de-vono essere sottoposti a una prova di funzionamento per verificareche essi siano montati, regolati ed installati in accordo con le pre-scrizioni normative.I dispositivi di protezione devono essere sottoposti a prove di funzio-namento, se necessario, per verificare che siano stati installati e re-golati in modo appropriato.

Verifica della caduta di tensioneLa misura diretta della caduta di tensione ∆U può essere effettuatadisponendo di uno strumento registratore a più ingressi voltmetrici.Un ingresso va collegato alla fonte energetica, l'altro va di volta involta connesso ai vari punti d'installazione.Ogni lettura comprende due valori: U1 ed U2. La caduta di tensioneva calcolata applicando la formula:

∆U = U1 – U2

Ed il valore percentuale risulta:

∆U∆U% = 100

U1

Verifica di sfilabilità dei cavi La verifica della sfilabilità dei cavi consiste nell’estrarre uno o piùcavi dal tratto di tubo o di condotto, compreso tra due cassette o sca-tole successive, e nell’osservare che questa operazione non abbiadanneggiato il cavo stesso.La verifica dev’essere eseguita su tratti di tubo o di condotto per unalunghezza complessiva tra l’1% e il 3% della totale lunghezza deitubi o dei condotti dell’impianto.Contemporaneamente a questa prova viene fatta la verifica del rap -porto fra diametro interno del tubo o del condotto e diametro del cer-chio circoscritto al fascio di cavi contenuto nel tubo o nel condotto.

Individuazione delle masse estraneeSecondo le indicazioni normative, una parte conduttrice non facenteparte dell’impianto elettrico risulta essere una massa estraneaquando la sua resistenza verso terra risulta inferiore a 1 000 Ω negliambienti ordinari, a 200 Ω nei locali a maggior rischio elettrico, qualii cantieri, i locali ad uso agricolo ecc., e a 0,5 MΩ o 200 Ω per gli am-bienti ad uso medico.Ne deriva che per alcuni elementi metallici è necessario verificare ilvalore della resistenza verso terra attraverso una misura medianteohmmetro, applicando i puntali tra il conduttore di protezione e l'ele-mento metallico (fig. 15).

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Fig. 15

Rapporto a seguito della verifica inizialeAl termine della verifica iniziale, deve essere preparato e consegnatoal committente un rapporto di prova che deve indicare l’oggetto dellaverifica, insieme all'esito dell'esame a vista e dei risultati delle prove.Ogni difetto od omissione rilevato durante la verifica deve essere eli-minato prima della consegna dell’impianto da parte dell'installatore.

192

VERIFICHE PERIODICHE

La verifica periodica dell'impianto deve essere eseguita con la fina-lità di accertare che l'impianto non sia danneggiato o deteriorato inmodo tale da ridurne i requisiti di sicurezza, ovvero non vi siano di-fetti e scostamenti dalle caratteristiche richieste dalla normativa.La verifica periodica deve comprendere un esame a vista approfon-dito dell’impianto integrato dalle opportune prove, analoghe a quelleindicate per la verifica iniziale, che possono essere effettuate percampionamento, includendo almeno:– la misura della resistenza di isolamento;– la prova di continuità dei conduttori di protezione;– la verifica che le prescrizioni per la protezione contro i contatti in-diretti siano soddisfatte;– la prova funzionale dei dispositivi di protezione differenziale e deidispositivi di controllo.Evidentemente nell’effettuare la verifica dovrebbero essere tenutiin considerazione i risultati e le raccomandazioni di precedenti rap-porti, se disponibili, e prese tutte le precauzioni per assicurare chela verifica non causi pericolo alle persone e agli animali o danni alleapparecchiature anche se il circuito risulta guasto.Le verifiche periodiche possono essere sostituite, nel caso di impiantielettrici di grandi industrie, da un adeguato e sicuro regime di sor-veglianza e di manutenzione continuo degli impianti e dei loro com-ponenti attuato da parte di persone esperte.

Frequenza della verifica periodicaLa frequenza della verifica periodica di un impianto deve essere de-terminata considerando il tipo di impianto e i componenti, il suo usoe funzionamento, la frequenza e la qualità della manutenzione e leinfluenze esterne a cui l’impianto è soggetto.La Norma CEI 64-8/6 suggerisce un intervallo di tempo di alcu-ni anni, (per esempio 5 anni) con le eccezioni seguenti che, a causadel maggiore rischio presentato, richiedono intervalli di tempo nonsuperiore a 2 anni:– posti di lavoro o luoghi in cui esistano rischi di degrado, di incendioo di esplosione;– posti di lavoro o luoghi in cui coesistano impianti di alta e di bassatensione;– luoghi ai quali ha accesso il pubblico;– cantieri;– impianti di sicurezza.Per gli edifici residenziali possono essere considerati adeguati inter-valli di tempo maggiori (per es. 10 anni). Si osservi che in qualche caso l’intervallo di tempo è stabilito da pre-

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scrizioni di carattere legislativo (2). In ogni caso sarebbe opportunoche il responsabile della verifica indicasse nel rapporto l'intervalloper la successiva verifica periodica.

