DISPERSIONI DI CORRENTE

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1 PROTEZIONI CONTRO LE DISPERSIONI DI CORRENTE RISCHIO ELETTRICO 1 CLASSIFICAZIONE DELLA TENSIONE CORRENTE ALTERNATA (C.A.) ~ CORRENTE CONTINUA (C.C.) BASSISSIMA TENSIONE (Volt) BASSA TENSIONE (Volt) MEDIA TENSIONE (Volt) ALTA TENSIONE (Volt) <=50 <=120 > 50 >120 < = < =1.500 > > <= <= > >

2 IL RISCHIO ELETTRICO In Italia si verificano almeno 5 infortuni elettrici mortali ogni settimana (per folgorazione) La folgorazione volgarmente detta anche scossa, è l'attraversamento del corpo umanoda parte di corrente elettrica. 3 IL RISCHIO ELETTRICO Condizione necessaria perché avvenga la folgorazione è che la corrente abbia rispetto al corpo un punto di entrata e un punto di uscita. Il punto di entrata è di norma la zona di contatto con la parte in tensione Il punto di uscita è la zona del corpo che entra in contatto con altri conduttori consentendo la circolazione della corrente all'interno dell'organismo seguendo un dato percorso. Se uncorpo è isolatolacorrente non può uscire 4

3 FATTORI CHE INFLUENZANO LA GRAVITA DELLE CONSEGUENZE DELLA FOLGORAZIONE 5 Resistenza elettrica dei corpo umano Il corpo umano è un conduttore che ha una resistenza elettrica Minore Resistenza MaggioreCorrente che attraversa il corpo 6

4 Fattori che influenzano la Resistenza elettrica dei corpo umano il sesso l'età le condizioni in cui si trova la pelle (la resistenza è offerta quasi totalmente da essa), la sudorazione le condizioni ambientali gli indumenti interposti la resistenza interna che varia da persona a persona le condizioni fisiche del momento il tessuto e gli organi incontrati nel percorso della corrente dal punto di entrata al punto di uscita 7 Valori resistenza elettrica dei corpo umano in ambienti molto umidi e bagnati: R ( persona ) < 3000 ohm In aventi caratteristiche fisiche normali: R ( persona ) > 3000 ohm 8

5 Resistenza elettrica dei corpo umano (Rc) Ilvalore convenzionale diresistenzarc = 3000ohm I = corrente che circola nel corpo Ri = resistenza del corpo Rtc = resistenza della persona verso il terreno Rc= resistenza totale del corpo umano 9 Resistenza elettrica dei corpo umano Il legame è dato dalla dll Legge di Ohm: V = Rcx I e quindi: I= V / Rc dunque a parità di V: Maggiore è Rc Minore è I 10

6 Limitedi pericolosità dellacorrente Dipende da: Tipo di corrente (alternata o continua) e sua frequenza Intensità àdi corrente (valore della dll corrente) Percorso seguito dalla corrente attraverso il corpo Durata del passaggio di corrente Condizioni fisiche e psichiche del soggetto 11 Percorso della corrente I principali i tragitti iriscontrabili nei più comuni casi di elettrocuzione sono quelli causati dal contatto, con due parti a diverso potenziale, delle mani (figura 5), di una mano e dei piedi (figura 6), dei piedi (figura 7). 12

7 Percorso della corrente I percorsi che passano attraverso il cuore sono i più pericolosi. I contatti peggiori quindi sono: Mano mano Mano torace Mano piedi 13 Effetti della corrente elettrica sul corpo umano Agisce direttamente sui vasi sanguigni e sulle cellule nervose provocando, ad esempio lo stato di shock; Agisce sul sistema cardiaco provocando lesioni al miocardio, aritmie, alterazioni permanenti di conduzione; Provoca danni all attività cerebrale, al sistema nervoso centrale, e può danneggiare l apparato visivo e uditivo. Altera i tessuti provocando ustioni La corrente elettrica tende a seguire all interno del corpo umano il percorso che presenta minore resistenza. 14

8 EFFETTI DELLA CORRENTE ELETTRICA SUL CORPO UMANO 15 Effetti provocati dalla corrente sul corpo umano Tetanizzazione i (contrazione muscolare involontaria) i Arresto della respirazione (asfissia/soffocamento dovuto alla contrazione dei muscoli addetti alla respirazione) Fibrillazione ventricolare: tremolio disordinato delle fibre muscolari del cuore che ne impedisce le regolari pulsazioni Ustioni: la corrente, attraversando la "resistenza" del corpo umano, sviluppa calore per effetto Joule (proprio p come il filamento di una lampadina) 16

