L equipaggiamento elettrico delle macchine

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1 L equipaggiamento elettrico delle macchine Convegno La normativa macchine: obblighi e responsabilità 4 giugno 05 Ing. Emilio Giovannini Per. Ind. Franco Ricci U.F. Prevenzione e Sicurezza Verifiche Periodiche Le norme tecniche CEI EN Classif. CEI 44-5 Anno Fascicolo 4455 Edizione Terza Sicurezza del macchinario Equipaggiamento elettrico delle macchine Parte 1: Regole generali CEI EN Classif. CEI Anno Fascicolo 5218 Edizione Prima Sicurezza del macchinario Equipaggiamento elettrico delle macchine Parte 32: Prescrizioni per le macchine di sollevamento CEI Classif. CEI Anno Fascicolo 5692 Edizione Prima Guida all'applicazione della Norma CEI EN Regole generali per l'equipaggiamento elettrico delle macchine 2 1

2 Principi Fondamentali CEI EN : INTRODUZIONE La presente Parte della Norma Europea EN fornisce le prescrizioni e le raccomandazioni relative all equipaggiamento elettrico delle macchine in modo da perseguire: la sicurezza delle persone e dei beni; la congruenza delle risposte ai comandi; la facilità della manutenzione. Non si devono sacrificare i fattori indispensabili qui sopra riportati per ottenere prestazioni elevate. [ ] 3 CEI EN (CEI 44-5) Alimentazione (4.3) Segnali d avvertimento, elementi di identificazione (art. 17) Documentazione tecnica (art. 18) PE Motori e trasduttori (art. 15) Dispositivo di sezionamento dell alimentazione (5.3) Protezione contro la scossa elettrica (art. 6) Protezione dell equipaggiamento (art. 7) Morsetto di terra (PE) (5.2) Circuito equipotenziale di protezione (8.2) Circuiti e funzioni di comando (art. 9) Funzione di arresto di emergenza ( ) Apparecchiatura di comando (art. 12) Accessori ed illuminazione (art. 16) 4 2

3 Applicabilità La presente Parte si applica agli equipaggiamenti elettrici o parti di equipaggiamenti elettrici alimentati con tensioni nominali non superiori a 1000 V AC o 1500 V DC e con frequenze nominali non superiori a 200 Hz. Per tensioni o frequenze superiori, possono essere necessarie prescrizioni speciali. [ ] Prescrizioni supplementari e speciali possono essere applicate ad equipaggiamenti elettrici di macchine che: vengono usate all aria aperta; danno luogo a rischi specifici nella lavorazione di determinati materiali; sono usate in miniere; 5 DPR 24 luglio 1996, n. 459 ALLEGATO I: REQUISITI ESSENZIALI DI SICUREZZA E DI SALUTE RELATIVI ALLA PROGETTAZIONE E ALLA COSTRUZIONE DELLE MACCHINE E DEI COMPONENTI DI SICUREZZA 1. REQUISITI ESSENZIALI DI SICUREZZA E DI SALUTE 1.2 Comandi Sicurezza ed affidabilità dei sistemi di comando Dispositivi di comando [ ] Avaria del circuito di comando Software 1.5 Misure di protezione contro altri rischi Rischi dovuti all'energia elettrica 6 3

4 Requisiti Essenziali De Mauro: Il dizionario della lingua italiana ciò che è più importante, fondamentale, la cosa principale ma anche ciò che è assolutamente indispensabile In definitiva: la conformità ai RES è il minimo che si possa fare ai fini della sicurezza! 7 CEI EN (CEI 17-13/1) CEI EN /A1 - Classif. CEI 17-13/1;V1 Anno Fascicolo 7543 Edizione Quarta Apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT) Parte 1: Apparecchiature soggette a prove di tipo (AS) e apparecchiature parzialmente soggette a prove di tipo (ANS) CEI EN Classif. CEI 17-13/1 Anno Fascicolo 5862 Edizione Quarta Apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT) Parte 1: Apparecchiature soggette a prove di tipo (AS) e apparecchiature parzialmente soggette a prove di tipo (ANS) Apparecchiature assiemate Quadri elettrici 8 4

5 Principi Fondamentali (1) CEI EN : Progetto e Costruzione (par 7) 7.1 Progetto Meccanico Materiali atti a resistere alle sollecitazioni meccaniche, elettriche e termiche, nonché all umidità. Protezione contro la corrosione. Resistenza meccanica di tutti gli involucri e diaframmi, compresi i dispositivi di blocco delle porte. Disposizione tale da facilitare la manutenzione in modo che sia realizzato il necessario grado di sicurezza. 9 Principi Fondamentali (2) CEI EN : Progetto e Costruzione (par 7) 7.2 Gradi di Protezione Il costruttore deve stabilire Grado di protezione contro i contatti diretti. Grado di protezione contro i corpi estranei (solidi o liquidi). Adeguati accorgimenti per prevenire la condensazione dell umidità. 7.3 Sovratemperatura L apparecchiatura deve essere costruita in modo tale da rispettare i limiti di sovratemperatura imposti dalla norma. 10 5