Rapporto delle verifiche periodicheA seguito della verifica periodica di un impianto esistente, deve es-sere predisposto un rapporto. Tale documentazione deve includere idettagli di quelle parti dell'impianto e delle limitazioni della verificacoperte dal rapporto, insieme con una registrazione dell'esame avista, che includa ogni difetto, nonché il risultato delle prove. Il rap-porto periodico può contenere le raccomandazioni per la riparazionee il miglioramento, se opportuno, tale da portare l'impianto conformealle prescrizioni normative.

(2) Il D.Lgs. 9 aprile 2008 , n. 81 Specifica che: “Ferme restando le disposizionidel decreto del Presidente della Repubblica 22 ottobre 2001, n. 462, il datoredi lavoro provvede affinchè gli impianti elettrici e gli impianti di protezionedai fulmini, siano periodicamente sottoposti a controllo secondo le indicazionidelle norme di buona tecnica e la normativa vigente per verificarne lo stato diconservazione e di efficienza ai fini della sicurezza”.In base al D.P.R. 462 del 2001 il datore di lavoro deve effettuare la regolaremanutenzione degli impianti di terra e farli sottoporre a verifica periodica:– ogni 2 anni se installati nei cantieri, locali medici e luoghi a maggior rischioin caso d’incendio;– ogni 5 anni se installati negli altri luoghi.

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Palazzoli ACADEMY

La collana «L’INSTALLA-TORE QUALIFICATO» hacome obiettivo di fornire agliinstallatori elettrici una seriecompleta di titoli, che affron-tino con taglio pratico-opera-tivo tutti i principali temi rela-tivi alla sicurezza degliimpianti elettrici, dagli am-bienti ordinari a quelli conpericolo di incendio ed’esplosione.

In «dati e tabelle» un ri-chiamo approfondito alle no-zioni di base di elettrotecnicaconsente un approccio all’im-pianto elettrico in termini disicurezza con particolare ri-ferimento alle prove e verifi-che da effettuare sui quadri.

In «Incendio negli impiantielettrici» vengono forniti nu-merosi esempi che possonoaiutare a comprendere l’effet-tiva importanza delle applica-zioni elettriche, sul come eperché possono originarsieventi dannosi dagli impiantie dalle macchine elettriche.

In «Progettare e installarein ATEX» sono ampiamenteillustrati e approfonditi gli ele-menti fondamentali per indivi-duare le sorgenti di innesco eprevenire l’esplosione dovutaa cause elettriche. Numerosetabelle riassuntive aiutano illettore nella corretta applica-zione delle nuove disposizionilegislative e regolamentari.

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Annualmente Palazzoli, organizza corsi di formazione, rivolti a targetdiversi quali ingegneri, periti, installatori, banconisti, forze vendita eVigili del Fuoco. La formazione avviene in maniera tecnica e pratica,dando modo ai partecipanti di confrontarsi su fatti concreti e compor-tamenti reali.

Palazzoli ACADEMY

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Via Mario Morgantini, 29 - 20148 Milano

Tel 02 9578 4238 - Fax 02 7396 0387

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Prima edizione 2014

I diritti di traduzione, di memorizzazione elettronica, di riproduzione e di

adattamento totale o parziale, con qualsiasi mezzo (microfilm, copie fo-

tostatiche compresi), sono riservati per tutti i paesi.

Nessuna parte di questo libro può essere riprodotta con sistemi elettro-

nici, meccanici, o altro senza l’autorizzazione scritta dell’Editore.

Responsabile editoriale: Mario Montalbetti

Stampa: Colorshade - Peschiera Borromeo (MI)

Finito di stampare nel mese di settembre 2014

Per Palazzoli S.p.A.

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Esente da IVA (D.P.R. 26/10/1972, n. 633, art. 2, lett. D)

Esente da bolla di accompagnamento (D.P.R. 6/10/1978, n.627, art. 4, n. 6)

Questo manuale è una guida per i tecnici che si oc-

cupano abitualmente d’impianti elettrici. Raccoglie

tutte le informazioni che essi devono avere presenti

e a portata di mano durante lo svolgimento del loro

lavoro. Ogni argomento preso in esame è stato trat-

tato esaurientemente e corredato di diagrammi e nu-

merose tabelle i cui dati consentono di risolvere ogni

specifico problema senza dover ricercare ulteriori

valori.

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Aggiornata con le nuove Norme CEI

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