9 DIPENDENZA DEGLI EFFETTI DELLA CORRENTE ELETTRICA SUL CORPO UMANO DALLA FREQUENZA La pericolosità della corrente diminuisce all'aumentare aumentare della frequenza poiché ad alte frequenze la corrente tende a passare solo attraverso la pelle. Il fenomeno si chiama appunto effetto pelle e le lesioni provocate dal passaggio della corrente elettrica sono solo superficiali e non interessano organi vitali. Le correnti a frequenza di 50 Hz sono quelle più pericolose 17 CURVADI SICUREZZA Il grafico della curva di sicurezza si divide in 4 zone di pericolosità: 18

10 CURVADI SICUREZZA Zona 1: nessuna reazione (al di sotto della soglia di percezione) Zona 2: limite di pericolosità convenzionale. Non vi sono effetti fisiologici pericolosi Zona 3: effetti fisiopatologici reversibili e tetanizzazione Zona 4: probabilità di fibrillazione ventricolare (c1:5%, c2:50%, c3:>50%) e gravi ustioni 19 TENSIONEDI CONTATTO Tensione di contatto: è il prodotto della resistenza del corpo umano moltiplicato li li per la corrente che lo attraversa. Tensione di Contatto che possono essere sopportati dal corpo umano senza danni particolari. Tensione di contatto (c.a.) <50 V 50 V 75 V 90 V 110 V 150 V 220 V Tensione di contatto (c.c.) < 120 V 120 V 140 V 160 V 175 V 200 V 250 V Tempo di sopportabilità infinito 5 s 1 s 0.5 s s 0.1 s 0.05 s 280 V 310 V 0.03 s 20

11 TENSIONE DI CONTATTO LIMITE Valore oltre il qualesi hanno danniprovocati dalla corrente elettrica che attraversa il corpo umano In Corrente Alternata c.a. In Corrente Continua c.c. Condizioni Asciutto 60 Bagnato 21 TIPOLOGIE CONTATTO La folgorazione può avvenire per: Contatto diretto Contatto indiretto Arco elettrico 22

12 CONTATTO DIRETTO Avviene quando si entra in contatto ttt con conduttori "nudi" o direttamente accessibili, in tensione. Due modalità: 1. Toccando due elementi in tensione 2. Toccando un solo elemento in tensione se il corpo umano è in contatto con il terreno 23 CONTATTO DIRETTO Un altro esempio di contatto diretto si ha quando sono presenti contemporaneamente: Interruzione del filo neutro a monte del punto di contatto con la persona Collegamento di un carico a valle del punto di contatto Pavimento conduttivo In tal caso se si trascura la resistenza R N la corrente che attraversa il corpo ha una intensità pari a: I= I dipende da Rc ovvero dalla resistenza del carico posta a 120 ohm e R è la resistenza convenzionale del percorso mano piede del corpo umano 24

13 TIPI DI PROTEZIONI CONTRO I CONTATTI DIRETTI Le protezioni icontro i contatti tttidiretti si distinguono in: Ttli Totali: riguardano impianti i accessibili a persone non addestrate, ossia frequentati da persone che non hanno una specifica conoscenza tecnica o esperienza tale da porli in guardia contro i pericoli dell'elettricità. Parziali: riguardano impianti accessibili dagli addetti ai lavori 25 PROTEZIONI TOTALI CONTRO I CONTATTI DIRETTI Isolamento. Deve possedere essenzialmente i seguenti requisiti: deve ricoprire i completamente lt t le parti attive; deve essere asportabile solo mediante rottura; deve resistere a tutte le sollecitazioni i i di carattere elettrico, meccanico, termico, alle quali può essere soggetto durante l'uso luso. 26

14 PROTEZIONI TOTALI CONTRO I CONTATTI DIRETTI Involucri: es. carcassa di un elettrodomestico oppure cassetta di derivazione, all'interno della quale è possibile effettuare la giunzione fra due tratti di cavo Barriere: es. la rete metallica nei cavalcavia ferroviari delle linee elettrificate Interruttore differenziale i in grado di intervenire all atto del guasto 27 PROTEZIONI PARZIALI CONTRO I CONTATTI DIRETTI Ostacoli: impediscono l'avvicinamento e il contatto non intenzionale della persona con le parti attive dell'impianto sotto tensione ; essi devono essere rimossi solo intenzionalmente. La rete metallica che impedisce l'accesso alla cella di un trasformatore è un esempio di ostacolo. Distanziamento: deve evitare cheparti diimpianto impianto a tensione diversa siano accessibili contemporaneamente. 28