6 Una considerazione Per soddisfare i requisiti le dimensioni del quadro elettrico dovrebbero essere generose. Con quadri di piccole dimensioni, dove i componenti sono a stretto contatto l uno con l altro, è estremamente difficile assicurare: La facilità di manutenzione. I rispetto dei limiti di sovratemperatura. 11 Dichiarazione di Conformità DICHIARAZIONE DI CONFORMITA' Fabbricante Indirizzo Dichiara che La macchina modello tipo è conforme alle disposizioni della direttiva macchine 98/37/CE e inoltre dichiara che sono state applicate le seguenti norme armonizzate: CEI EN Se non conforme, il costruttore si rende responsabile di falsa dichiarazione (come minimo!) 12 6

7 ingressi azioni Circuiti di comando energia Una azione (es. una manovra) sul circuito di comando deve determinare l evento voluto sul circuito di potenza. Circuiti di comando uscite Circuiti di potenza attuatori Se questo non avviene per un guasto sul circuito di comando, il circuito di potenza deve trovarsi o essere posto in condizioni di sicurezza. 13 Trasformatori & guasti Sistema elettrico 1 1 Re1 Re2 2 Sistema elettrico 2 1. Cedimento dell isolamento tra primario e secondario 2. Guasto a terra sul secondario 14 7

8 Guasti sul circuito di comando Mettendo a terra un polo del trasformatore, al primo guasto si crea una corrente IF che fa bruciare il fusibile F1 e mette i comandi fuori tensione F1 IF Morsetto PE Re Involucro metallico del quadro 15 Guasti sul circuito di comando F F1 IF Morsetto PE Re Grazie al collegamento a terra, la rottura dell isolamento fra primario e secondario provoca lo scorrere di una corrente che interessa i circuiti di alimentazione e fa intervenire le protezioni. 16 8

9 Guasti a terra Guasti a terra sul circuito di comando possono provocare malfunzionamenti quali: Avviamento inaspettato (intempestivo) di alcune utenze. Mancato funzionamento di alcuni comandi (quali marcia, arresto, arresto di emergenza, ). Mancato funzionamento dei dispositivi automatici (quali finecorsa, relè di protezione, ). 17 Contatti di sicurezza Il contatto di sicurezza deve avere anche alcuni specifici requisiti costruttivi per essere particolarmente affidabile. In particolare: Non devono esserci elementi elastici tra attuatore e contatti; Il contatto si deve aprire tramite l attuatore e richiudersi (eventualmente) tramite una molla. Pressione La soluzione circuitale che offre la massima garanzia di sicurezza è: I contatti di sicurezza devono essere posti in serie alla bobina di comando del teleruttore; La condizione di sicurezza deve corrispondere a circuito chiuso. 18 9

10 Esempio Il 1 guasto a terra non viene rilevato: tutto funziona come se nulla fosse successo Involucro metallico del quadro 1 2 Il 2 guasto a terra cortocircuita il contatto dell arresto di emergenza Involucro metallico del quadro 19 Esempio Situazione pericolosa: viene premuto il pulsante di arresto, ma la macchina continua a funzionare! Involucro metallico del quadro Senza opportuni accorgimenti, i guasti a terra possono rendere inefficaci gli arresti di emergenza 20 10

11 Avviamento intempestivo Le bobine dei contattori devono avere un polo collegato a terra. In caso di guasto a terra sui circuiti di comando, anche se tutti i contatti del ramo sono chiusi, la tensione ai capi della bobina è 0 ed il contattore resta disattivato (anche se F1 non brucia!). F1 Re1 21 Quindi, per prevenire Proteggere i circuiti alimentati da trasformatore con dispositivi a massima corrente quali fusibili o interruttori magnetotermici. Collegare a terra un polo del trasformatore. Collegare tutte le bobine dei teleruttori in modo tale che abbiano un polo a comune. Collegare a terra il polo comune delle bobine. Collegare a terra tutti gli involucri metallici (masse)

12 Se la pulsantiera è separata QE Pulsantiera metallica Anche la pulsantiera va messa a terra! Il collegamento deve essere affidabile (morsetto PE apposito) 23 Convegno La normativa macchine: obblighi e responsabilità 4 giugno 05 L equipaggiamento elettrico delle macchine Grazie per l attenzione Ing. Emilio Giovannini Per. Ind. Franco Ricci U.F. Prevenzione e Sicurezza - Verifiche Periodiche Via Turati 15ter Avenza (MS) 12

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