15 CONTATTO INDIRETTO Avvengono con parti conduttrici idi impianti, dell involucro di una attrezzatura o elettrodomestico che normalmente non sono in tensione, ma che a causa di una dispersione elettrica o ad un guasto interno sono sottoposti ad una tensione pericolosa; tali contatti tttisono i più dannosi proprio perché colgono l individuo impreparato. 29 CONTATTO INDIRETTO Toccando la carcassa dell'apparecchio guasto la corrente elettrica passa attraverso il corpo umano e scarica a terra. Maggiore è il rischio di folgorazione quanto più alto è il valore di corrente e più lungo il tempo di contatto. 30

16 Tipi di protezioni contro i contatti indiretti Si dividono in: Protezione CON interruzione automaticadel circuito Protezione SENZA interruzione automatica del circuito 31 Protezione dai contatti indiretti CON interruzione automatica del circuito Consiste nel realizzare un circuito i con un impianto i di messa a terra coordinato con interruttori differenziali, posti a monte dell impianto, in modo da interrompere con tempestività ti itàl l alimentazione li i elettrica del circuito nel caso di un guasto e quindi di situazioni pericolose. L involucro, collegato normalmente a terra, a causa di un guasto assume una tensione potenzialmente pericolosa in conseguenza della corrente dispersa verso terra (differenza tra la corrente entrante nel circuito e quella uscente). Se la corrente dispersa è uguale o maggiore alla corrente nominale del differenziale, l interruttore apre il circuito; in tal modo l involucro assume una tensione pericolosa per un tempo minore rispetto al tempo per cui può essere sopportata dal corpo umano. Interruttore differenzialei COORDINATO Messa a terra 32

17 Protezione dai contatti indiretti con interruzione automatica del circuito Collegamento a terra di tutte le masse e le masse estranee presenti nell'ambito dell'impianto. Collegare a terra le masse e le masse estranee significa far sì che esse assumano un potenziale, per quanto possibile, uguale a quello di terra. Ciò può essere ottenuto collegando con un conduttore di opportuna sezione tutte le masse ad un corpo metallico ( dispersore ) posto in intimo contatto con il terreno. In tal modo la corrente conseguente al guasto viene dispersa a terra ed interessa solo in minima parte il corpo della persona eventualmente in contatto con la massa in tensione. La protezione è completata inserendo un dispositivo di interruzione, a monte del circuito, che interviene quando si manifesta la corrente di guasto. 33 MESSA A TERRA Le figure 11 e 12 rappresentano rispettivamente i una presa di terra realizzata con picchetti ed una realizzata con un anello sotto le fondamenta di una abitazione. 34

18 Protezione dai contatti indiretti SENZA interruzione automatica del circuito Per le protezioni senza interruzione automatica del circuito si possono impiegare: materiali con particolari caratteristiche diisolamentoisolamento (DOPPIO ISOLAMENTO); adeguate separazioni elettriche dei circuiti; ambienti isolanti; locali equipotenziali. 35 Protezione dai contatti indiretti SENZA interruzione automatica del circuito Componenti con doppio isolamento, cioè dotati sia di isolamento principale, sia di isolamento supplementare; l'isolamento supplementare garantisce la sicurezza in caso di cedimento dell'isolamento principale ; 36

19 Protezione dai contatti indiretti SENZA interruzione automatica del circuito Locali isolanti, ovvero locali con pavimento e pareti di materiale isolante, caratterizzato daunvalore di resistenza verso terra non inferiore ai limiti stabiliti dalle norme e costante nel tempo; la sicurezza è garantita, inoltre, facendo in modo che, mediante allontanamento e con ostacoli, all'interno di detti locali le persone non possano essere soggette a differenze di potenziale per contatto con masse o masse estranee; 37 Protezione dai contatti indiretti SENZA interruzione automatica del circuito La separazione elettrica viene realizzata alimentando il circuito tramite un trasformatore di isolamento nel quale si divide il circuito primario da quello secondario interponendo un doppio isolamento o uno schermo metallico messo a terra cosi da evitare un eventuale contatto tra gli avvolgimenti. La protezione consiste nell'impedire le vie di richiusura del circuito verso terra, nel caso in cui un operatore toccasse accidentalmente una parte in tensione. È bene ricordare che alcune parti dell impianto elettrico degli edifici quali ad es. campanelli, cancelli elettrici, portoni, citofoni, etc. non richiedono collegamenti all impianto di terra, ma debbono essere alimentati a bassissima tensione mediante l impiego di piccoli trasformatori che tengono ben separato il circuito primario da quello secondario. 38

20 Protezione dai contatti indiretti SENZA interruzione automatica del circuito Locali resi equipotenziali e non connessi a terra, cioè la protezione è ottenuta collegando tra loro le masse e le masse estranee presenti nell'ambiente, in modo che esse non possano dar luogo a differenze di potenziale pericolose. 39